اینترنت اشیا چیست و چه کاربردی دارد؟

بروس اشنایر کارشناس امنیت سایبری در کنفرانس امنیت اطلاعات اروپا که در لندن برگزار شد، اینترنت اشیاء را به شرح زیر تعریف کرد:
اینترنت اکنون فکر می کند، احساس می کند و عمل می کند، و برای من این تعریف ربات است. من فکر می کنم تعریف درست از اینترنت اشیا به طور کلی این است که ما ناخواسته در حال ساخت رباتی به اندازه یک جهان هستیم.
برای این کارشناس امنیت سایبری، اینترنت اشیا مانند یک ربات است. اما با این تفاوت که این ربات به جای محدود شدن به شاسی فلزی خود در مقیاس جهانی وجود دارد، سیستم های کنترلی و پردازنده های آن در سراسر جهان پراکنده شده اند و توسط سازمان هایی با اهداف و ایده های متفاوت ساخته و کنترل می شوند.
ایده یک ربات غول پیکر به اندازه یک دنیا که هر قسمت از آن تحت کنترل سازمانی متفاوت است، بدون شک ترسناک و آخرالزمانی است. اما آیا واقعاً ترس از اینترنت اشیا ضروری است؟

اینترنت اشیا چیست؟

اینترنت اشیا (IoT) به میلیاردها دستگاه فیزیکی در سراسر جهان اطلاق می شود که به اینترنت متصل هستند و اطلاعات را جمع آوری کرده و با کاربران و سایر دستگاه های متصل به اشتراک می گذارند.
تقریباً هر چیزی که بتواند به اینترنت متصل شود، بخشی از اینترنت اشیا است. در خانه‌های هوشمند، این گجت‌های مجهز به اینترنت، ما را از انجام کارهای خانه نجات می‌دهند، مقداری از زمان گرانبهای ما را پس می‌دهند و رنگ هیجان‌انگیزتری به زندگی روزمره خاکستری ما می‌بخشند.
اما اینترنت اشیا چیزی فراتر از گرم کردن فر با صدا یا خاموش کردن چراغ‌ها با گوشی هوشمند است. هدف اصلی اینترنت اشیا این است که با نصب حسگرها بر روی هر چیزی در جهان و ترجمه آن به زبان دیجیتال، کامپیوترها را در تماس مستقیم با محیط فیزیکی اطراف خود نگه دارد.
به عبارت دیگر، ما انسان هایی که در واقعیت مجازی پا به دنیای دیجیتال رایانه ها می گذاریم، دنیای دیجیتالی هستیم که در اینترنت اشیا وارد دنیای فیزیکی خود می شویم.
در اینترنت اشیا، دنیای دیجیتال وارد دنیای فیزیکی ما می شود
دستگاه های متصل به اینترنت می توانند راهی برای پیش بینی در مورد همه چیز از رفتار مصرف کننده گرفته تا رویدادهای آب و هوایی ارائه دهند. اما در عین حال، این دستگاه‌ها دسترسی هکرها به مناطق خصوصی افراد برای سرقت و افشای اطلاعات شخصی آنها را آسان‌تر می‌کنند. بسته به اینکه از چه کسی بپرسید، اینترنت اشیا قرار است آینده فناوری را متحول کند یا مانند یک ربات سرگردان، پایان عصر فناوری بشر را نشان دهد.

تاریخچه اینترنت اشیا

اینترنت اشیا داستان منشا جالبی دارد. شاید اولین نمونه‌ای که واقعاً می‌توان آن را اینترنت اشیا نامید، یک دستگاه فروش خودکار با قوطی‌های کوکاکولا بود که در دهه 1980 در دانشگاه کارنگی ملون در پیتسبورگ، پنسیلوانیا، بیش از یک دهه قبل از نامگذاری اینترنت اشیا نصب شد. به گزارش رسانه اکوموتیو این تکنولوژی یکی از دانشجویان این دانشگاه، دیوید نیکولز، از اینکه مجبور بود برای نوشیدن نوشیدنی هر بار مسیر طولانی را از دفتر خود تا این یخچال طی کند، خسته شده بود و اغلب وقتی به یخچال می رفت، نوشابه ای وجود نداشت. یا خیلی گرم بود
ذهن نیکولز آنقدر درگیر این داستان بود که ناگهان به یاد اولین دستگاه خودکار کنترل کامپیوتری در دانشگاه استنفورد افتاد و متوجه شد که فناوری دانشگاه او برای حل مشکل یخچال کوکاکولا از قبل وجود داشته است.
چند روز بعد، نیکولز به همراه تعدادی از دوستانش، سیستمی برای اتصال به دستگاه فروش خودکار از طریق ARPANET (پیشرو اینترنت امروزی) ابداع کردند. این به آنها امکان می دهد از راه دور وضعیت یخچال را بررسی کنند (مثلاً ببینند آیا آنجاست یا خیر). نوشیدنی در یخچال). یا نوشیدنی سرد است). برای بسیاری، این دستگاه فروش اولین دستگاه واقعی اینترنت اشیا بود.

اما در سال 1999 نام "اینترنت اشیا" توسط کوین اشتون، یکی از بنیانگذاران گروه تحقیقاتی Auto-ID Labs در دانشگاه MIT ابداع شد.
در آن زمان، اشتون مسئول راه اندازی یک خط لوازم آرایشی در Procter & Gamble بود. هر بار که به فروشگاه لوازم آرایشی محلی خود می رفت، متوجه می شد که رژلب قهوه ای در قفسه ها وجود ندارد. مقامات زنجیره تامین به او گفتند که این رنگ رژ لب در انبار موجود است. اما اشتون باید بداند دقیقاً این رژلب ها کجا هستند، چه اتفاقی برای آنها افتاده است و چرا فروشگاه از آنها سیر نمی شود. با این حال، هیچ کس پاسخ این سوالات را نمی دانست.
تگ های RFID تقریباً همزمان با این داستان توسعه یافتند. این برچسب ها دارای تراشه های کوچکی بودند که می توانستند به صورت بی سیم مقادیر بسیار کمی داده را با استفاده از امواج رادیویی منتقل کنند. اشتون هنگام سخنرانی در اینترنت اشیا برای Procter & Gamble، استفاده از این برچسب ها را برای محصولات این شرکت پیشنهاد کرد تا بتوان اقلام را به راحتی در سراسر زنجیره تامین شناسایی و ردیابی کرد.
آن روزها کلمه «اینترنت» بر زبان ها بود و همه از شنیدن آن هیجان زده بودند. اشتون از این موضوع استفاده کرد و برای جلب توجه مدیران شرکت از کلمه اینترنت در عنوان سخنرانی خود استفاده کرد.
اشتون در گفتگو با ZDNet اینترنت اشیاء را اینگونه معرفی کرد:
اینترنت اشیاء پیوند فرهنگ انسانی، یعنی اشیاء ما، را با به هم پیوستگی سیستم اطلاعات دیجیتال ما، خود اینترنت، ترکیب می کند. این همان معنای اینترنت اشیا است.
پس از سخنرانی کلیدی خود با عنوان «اینترنت اشیا» برای پراکتر اند گمبل، اشتون صدها سخنرانی برای مدیران سازمان های مختلف در مورد کاربرد فناوری RFID ارائه کرد که به ویژه توانایی تراشه RFID برای برقراری ارتباط با دستگاه ها از طریق شبکه بی سیم را برجسته کرد. تا سال 2003، شرکتی که اشتون تأسیس کرد، 103 حامی و چندین شعبه در سرتاسر جهان داشت و تعهد این شرکت به استانداردهای RFID به هر بسته هوشمندی کمک کرد تا با شبکه‌های تامین‌کننده و خرده‌فروش ارتباط برقرار کند. با گذشت زمان، بازار کالاهای هوشمند تکامل یافته است، سرمایه گذاری بیشتری در این زمینه انجام شده است و تراشه ها بهتر و ارزان تر شده اند.
از اواخر دهه 2000 تا اوایل دهه 2010، شرکت‌های سراسر جهان اکنون به همان اندازه که در مورد هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی هیجان‌زده بودند، در مورد اینترنت اشیا نیز هیجان‌زده بودند.
در همان زمان، IBM با هدف رشد اقتصادی و توسعه پایدار شروع به کار بر روی کمپین Smart Planet کرد. مک کینزی، معتبرترین شرکت مشاوره مدیریت جهانی، شروع به نوشتن گزارش هایی در مورد وضعیت فناوری اینترنت اشیا کرد. سیسکو، بزرگترین شرکت در زمینه تجهیزات شبکه، در سال 2011 اعلام کرد که اینترنت اشیا بین سال های 2008 تا 2009 "متولد" شده است. یعنی زمانی که تعداد دستگاه های متصل به اینترنت از تعداد افراد زنده روی کره زمین بیشتر شود. در همان سال، گارتنر، یک شرکت تحقیقاتی آمریکایی، این پدیده جدید را برای اولین بار به فهرست فناوری های نوظهور خود اضافه کرد.
اندکی پس از آن، ابتکارات اینترنت اشیا از همه گوشه ها ظاهر شد. در سال 2010، ابتکار Nest Labs شروع به تولید ترموستات های هوشمند و آشکارسازهای دود مجهز به حسگرها و Wi-Fi با قابلیت یادگیری کرد. در سال 2014، گوگل این استارت آپ را به قیمت 3.2 میلیارد دلار خریداری کرد و می توان گفت این لحظه ای بود که اینترنت اشیا توجه عموم را به خود جلب کرد. با ظهور دستیارهای صوتی هوشمند الکسا و گوگل هوم، حضور دستگاه های اینترنت اشیا در خانه های مردم هر روز پررنگ تر و رایج تر شده است.
تا پایان سال 2021، تعداد دستگاه های اینترنت اشیا به 46 میلیارد دستگاه خواهد رسید که نسبت به سال 2016 افزایش 200 درصدی را نشان می دهد.

کاربرد اینترنت اشیا

تقریباً هر شیء فیزیکی می تواند به دستگاه اینترنت اشیا تبدیل شود، مشروط بر اینکه قابلیت اتصال به اینترنت برای کنترل یا تبادل اطلاعات با کاربر و سایر دستگاه ها را داشته باشد.
در حوزه اینترنت اشیا، حتما نام یخچال هوشمند را زیاد شنیده اید; پس بیایید یکی از جالب ترین کاربردهای اینترنت اشیا را با یخچال هوشمند توضیح دهیم. فرض کنید از سر کار برمی گردید. ماشین شما به گوشی هوشمند شما متصل است و این گوشی به یخچال هوشمند شما در خانه متصل است. در همین حین، یخچال پیامی به گوشی شما ارسال می کند و به شما اطلاع می دهد که شیر تمام شده است. این پیام در صفحه کنترل وسیله نقلیه متصل شما نمایش داده می شود و نزدیکترین سوپرمارکتی را که می توانید شیر بخرید را روی نقشه به شما نشان می دهد. قفسه های سوپرمارکت نیز به هم متصل شده اند و اکنون روی داشبورد خودرو این پیام را مشاهده می کنید که در سوپرمارکت شیر ​​مورد علاقه شما در انبار موجود است. این همان معنای اینترنت اشیا است.
برنامه‌های اینترنت اشیا در محل کار شامل سیستم‌های ردیابی موجودی انبار می‌شوند تا هنگام خروج محصولات به شما اطلاع دهند و به‌طور خودکار محصولات جدید را سفارش دهند. نمونه دیگری از اینترنت اشیا در محل کار، میزهای هوشمندی است که به کارکنانی که برای بیدار شدن بیش از حد نشسته اند هشدار می دهند. بلندگوهای هوشمند برای محل کار مانند Alexa for Business به کارمندان این امکان را می دهد که تجهیزات کنفرانس ویدیویی خود را روشن کنند، تقویم را بررسی کنند، یک جلسه را برنامه ریزی کنند و یک اتاق کنفرانس خالی را فقط با صدای خود پیدا کنند.
در صنایعی مانند صنعت تولید، حسگرهای اینترنت اشیا در ماشین‌آلات، تجهیزات، خطوط تولید، انبارها و وسایل نقلیه می‌توانند داده‌های جمع‌آوری‌شده را در قالب گزارش‌های تعمیر و نگهداری بی‌درنگ انتقال دهند، بنابراین زمانی که یک دستگاه خراب می‌شود یا یک قطعه نیاز به تعویض دارد. . ، فوراً از تأسیس مطلع شوید. با چنین سیستم پیشرفته ای می توان بلافاصله قطعه معیوب را تشخیص داد و مهندسان می توانند بدون وقفه در کار تعمیرات لازم را انجام دهند.
تگ ها و حسگرهای مجهز به اینترنت اشیا نیز در زنجیره تامین بسیار مفید هستند. اینترنت اشیا می تواند از کارخانه تا کامیون، انبار تا فروشگاه، تصویر مرکزی و یکپارچه ای از مکان دقیق همه محصولات، نحوه تولید، سرعت حمل و نقل و سرعت فروش به سازمان ها ارائه دهد. .
در مراقبت‌های بهداشتی، همه چیز، از حسگرهای قابل بلع گرفته تا استنشاق‌ها و لنزهای تماسی متصل، اکنون بخشی از اینترنت اشیا است و بیماران و متخصصان مراقبت‌های بهداشتی را در مورد آنچه در بدن می‌گذرد، وضعیت سلامتی و نحوه مصرف داروها مطلع می‌سازد.
از منظر ساده‌تر، می‌توانید به اینترنت اشیا به‌عنوان لامپی نگاه کنید که می‌توان آن را با گوشی هوشمند روشن و خاموش کرد. سیستم هوشمند دمایی که حضور ساکنان در اتاق ها را با کمک سنسورهایی که در سرتاسر خانه تعبیه شده تشخیص می دهد و دما را بر اساس حضور آنها تنظیم می کند و آن را بر اساس علایق آنها تنظیم می کند. یک اسباب بازی هوشمند که به صورت بی سیم به پایگاه داده آنلاین متصل می شود و با تشخیص صدا و تصویر به سوالات و درخواست های کودکان پاسخ می دهد. در مقیاس بزرگتر، اینترنت اشیا می تواند در یک موتور جت پر از هزاران حسگر برای جمع آوری و انتقال داده ها قرار گیرد. در مقیاس بزرگ‌تر، پروژه‌های شهر هوشمند تمام مناطق شهر را با حسگرها پوشش می‌دهند تا درک و کنترل مردم بر محیط خود را افزایش دهند.

اینترنت اشیا چگونه کار می کند؟

می توان گفت که کاربرد اینترنت اشیا در تمامی صنایع بی پایان است و این فناوری بدون شک پتانسیل بسیار بیشتری نسبت به یخچال هوشمند دارد. اما اینترنت اشیا چگونه کار می کند و اجزای اصلی این سیستم کدامند؟
اولین چیزی که برای اینترنت اشیا نیاز دارید، حسگرها و دستگاه هایی است که قادر به جمع آوری، ذخیره، انتقال و دریافت داده ها هستند. جزء بعدی اتصال است. داده های جمع آوری شده باید بین دستگاه های مختلف مبادله شود و در واقع بین آنها ارتباط برقرار شود. عاملی که این ارتباط را ممکن می کند اینترنت است.
معمولاً حسگرها و دستگاه‌های اینترنت اشیا با برنامه‌ها و سرویس‌های موجود در فضای ابری ارتباط برقرار می‌کنند و این کار از طریق یک شبکه اینترنتی خصوصی انجام می‌شود، در صورتی که بسته به مدل ابری، از طریق اینترنت عمومی امکان‌پذیر نیست.
مرحله بعدی پردازش داده است. پس از انتقال داده های جمع آوری شده از دستگاه به ابر، نرم افزار نصب شده شروع به تجزیه و تحلیل آنها می کند. به عنوان مثال، داده های ارسال شده از یک سیستم تهویه مطبوع خانه هوشمند برای اطمینان از اینکه دما در محدوده قابل قبولی قرار دارد، تجزیه و تحلیل می شود.
اما ارزش و مزایای واقعی اینترنت اشیا در بخش سیستم‌ها و کاربردهای صنعتی نهفته است. زیرا تعداد قابل توجهی از دستگاه‌هایی که قادر به جمع‌آوری و انتقال داده‌ها در این صنعت هستند، اطلاعات حیاتی و بی‌درنگ درباره وضعیت کسب‌وکار ارائه می‌دهند.

خطرات اینترنت اشیا

اینترنت اشیا، که تمام مزایای اینترنت را به دستگاه هایی مانند لامپ و ترموستات ارائه می دهد. اما تمام مشکلات اینترنت را نیز به همراه داشت. اکنون که بلندگوها، تلویزیون‌ها، یخچال‌ها، ساعت‌های زنگ دار، مسواک‌ها، لامپ‌ها، زنگ‌های در، پیجر اتاق کودک و دوربین‌های مداربسته همگی به Wi-Fi متصل هستند، تقریباً هر دستگاهی در خانه می‌تواند در برابر حملات سایبری آسیب‌پذیر باشد یا حتی به طور کامل از کار بیفتد.
اگر اینترنت قطع شود، دستگاه متصل نیز کار نمی کند. اگر مشکل روتر دارید، نمی توانید از سیستم گرمایش هوشمند خود استفاده کنید یا حتی درب خانه هوشمند خود را باز کنید. بسیاری از این دستگاه‌ها بر روی نرم‌افزاری کار می‌کنند که اگر شرکت سازنده آن ورشکست شود یا به‌روزرسانی نرم‌افزار را متوقف کند، می‌تواند دستگاه هوشمند شما را به یک قطعه پلاستیکی بی‌استفاده تبدیل کند.
همچنین، اتصال دستگاه ها به اینترنت، آنها و هر دستگاه دیگری که به شبکه وای فای شما متصل است در معرض حملات سایبری قرار می دهد. لارا دناردیس در کتاب خود با عنوان "اینترنت همه چیز" این تهدید امنیت سایبری را بزرگترین چالش حقوق بشر در عصر ما می نامد.
خطر هک کردن دستگاه‌های اینترنت اشیا برای چند نفر شوخی نیست که یک ماشین لباسشویی هوشمند را دستکاری می‌کنند یا دوربین Google Nest را هک می‌کنند تا پیامی برای اشتراک در یک کانال YouTube خاص ارسال کنند (این واقعاً اتفاق افتاده است). در عوض، در نظر داشته باشید که اگر درب هوشمند خانه شما به سرقت رفت، افراد غریبه به راحتی می توانند وارد خانه شوند. اگر چندین هزار آبگرمکن هوشمند همزمان هک شوند، کل شهر ممکن است برق را از دست بدهد. تنها به یک دستگاه آسیب پذیر نیاز است تا امنیت کل شبکه را به خطر بیندازد.
تهدید دستگاه های متصل به اینترنت تنها به این دلیل نیست که آنها به اینترنت متصل هستند، بلکه به این دلیل است که مسائل امنیتی همیشه اولویت اول در ساخت این محصولات نیست.
به عنوان مثال، در سال 2016، بدافزاری به نام Mirai به بیش از 600000 دستگاه آسیب پذیر اینترنت اشیاء نفوذ کرد تا یک حمله DDoS گسترده را انجام دهد. سال بعد، یک حمله سایبری به نام کرک تقریباً تمام دستگاه‌های متصل به اینترنت را آلوده کرد. این حمله کاملاً فلج کننده بود و دفاع در برابر آن بسیار دشوار بود. زیرا اینترنت اشیا در بسیاری از سیستم عامل های مختلف در دسترس است. هنگامی که یک ویروس به تلفن هوشمند یا رایانه حمله می کند، توسعه دهندگان نرم افزار به سرعت وصله های امنیتی را برای مقابله با آن منتشر می کنند. با این حال، دستگاه‌هایی مانند روترها یا زنگ‌های هوشمند اغلب به‌روزرسانی‌های نرم‌افزاری مورد نیاز برای محافظت در برابر آسیب‌پذیری‌ها را دریافت نمی‌کنند.
به گفته اشنایر، ظهور شبکه جهانی اینترنت اشیا در نهایت منجر به ایجاد یک ربات غول پیکر متصل به اینترنت در مقیاس جهانی خواهد شد. این به قدری متنوع و ناامن است که در صورت عدم اجرای قانون، حملات سایبری رخ خواهد داد. مشکلات جدی در جامعه ایجاد می کند. او معتقد است که "وقتی همه چیز تبدیل به یک کامپیوتر می شود، امنیت کامپیوتر به امنیت همه چیز تبدیل می شود".

یکی دیگر از خطرات اینترنت اشیا مسئله حفظ حریم خصوصی است. یک خانه هوشمند را تصور کنید: می داند چه زمانی از خواب بیدار می شوید (به لطف دستگاه قهوه ساز هوشمند)، چگونه دندان های خود را مسواک می زنید (به لطف مسواک هوشمند)، به چه موج رادیویی گوش می دهید (به لطف بلندگوی هوشمند)، چه نوع از چیزی که هست از غذایی که می خورید (به لطف یک اجاق یا یخچال هوشمند)، بچه های شما چه فکری می کنند (به لطف اسباب بازی های هوشمند)، و چه کسی از خانه شما بازدید می کند یا از آن عبور می کند (به لطف زنگ درب هوشمند). در حالی که شرکت‌ها در ابتدا با فروش دستگاه‌های هوشمند درآمد کسب می‌کنند، مدل کسب‌وکار اینترنت اشیا آنها احتمالاً شامل فروش حداقل برخی از داده‌هایی است که از مشتریان خود جمع‌آوری می‌کنند.
هر دستگاهی در اینترنت اشیا داده ها را جمع آوری می کند و همه آن داده ها دارای ارزش هستند. در یک مطالعه در سال 2019، محققان دریافتند که 72 مورد از 81 دستگاه اینترنت اشیا مورد بررسی داده های خود را با شرکتی غیر مرتبط با سازنده اصلی دستگاه به اشتراک گذاشته اند. این بدان معناست که صمیمی ترین جزئیات زندگی شخصی شما را می توان بسته بندی کرد و به شخص دیگری فروخت. گوگل و اپل در سال 2019 اعتراف کردند که صداهای ضبط شده توسط بلندگوهای هوشمند آنها توسط پیمانکاران کنترل می شد. آمازون با بیش از 400 اداره پلیس همکاری کرده است که از تصاویر گرفته شده توسط دوربین های هوشمند زنگ در برای نظارت بر محله ها استفاده می کنند.

آینده اینترنت اشیا

با ادامه کاهش قیمت حسگرها و اتصالات اینترنتی، افزودن دستگاه های بیشتری به اینترنت اشیا مقرون به صرفه می شود. اکثر شرکت‌های اینترنت اشیا در حال حاضر در مرحله آزمایشی هستند، زیرا فناوری مورد نیاز برای پروژه‌هایشان، از جمله فناوری حسگر، اینترنت 5G و ابزارهای تحلیل مبتنی بر یادگیری ماشین، هنوز در مراحل اولیه توسعه است.
رقابت بین پلتفرم‌های مختلف، فروشندگان و شرکت‌های نرم‌افزاری و اپراتورهای شبکه برای سهم بیشتر در بازار اینترنت اشیا بسیار جدی و نفس‌گیر است و هنوز مشخص نیست کدام یک برنده این داستان خواهد بود. اما بدون استانداردها و پروتکل های لازم، احتمالاً در چند سال آینده شاهد فاجعه های امنیتی بزرگی در فضای اینترنت اشیا خواهیم بود.
با افزایش تعداد دستگاه های متصل، محیط زندگی و کار ما مملو از محصولات هوشمند می شود. برخی از مردم با آغوش باز از عصر جدید چیزهای هوشمند استقبال خواهند کرد. دیگران دلتنگ روزهایی خواهند شد که صندلی فقط یک صندلی بود و هیچ کاربرد دیگری نداشت.