ما هي أجهزة إنترنت الأشياء (أجهزة إنترنت الأشياء)؟

انترنت الأشياء (IOT) الأجهزة عبارة عن أجهزة حاسوبية غير قياسية - مثل أجهزة الاستشعار أو المحركات أو الأجهزة - التي تتصل لاسلكيًا بالشبكة ويمكنها نقل البيانات.

يعمل إنترنت الأشياء على توسيع الاتصال بالإنترنت إلى ما هو أبعد من أجهزة الحوسبة النموذجية - مثل أجهزة الكمبيوتر المكتبية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية - إلى أي مجموعة من الأجهزة التقليدية أخرس أو الأجهزة المادية والأشياء اليومية التي لا تدعم الإنترنت. يمكن لهذه الأجهزة، المضمنة بالتكنولوجيا، التواصل والتفاعل عبر الإنترنت، ويمكن مراقبتها والتحكم فيها عن بعد.

أجهزة إنترنت الأشياء لها استخدامات صناعية واستهلاكية ويتم دمجها عادةً في أدوات أخرى مثل الأجهزة المحمولة والمعدات الصناعية والأجهزة الطبية. على نطاق واسع، يمكن أن تكون كذلك المستخدمة في المدن الذكية. ويتم استخدامها بعد ذلك لإرسال البيانات أو التفاعل مع أجهزة إنترنت الأشياء الأخرى عبر الشبكة.

تساعد أجهزة إنترنت الأشياء وإنترنت الأشياء في جعل الأنشطة اليومية أسرع أو أسهل أو أكثر ملاءمة للمستهلكين مع توفير بيانات في الوقت الفعلي لحالات الاستخدام الصناعي أو المؤسسي.

ما هو مثال جهاز إنترنت الأشياء؟

تعد الأجهزة المتصلة جزءًا من النظام البيئي الذي يتحدث فيه كل جهاز مع الأجهزة الأخرى ذات الصلة في البيئة لأتمتة المهام المنزلية والصناعية. يمكنهم الإرسال بيانات الاستشعار للمستخدمين والشركات والأطراف المقصودة الأخرى. يمكن تصنيف الأجهزة إلى ثلاث مجموعات رئيسية: المستهلك والمؤسسات والصناعية.

الأجهزة المتصلة بالمستهلك تشمل أجهزة التلفاز الذكية، ومكبرات الصوت الذكية مثل Google Home، والألعاب، wearables والأجهزة الذكية. في منزل ذكيعلى سبيل المثال، تم تصميم أجهزة إنترنت الأشياء لاستشعار وجود الشخص والاستجابة له. عندما يصل الشخص إلى المنزل، تتواصل سيارته مع المرآب لفتح الباب. بمجرد الدخول، يتم ضبط منظم الحرارة بالفعل على درجة حرارة محددة مسبقًا، ويتم ضبط الإضاءة على كثافة ولون أقل. تشمل الأجهزة المنزلية الذكية الأخرى الرشاشات التي تضبط كمية المياه الموزعة على العشب بناءً على توقعات الطقس والمكانس الكهربائية الآلية التي تتعرف على مناطق المنزل التي يجب تنظيفها في أغلب الأحيان.

أجهزة إنترنت الأشياء للمؤسسات . أجهزة الحافة مصممة للشركات. تتوفر مجموعة واسعة من أجهزة إنترنت الأشياء للمؤسسات. تختلف هذه الأجهزة في القدرات ولكنها تميل إلى أن تكون موجهة نحو صيانة المنشأة أو تحسين الكفاءة التشغيلية. تشمل بعض الخيارات الأقفال الذكية وأجهزة تنظيم الحرارة الذكية والإضاءة الذكية والأمان الذكي. الإصدارات الاستهلاكية من هذه التقنيات موجودة أيضًا.

في المؤسسة، يمكن للأجهزة الذكية المساعدة في الاجتماعات. مجسات ذكية يمكن للموقع الموجود في غرفة المؤتمرات أن يساعد الموظف في تحديد موقع الغرفة المتاحة للاجتماع وجدولتها، مما يضمن توافر نوع الغرفة المناسب وحجمها وميزاتها.

وبالمثل، يمكن لتجار التجزئة استخدم علامات RFID لتتبع بضائع الشركة، وزيادة دقة المخزون. وللتوسع في هذه الفكرة، تُستخدم أجهزة إنترنت الأشياء أيضًا لتتبع المخزون أثناء تحركه في سلسلة التوريد إدارة الأمدادات.

أجهزة إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT). مصممة للاستخدام في المصانع أو البيئات الصناعية الأخرى. معظم IIoT الأجهزة عبارة عن أجهزة استشعار تستخدم لمراقبة خط التجميع أو عمليات التصنيع الأخرى. يتم إرسال بيانات المستشعر لمراقبة التطبيقات لضمان تشغيل العمليات الرئيسية على النحو الأمثل. يمكن لهذه المستشعرات نفسها أيضًا منع التوقف غير المتوقع عن طريق التنبؤ بموعد استبدال الأجزاء.

في حالة حدوث مشكلة، يمكن للنظام إرسال إشعار إلى فني الخدمة لإعلامه بالمشكلة والأجزاء التي يحتاجها لإصلاح المشكلة. وهذا يمكن أن يوفر على الفني من الحضور إلى الموقع لتشخيص المشكلة ومن ثم الاضطرار إلى السفر إلى أحد المستودعات للحصول على القطعة اللازمة لإصلاح المشكلة.

في الصناعة الطبية، تُستخدم أجهزة إنترنت الأشياء لمراقبة صحة المريض وتتبع مؤشراته الحيوية. إذا كان المريض يحتاج إلى الاهتمام، فإن هؤلاء المراقبين يرسلون إشعارات إلى العاملين في مجال الرعاية الصحية المعنيين.

كيف تعمل أجهزة إنترنت الأشياء؟

تختلف أجهزة إنترنت الأشياء من حيث الوظائف، ولكن لديها أيضًا بعض أوجه التشابه في كيفية عملها. أولاً، أجهزة إنترنت الأشياء هي أشياء مادية مصممة للتفاعل مع العالم الحقيقي بطريقة ما. قد يكون الجهاز عبارة عن مستشعر على خط تجميع أو كاميرا أمنية ذكية. وفي كلتا الحالتين، يستشعر الجهاز ما يحدث في البيئة المحيطة به.

تشتمل الأجهزة نفسها عادةً على وحدة معالجة مركزية مدمجة وبرامج ثابتة ومحول شبكة. في معظم الحالات، تتصل أجهزة إنترنت الأشياء بـ بروتوكول تكوين المضيف الحيوي الخادم والحصول على عنوان IP الذي يمكنه استخدامه للعمل على الشبكة. يمكن الوصول إلى بعض أجهزة إنترنت الأشياء مباشرة عبر الإنترنت العام، ولكن معظمها مصمم للعمل حصريًا على الشبكات الخاصة.

على الرغم من أن هذا ليس مطلبًا مطلقًا، إلا أنه يتم تكوين العديد من أجهزة إنترنت الأشياء وإدارتها من خلال تطبيق برمجي. ومع ذلك، تحتوي بعض الأجهزة على خوادم ويب متكاملة، مما يلغي الحاجة إلى تطبيق خارجي.

بمجرد تكوين جهاز إنترنت الأشياء وبدء تشغيله، تكون معظم حركة المرور الخاصة به صادرة. على سبيل المثال، تقوم كاميرا الأمان ببث بيانات الفيديو. وبالمثل، يقوم المستشعر الصناعي ببث بيانات المستشعر. ومع ذلك، فإن بعض أجهزة إنترنت الأشياء، مثل الأضواء الذكية، تقبل المدخلات.

ما هي إدارة أجهزة إنترنت الأشياء؟

يمكن أن تعيق العديد من التحديات النشر الناجح لنظام إنترنت الأشياء وأجهزته المتصلة، بما في ذلك الأمان وقابلية التشغيل البيني وقدرات الطاقة والمعالجة وقابلية التوسع والتوافر. يمكن معالجة العديد من هذه المشكلات باستخدام إدارة عمليات إنترنت الأشياءإما من خلال اعتماد البروتوكولات القياسية أو استخدام الخدمات التي يقدمها البائع.

تساعد إدارة الأجهزة الشركات على دمج الأجهزة التي تدعم الإنترنت وتنظيمها ومراقبتها وإدارتها عن بعد على نطاق واسع، مما يوفر ميزات مهمة للحفاظ على صحة أجهزة إنترنت الأشياء واتصالها وأمانها طوال دورات حياتها بأكملها.

تحتوي إدارة أجهزة إنترنت الأشياء على فئات منفصلة، ​​بما في ذلك الأجهزة المدمجة والتكوين والصيانة والتشخيص وإدارة نهاية العمر الافتراضي. تتبع إدارة الأجهزة عادةً نمطًا مثل ما يلي:

• التسجيل والتفعيل.
• المصادقة والتخويل.
• التكوين.
• التزويد.
• الرصد والتشخيص.
• استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
• تحديثات البرامج الثابتة.

تتضمن بعض الأمثلة على بروتوكولات إدارة الأجهزة القياسية إدارة الأجهزة Open Mobile Alliance وLightweight Machine to Machine.

تتوفر أيضًا خدمات وبرامج إدارة أجهزة إنترنت الأشياء من الموردين، بما في ذلك Amazon و General Electric و Google و IBM و Microsoft.

اتصال أجهزة إنترنت الأشياء والشبكات

تعتمد بروتوكولات الشبكات والاتصالات والاتصال المستخدمة مع الأجهزة التي تدعم الإنترنت إلى حد كبير على تطبيق إنترنت الأشياء المحدد المنشور. كما أن هناك العديد من تطبيقات إنترنت الأشياء المختلفة، هناك العديد من خيارات الاتصال والاتصال المختلفة، بما في ذلك ما يلي:

• بروتوكول التطبيق المقيد أو CoAP.
• أمان طبقة نقل مخططات البيانات، أو DTLS.
• نقل القياس عن بعد MQأو MQTT.
• خدمة توزيع البيانات، أو DDS.
• بروتوكول انتظار الرسائل المتقدم أو AMQP.

تتضمن البروتوكولات اللاسلكية ما يلي:

يمكن أيضًا استخدام الهاتف الخلوي والأقمار الصناعية وشبكة Wi-Fi وشبكة Ethernet.

تحتوي خيارات الاتصال على مقايضات من حيث استهلاك الطاقة والنطاق وعرض النطاق الترددي، وكلها يجب أخذها في الاعتبار عند اختيار الأجهزة والبروتوكولات المتصلة لتطبيق إنترنت الأشياء. تتراوح هذه الخيارات من النطاق العالي، واستهلاك الطاقة وعرض النطاق الترددي إلى النطاق المنخفض، واستهلاك الطاقة وعرض النطاق الترددي إلى النطاق العالي، ولكن استهلاك الطاقة وعرض النطاق الترددي منخفضان.

في معظم الحالات، تتصل أجهزة إنترنت الأشياء بشبكة بوابة إنترنت الأشياء أو جهاز حافة آخر حيث يمكن تحليل البيانات محليًا أو إرسالها إلى السحابة لتحليلها. تحتوي بعض الأجهزة على إمكانات معالجة بيانات متكاملة تعمل على تقليل كمية البيانات التي يجب إرسالها إلى السحابة أو إلى مركز البيانات. أصبح هذا النوع من المعالجة، والذي غالبًا ما يستخدم إمكانات التعلم الآلي المدمجة في الجهاز، شائعًا بشكل متزايد حيث تقوم أجهزة إنترنت الأشياء بإنشاء المزيد من البيانات.

ما هي المخاطر الأمنية التي تشكلها أجهزة إنترنت الأشياء؟

يثير التوصيل البيني للأجهزة الغبية التقليدية عدة أسئلة فيما يتعلق بالأمن والخصوصية. وكما هو الحال في كثير من الأحيان، تحركت تكنولوجيا إنترنت الأشياء بسرعة أكبر من الآليات المتاحة لحماية الأجهزة ومستخدميها.

تتضمن بعض أهم المخاطر الأمنية لإنترنت الأشياء التي يجب على المؤسسات معالجتها ما يلي:

• زيادة أسطح الهجوم.
• الأجهزة غير المضمونة.
• سوء إدارة الأصول.
• ظل إنترنت الأشياء.
• عمليات نقل البيانات غير المشفرة.
• نظام اسم النطاق (DNS) التهديدات.
• حقن العقدة الضارة.
• هجمات طلب الفدية على إنترنت الأشياء.
• يستغل البرامج الثابتة.

حدثت واحدة من أكبر عمليات الاختراق عن بعد التي تم عرضها على الأجهزة المتصلة بإنترنت الأشياء في أكتوبر 2016. وقد تم توزيعها الحرمان من الخدمة أثر الهجوم الذي أطلق عليه اسم Mirai botnet على DNS على الساحل الشرقي للولايات المتحدة، مما أدى إلى تعطيل الخدمات في جميع أنحاء العالم - وهي مشكلة ترجع إلى تسلل المتسللين إلى الشبكات من خلال أجهزة إنترنت الأشياء، بما في ذلك أجهزة التوجيه اللاسلكية والكاميرات المتصلة. وبالمثل، في عام 2020، حدث خرق لبيانات إنترنت الأشياء عندما استغل خبير الأمن السيبراني ثغرة أمنية هائلة في تقنية Bluetooth واخترق سيارة Tesla Model X في أقل من 90 ثانية دون إطلاق إنذار.

يمكن أن تشكل حماية أجهزة إنترنت الأشياء والشبكات التي تتصل بها تحديًا بسبب تنوع الأجهزة والموردين، فضلاً عن صعوبة إضافة الأمان إلى الأجهزة المحدودة الموارد. في حالة شبكة الروبوتات Mirai، تعود المشكلة إلى استخدام كلمات المرور الافتراضية على الأجهزة المخترقة.

تتضمن إجراءات أمان إنترنت الأشياء المقترحة ما يلي:

• التحقّق من المُستخدم والترخيص وإدارة الهوية.
• التشفير.
• التشفير.
• تجزئة الشبكة.
• كلمات مرور قوية.

تشعر بالقلق إزاء المخاطر التي يشكلها النمو السريع سطح هجوم إنترنت الأشياء، أصدر مكتب التحقيقات الفيدرالي إعلان الخدمة العامة لمكتب التحقيقات الفيدرالي رقم التنبيه I-091015-PSA في سبتمبر 2015، وهو عبارة عن وثيقة توضح مخاطر أجهزة إنترنت الأشياء، بالإضافة إلى توصيات الحماية والدفاع.

في ديسمبر 2020، وقع الرئيس السابق دونالد ترامب على قانون تحسين الأمن السيبراني لإنترنت الأشياء لعام 2020. وجه هذا القانون المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (نيست) لتطوير ونشر المعايير والمبادئ التوجيهية بشأن استخدام وإدارة أجهزة إنترنت الأشياء. على الرغم من أن هذه المعايير كانت مخصصة في الأصل للاستخدام من قبل الوكالات الفيدرالية، فقد طورت NIST في عام 2022 برنامجًا تجريبيًا لوضع علامات على أجهزة أمان إنترنت الأشياء للمستهلكين. باستخدام معايير NIST، في عام 2023، أطلقت إدارة بايدن علامة الثقة السيبرانية الأمريكية، والتي تهدف إلى تزويد المستهلكين الأمريكيين بمنتجات ذات علامات تجارية تلبي هذه المعايير الأمنية المعمول بها.

بغض النظر عما إذا كانت المؤسسة لديها بالفعل أجهزة إنترنت الأشياء قيد الاستخدام أو إذا كانت تفكر في اعتماد أجهزة إنترنت الأشياء، فيجب عليها التأكد من استعدادها للتعامل مع التحديات الأمنية الفريدة التي تقدمها أجهزة إنترنت الأشياء.

اتجاهات أجهزة إنترنت الأشياء والنمو المتوقع

ويتوقع أحدث تقرير لتحليلات إنترنت الأشياء بعنوان "حالة إنترنت الأشياء - ربيع 2023" أنه بحلول عام 2027، سيكون هناك أكثر من 29 مليار اتصال إنترنت الأشياء. وعلى الرغم من أن هذا النمو سيستمر لسنوات قادمة، إلا أن عدد الأجهزة قد يتقلب اعتمادًا على سلاسل توريد الشرائح واحتمال نقص الإمدادات التكنولوجية.

إن مفتاح الاستخدام الفعال لأجهزة إنترنت الأشياء هو التأكد من ذلك ابدأ استراتيجية إنترنت الأشياء بالطريقة الصحيحة و ل فهم كيفية تشابك الحافة وإنترنت الأشياء معا.