Internet rzeczy (IoT) szybko rozszerzył krajobraz połączonych urządzeń, rewolucjonizując branże od opieki zdrowotnej po produkcję. Jednak wraz ze wzrostem liczby urządzeń IoT, rosną również wyzwania związane z bezpieczeństwem. Jednym z kluczowych aspektów bezpieczeństwa IoT jest bezpieczeństwo brzegowe, które obejmuje ochronę danych i urządzeń na brzegu sieci, w której działają urządzenia IoT. W tym artykule omówione zostaną wyjątkowe kwestie bezpieczeństwa i strategie ochrony danych i urządzeń IoT na brzegu sieci, w tym szyfrowanie, kontrola dostępu i wykrywanie zagrożeń.

Unikalne kwestie bezpieczeństwa na brzegu sieci

• Ograniczenia zasobów: Urządzenia brzegowe IoT często mają ograniczoną moc obliczeniową i pamięć. Dlatego tradycyjne środki bezpieczeństwa stosowane w centrach danych lub środowiskach chmurowych mogą być niewykonalne. Rozwiązania bezpieczeństwa na brzegu sieci muszą być lekkie i wydajne.
• Podatność fizyczna: Urządzenia brzegowe są często wdrażane w fizycznie dostępnych lokalizacjach, co czyni je podatnymi na ataki fizyczne. Ochrona tych urządzeń przed manipulacją jest krytycznym aspektem bezpieczeństwa urządzeń brzegowych.
• Przerywana łączność: Wiele urządzeń brzegowych IoT działa w środowiskach o przerywanej lub niskiej przepustowości łączności. Może to utrudniać terminowe dostarczanie aktualizacji i poprawek zabezpieczeń. Rozwiązania bezpieczeństwa Edge muszą uwzględniać te wyzwania związane z łącznością.

Strategie bezpieczeństwa Edge

• Szyfrowanie danych: Aby chronić dane na brzegu sieci, najważniejsze jest szyfrowanie. Dane powinny być szyfrowane zarówno podczas przesyłania, jak i przechowywania. Lekkie algorytmy szyfrowania zoptymalizowane pod kątem urządzeń IoT, takie jak AES-CCM lub ChaCha20-Poly1305, powinny być stosowane w celu zminimalizowania obciążenia obliczeniowego.
• Kontrola dostępu: Wdrożenie solidnych mechanizmów kontroli dostępu zapewnia, że tylko autoryzowane podmioty mogą wchodzić w interakcje z urządzeniami brzegowymi IoT. Kontrolę dostępu opartą na rolach (RBAC) i kontrolę dostępu opartą na atrybutach (ABAC) można dostosować do unikalnych wymagań IoT.
• Bezpieczny rozruch i podpisywanie oprogramowania układowego: Ochrona integralności oprogramowania układowego urządzeń brzegowych ma kluczowe znaczenie. Proszę korzystać z bezpiecznych procesów rozruchowych i podpisywania kodu, aby zapewnić, że tylko uwierzytelnione i niezmienione oprogramowanie układowe jest uruchamiane na urządzeniach IoT.
• Fizyczna odporność na manipulacje: Proszę rozmieścić urządzenia IoT w obudowach odpornych na manipulacje i wdrożyć mechanizmy wykrywania manipulacji. W przypadku wykrycia fizycznej manipulacji, urządzenia można zaprogramować tak, aby inicjowały bezpieczne czyszczenie lub zgłaszały naruszenie.
• Edge Firewall: Zapora brzegowa służy do filtrowania ruchu przychodzącego i wychodzącego. Działa ona jako bariera między urządzeniami IoT a siecią, blokując złośliwy ruch i zapobiegając nieautoryzowanemu dostępowi.
• Wykrywanie i zapobieganie włamaniom: Wdrożenie systemów wykrywania włamań (IDS) i systemów zapobiegania włamaniom (IPS) na brzegu sieci. Systemy te monitorują ruch sieciowy i zachowanie urządzeń, identyfikując i łagodząc potencjalne zagrożenia.
• Uwierzytelnianie urządzeń: Proszę stosować silne mechanizmy uwierzytelniania w komunikacji między urządzeniami i między urządzeniami a chmurą. Techniki takie jak wzajemne uwierzytelnianie i korzystanie z certyfikatów urządzeń zwiększają bezpieczeństwo tych interakcji.
• Szyfrowanie Edge-to-Cloud: Podczas przesyłania danych z urządzenia brzegowego do chmury należy zastosować szyfrowanie typu end-to-end w celu ochrony przed podsłuchem. Transport Layer Security (TLS) i Datagram Transport Layer Security (DTLS) są powszechnie używane do bezpiecznej komunikacji.
• Aktualizacje zabezpieczeń i zarządzanie poprawkami: Proszę opracować solidną strategię dostarczania aktualizacji zabezpieczeń i poprawek do urządzeń brzegowych, nawet w scenariuszach o niskiej przepustowości lub przerywanej łączności. Aktualizacje over-the-air (OTA) mogą być cennym narzędziem.

Przypadki użycia zabezpieczeń brzegowych w IoT

Oto kilka przypadków użycia, które ilustrują znaczenie bezpieczeństwa brzegowego w IoT i sposób, w jaki można je zastosować do ochrony danych i urządzeń na brzegu sieci:

Inteligentna produkcja

• Przypadek użycia: Inteligentna fabryka opiera się na czujnikach i urządzeniach IoT do monitorowania i kontrolowania procesów produkcyjnych. Urządzenia brzegowe zbierają dane z maszyn i czujników, zapewniając wgląd w czasie rzeczywistym i umożliwiając konserwację predykcyjną.
• Bezpieczeństwo Edge: Wdrożenie bezpiecznego rozruchu i podpisywania oprogramowania układowego na urządzeniach brzegowych, aby zapobiec nieautoryzowanemu wykonaniu kodu. Zastosowanie zasad kontroli dostępu w celu ograniczenia dostępu do krytycznych maszyn. Wykorzystanie systemów wykrywania włamań do identyfikacji i reagowania na anomalie w czasie rzeczywistym.

Monitorowanie opieki zdrowotnej

• Przypadek użycia: Urządzenia do zdalnego monitorowania pacjentów, takie jak urządzenia do monitorowania stanu zdrowia, stale zbierają dane zdrowotne od pacjentów i przesyłają je do dostawców usług medycznych w celu analizy i interwencji.
• Edge Security: Szyfrowanie danych zdrowotnych pacjentów na urządzeniach do noszenia i podczas transmisji. Wykorzystanie silnego uwierzytelniania do przesyłania danych w celu zapewnienia ich integralności. Stosować fizyczną odporność na manipulację w celu ochrony prywatności pacjenta i integralności urządzenia.

Inteligentne sieci

• Przypadek użycia: Urządzenia IoT są wdrażane w całej sieci energetycznej w celu monitorowania zużycia energii, zarządzania dystrybucją i optymalizacji zużycia energii. Edge computing pomaga podejmować decyzje w czasie rzeczywistym w celu równoważenia obciążenia.
• Bezpieczeństwo brzegowe: Proszę zastosować szyfrowanie w komunikacji pomiędzy urządzeniami gridowymi a centralnym systemem zarządzania. Wdrożenie firewalli brzegowych w celu ochrony przed cyberatakami ukierunkowanymi na komponenty sieci. Zapewnienie bezpiecznego rozruchu i aktualizacji oprogramowania układowego w celu utrzymania integralności urządzeń gridowych.

Pojazdy autonomiczne

• Przypadek użycia: Pojazdy autonomiczne polegają na przetwarzaniu brzegowym w celu podejmowania decyzji w czasie rzeczywistym, przetwarzania danych z czujników i nawigacji. Bezpieczeństwo ma kluczowe znaczenie dla ochrony pasażerów i zapobiegania wypadkom.
• Bezpieczeństwo Edge: Proszę stosować silne uwierzytelnianie w komunikacji pojazd-pojazd i pojazd-infrastruktura. Stosowanie systemów wykrywania włamań w celu identyfikacji i reagowania na cyberzagrożenia wymierzone w pojazdy autonomiczne. Zapewnienie bezpiecznych aktualizacji oprogramowania układowego w celu ograniczenia luk w zabezpieczeniach.

Inteligentne rolnictwo

• Przypadek użycia: Czujniki i siłowniki IoT są wdrażane na polach uprawnych w celu precyzyjnego nawadniania, monitorowania warunków glebowych i zarządzania stanem upraw. Edge computing umożliwia terminowe podejmowanie decyzji w zakresie zarządzania uprawami.
• Bezpieczeństwo brzegowe: Szyfrowanie danych z czujników i poleceń sterujących w celu zapobiegania manipulacjom. Wdrożenie kontroli dostępu w celu ograniczenia nieautoryzowanego dostępu do sprzętu rolniczego. Wykorzystanie wykrywania włamań do identyfikacji anomalii w operacjach polowych.

Zarządzanie zapasami w handlu detalicznym

• Przypadek użycia: Sklepy detaliczne wykorzystują urządzenia IoT do śledzenia poziomu zapasów, monitorowania stanu półek i automatyzacji procesów uzupełniania zapasów.
• Edge Security: Szyfrowanie danych magazynowych w celu ochrony przed kradzieżą lub manipulacją. Wdrożenie kontroli dostępu dla pracowników sklepu i dostawców. Wykorzystanie systemu wykrywania włamań do identyfikacji nietypowych działań związanych z zapasami.

Monitorowanie środowiska

• Przypadek użycia: Agencje ochrony środowiska wdrażają czujniki IoT w odległych lokalizacjach w celu monitorowania jakości powietrza, jakości wody i warunków pogodowych.
• Edge Security: Szyfrowanie danych zebranych przez czujniki środowiskowe w celu zapewnienia integralności danych. Wykorzystanie fizycznej odporności na manipulacje w celu ochrony czujników przed wandalizmem. Wdrożyć bezpieczną transmisję danych do centralnych systemów monitorowania.

Powyższe przypadki użycia podkreślają różnorodność zastosowań zabezpieczeń brzegowych w IoT w różnych branżach. Wdrażając solidne środki bezpieczeństwa brzegowego dostosowane do każdego przypadku użycia, organizacje mogą wykorzystać zalety IoT, jednocześnie chroniąc dane, urządzenia i krytyczne operacje na brzegu sieci.

Wnioski

Bezpieczeństwo brzegowe IoT jest krytycznym elementem ogólnego bezpieczeństwa IoT, ponieważ odpowiada na unikalne wyzwania stawiane przez urządzenia brzegowe i ich środowiska operacyjne. Aby chronić dane i urządzenia IoT na krawędzi, konieczne jest połączenie szyfrowania, kontroli dostępu, bezpiecznego rozruchu, fizycznej odporności na manipulacje oraz wykrywania / zapobiegania włamaniom. Wdrażając te strategie, organizacje mogą ograniczyć ryzyko związane z przetwarzaniem brzegowym i zapewnić poufność, integralność i dostępność danych IoT. Ponieważ IoT nadal ewoluuje, bezpieczeństwo brzegowe pozostanie kluczowym obszarem zainteresowania w toczącej się walce z pojawiającymi się zagrożeniami.