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物聯網安全 物聯網簡介.

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1 物聯網安全 物聯網簡介

2 什麼是物聯網? 物聯網(Internet of Things, IoT)是實體或物品被嵌入電子、軟體、感測器和網路連接所組成的網路,這些物體(Objects)可以收集和交換數據。 物聯網可以透過網路設施,遠端感測和控制這些物體,創造更直接整合現實世界和電腦系統的機會,增進效率、準確性和經濟效益。 https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_of_Things

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4 物聯網的起源 1995 1998 2005 比爾蓋茲在《未來之路》一書提出,成為物聯網概念開始
美國麻省理工學院Auto-ID中心主任愛斯頓(Kevin Ashton)提出物聯網(Internet of Things, IoT)一詞,全球化的網路基礎建設,透過資料擷取以及通訊能力,連結實體物件與虛擬數據,進行各類控制、偵測、識別及服務,從此這詞廣泛流傳 2005 國際電信聯盟(International Telecommunications Union, ITU)正式提出物聯網的概念

5 物聯網全球發展(1/3) 2008 2009 2015 美國 總統歐巴馬提出「物聯網振興經濟戰略」 台灣 通過「智慧台灣」計畫
美國 總統歐巴馬提出「物聯網振興經濟戰略」 台灣 通過「智慧台灣」計畫 2009 歐盟 提出「歐盟物聯網行動」計畫 日本 提出「i-Japan國家藍圖」 中國 提出「感知中國」計畫 2015 台灣 經濟部和微軟成立「物聯網產業發展中心」

6 物聯網全球發展(2/3) 物聯網的商機逐年增加
物聯網的商機逐年增加

7 物聯網全球發展(3/3) Cisco於2013預測未來與網路連接的物體數量,預估2020年有500億個裝置連接網路,普及率可達2.7%。

8 物聯網的架構(1/2) 應用層 主流技術:雲端運算、巨量資料分析、資料探勘、BI 系統:CRM、ERP 物件:應用伺服器、管理伺服器 網路層
主流技術:TCP/IP網際網路、3G/4G/5G通訊網路、 Wi-Fi、WiMAX等 物件:Router、Switch、Access Point(AP) 感測層 主流技術:藍牙、RFID、ZigBee、Wi-Fi 物件:感應器、感應器網路 來源:http://www.ithome.com.tw/news/90461

9 物聯網的架構(2/2)

10 物聯網的架構 - 感測層 物聯網當中的感測層如同人體的末梢神經,用來識別、感測與控制末端物體的各種狀態資訊,再透過低功耗、低頻寬的感測網路通訊模組,將這些資訊傳遞至網路層。感測層至少包含末端被感測的物體、感測裝置、感測區域網路、銜接網路層的閘道器等4項組成要素。

11 物聯網的架構 - 網路層 介於感測層與網路層之間的閘道控制器,可以銜接有線或無線的網路,將資訊傳遞至網路層。網路層如同人體的中樞神經一般,扮演感測層與應用層中間的橋梁,負 責將分散於四面八方的感測資訊集中轉換與傳遞至應用層。視物聯網的規模與所在環境,網路層的類型可能為一般企業的內部網路,或是電信業者的廣域(外部)網 路,也可能同時涵蓋內外網。

12 物聯網的架構 - 應用層 當末端的物體將感測資訊透過網路傳送至最上層的應用系統時,這些系統不再如同以往一般只提供自動辨識的功能,還必須將物聯網單筆的資訊連結為一套網絡,進 一步做分析運算、建立營運模型、針對特定事件做自動處置,並指引營運決策的方向,提供這整套體系的運作,才屬於完整的物聯網。

13 物聯網的關鍵技術 無線感測網路 (Wireless Sensor Network, WSN)
無線射頻識別 (Radio Frequency IDentification, RFID) 藍牙 (Bluetooth) 嵌入式人工智慧技術 (Embedded Intelligence) 奈米與微機電技術 (Nanotechnology and Micro Electro Mechanical Systems) 行動通訊技術 (Mobile Communication) LAN/WAN

14 無線感測網路(1/2) 由大量微小的感測器所組成,能夠感測物體或環境並和電腦系統做連接,來幫助做判斷,例如室內監控、車輛移動控制等。感測器收集並傳送數據至數據中心,協作監控實體或環境情況,例如溫度、震動、壓力、移動等。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

15 無線感測網路(2/2) 無線感測網路目前被廣泛用於軍事、流量監控、農業領域,然而大多使用於隔離的特定應用領域,但可以設計為叢集式(Cluster-based)、階層式(Hierarchical)或群組式(Group-based),讓感測器在不同物體中能透過網路互相溝通,以提供物聯網一個虛擬感測層。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

16 無線射頻識別(1/3) 無線射頻辨識是一種無線通訊技術,可以通過無線電訊號識別特定目標並讀寫相關數據,而無需在識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。 RFID標籤具有唯一的識別ID和天線,用於發送/接收來自附近讀取器的無線電波,讀取器再將資訊傳送至後台做驗證或其他應用服務。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

17 無線射頻識別(2/3) RFID標籤可以是主動式或被動式,主動式標籤具有內建電源供應並擁有較長的讀取距離和可容納較大的記憶體容量可以用來儲存讀取器所傳送來的一些附加訊息;被動式不具有電源供應而是由讀取器天線產生的磁場來產生能量,因此較便宜和較短的讀取距離。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

18 無線射頻識別(3/3) RFID的應用相當廣泛,常見的應用: 門禁管制、回收資產、貨物管理、物料處理、廢物處理、醫療應用、交通運輸、防盜應用、動物監控、自動控制、聯合票證

19 藍牙(1/3) 一種無線技術標準,用來讓固定與行動裝置,在短距離間交換資料,以形成個人區域網路(PAN)。其使用短波特高頻(Ultra High Frequency, UHF)無線電波,經由2.4至2.485 GHz的ISM頻段來進行通信。 藍牙技術目前由藍牙技術聯盟(Bluetooth Special Interest Group, SIG)來負責維護其技術標準,這個聯盟擁有超過20,000間公司成員,其成員的領域分布在電信、電腦、網路與消費性電子產品上。

20 藍牙(2/3) 藍牙4.0的核心技術規範包括了傳統藍牙技術、藍牙3.0高速技術與最新的藍牙低功耗技術(Bluetooth Low Energy, BLE)三類,其中的低功耗技術便是4.0的最大優勢特色。 藍牙低功耗技術宣稱能節省達近九成的電力,因為該技術能使裝置在閒置時休眠、僅在需要傳輸檔案時才啟動藍牙功能,因此能有效的降低電力耗損,以有效延長這些裝置更換電池的時間,因此能應用於小型傳感器像是計步器、血糖記錄器的使用。

21 藍牙(3/3) 藍牙的常見應用: 行動電話的免持裝置、電腦周邊的無線連線、藍牙裝置間的檔案傳輸、傳統有線裝置的無線化、即時定位(Real Time Location System, RTLS)等。

22 嵌入式人工智慧技術 嵌入式人工智慧是一種將軟體結合硬體裝置的應用,舉凡行動電話、遊樂器、數位家電等各種類型的設備皆可透過嵌入式技術使其具備接收網路訊息與處理資訊的能力,或是附加強大的軟體運算技術使其成為智慧化的裝置。 在物聯網的發展趨勢下,所有的物件都必須要具備接受、傳遞與處理資訊的能力,因此嵌入式技術的發展更顯相得益彰。

23 奈米與微機電技術(1/2) 為了讓所有物件都具備連網及資料處理的能力,運算晶片的微型化和精準度的重要性與日俱增。在微型化上,利用奈米技術開發出更細微的機器元件,或是透過奈米技術上物質特性的變化來創造出新的結構/材料,來因應各種惡劣的應用環境。

24 奈米與微機電技術(2/2) 在精準度部分,近年微機電技術在精準化已有突破性的發展,在接收自然界的聲、光、震動、溫度等類比訊號後轉換為數位訊號,再交由控制器處理、致動器(Actuator)反應做出動作的一連串過程的處理精準度提升許多。且由於奈米及微機電技術應用的範圍遍及資訊、醫療、生物、化學、環境、能源、機械…等各項領域,且當物質做成奈米尺寸後,就可發揮出電氣、磁氣、光學、強度、耐熱性等全新物質特性,也成為物聯網發展的關鍵技術之一。

25 行動通訊技術 第三代行動通訊技術(3G)進一步的增強多媒體和影音串流的能力,提供橫跨不同類型裝置的存取和可攜性。
3G為IP-based的網路來用於兩個主要目的: 使用者層級的IP用於行動端和應用主機間的溝通 傳輸層級的IP用於網路實體間的溝通 第四代行動通訊技術(4G),是3G之後的延伸,從技術標準的角度看,按照國際電信聯盟的定義,靜態傳輸速率達到1Gbps,使用者在高速移動狀態下可以達到100Mbps,就可以作為4G的技術之一。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

26 物聯網相關標準(1/3) 標準單位/聯盟/組織 術語 (Terminology)
標準範疇 標準單位/聯盟/組織 術語 (Terminology) ITU-T SG 13(Q3,Q5)、16(Q25)、17(Q6)、JCA-NID 需求分析 (Requirements Analysis) ISO TC204、ISO TC205、TC211、IEC TC65、 ITU-T SG13、ITU-T SG16、ITU-T SG17、ISA100、IETF6LoWPAN、ROLL WG、OGC、ETSI M2M 參考架構 (Reference Architecture) ITU-T SG13、ITU-T SG16、ISO TC204、 ISO TC211、ETSI M2M、ISO/JTC1 WG7 應用概略 (Application Profiles) ZigBee Alliance、OGC、ITU-T SG5(WP3) 、 ITU-T SG16(Q25) 感測介面 (Sensor Interfaces) IEEE 1451.x、IECSC 17B、EPC global、ISO TC211、ISO TC205、IEC TC100、ISO TC215

27 物聯網相關標準(2/3) 標準範疇 標準單位/聯盟/組織 資料型態與資料格式 (Data Type and Data Format)
ITU-T SG16、ISO TC211、ISO TC205、W3C、IEC TC57 通信 (Communications) IEC SC 65C、IEC TC57、IEEE x、IEEE1588、IPSO Alliance、ISO TC205、ISA100、IEC TC100 行動支援 (Mobility Support) IETF MANET MIP WG 網路管理 (Network Management) ZigBee Alliance、IETF SNMP WG、 ITU-T SG2、ITU-T SG16、IEEE1588、 IEC TC100 協同資訊程序 (Collaborative Information Processing) OGC、W3C

28 物聯網相關標準(3/3) 標準範疇 標準單位/聯盟/組織 資訊服務支援 (Information Service Supporting)
OGC、W3C、IETF ENUM WG、 EPC global、ISO TC211 服務品質 (Quality of Service, QoS) ITU-T、IEFT 中介軟體 (Middleware) ISO TC205、ITU-TSG16 安全與隱私 (Security & Privacy) ITU-T SG17、IEC TC100 測試 (Conformance Interoperability, Performance Testing) ZigBee Alliance、ITU-T SG 11、ITU-TSG17、KNX、LONMARK、ETSI、MTS

29 物聯網發展的挑戰(1/4) 標準 必須要有標準化才能在全球部屬物聯網並讓人可以使用。 隱私權
上兆個裝置的隱私資訊在全球物聯網間連接是一大挑戰。 識別和驗證 裝置在物聯網中為了識別和追蹤會被做標記,識別必須要能保護不被非授權的元件所追蹤,要提供使用者適當的權力來控制他們個人的隱私。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

30 物聯網發展的挑戰(2/4) 安全性 對裝置互相在物聯網中通訊,所可能帶來的安全威脅,需要在功能完善的物聯網實現前,就落實良好的主動處理和適當措施。 信任和所有權 信任對在全球網路中資訊的取得和傳輸是值得關注的問題,代表著傳輸雙方的可靠性和完整性,例如正常運作的感測器和有效的讀取器,能夠讀取標籤來感測正確的數據。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

31 物聯網發展的挑戰(3/4) 整合 將不同種類裝置和獨立網路互相連接需要考量成本、耐用度、傳輸速度、傳輸容量和安全性。 協作
當想像裝置在全球地相連,可以促使數據分享,我們需要在人力、計畫、流程和服務上共同協作與合作。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

32 物聯網發展的挑戰(4/4) 法規 可以分成三類:政府法規、國際條約、自身規範
政府法規僅限制於國土內而不適用於全球物聯網架構;自身規範符合成本效益和高效率,但缺乏動機讓人參與其中;國際條約不論是新的可信任組織或現有的組織(如:世界貿易組織)可以做為國際立法機關。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

33 物聯網未來發展趨勢(1/5) 物聯網的安全保險
物聯網的服務供應商會根據需求,適時地購買安全服務,在物聯網中所需求的安全服務,服務提供者應承擔其相對應的賠償責任,以保護合作公司的資產和客戶。 因此,透過信託確保其安全性的保險,在物聯網中更顯重要,當物聯網的設備遭到惡意攻擊,物聯網的安全保險將會成為一項獲取商業利益的關鍵。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

34 物聯網未來發展趨勢(2/5) 可達性(Reachability)
每個IoT裝置分配一組IPv6位址讓它具有唯一的識別,當標準化協定就位,當地化的應用也能夠達到全球市場,例如基於RFID和感測器的遠端病人監控系統。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

35 物聯網未來發展趨勢(3/5) 效率(Efficiency)
隨著物聯網科技的可用性,不同應用可以共享通用的基礎建設,例如數據中心、金融交易等;另一方面,它可以提供有效率的物料處理、一般物流、倉儲、產品追蹤、數據管理、降低生產和處理成本等。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

36 物聯網未來發展趨勢(4/5) 成本效益(Cost Effectiveness)
微型化(Miniaturization)和奈米科技的進步讓我們得以低成本的製造這些智慧裝置,效率影響生活中的各方面,例如智慧居家、遠程醫療照護、供應鏈管理等,而有效的方法影響了成本因素。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

37 物聯網未來發展趨勢(5/5) AAA 連接(AAA Connectivity)
AAA代表任何時間-任何事情-任何地方(AnyTime-AnyThing-AnyPlace),物聯網其中一個目標是讓兩個在不同地方的裝置能夠連接,例如行動銀行、視訊會議等,讓你出門在外或是在家中都能夠使用服務。 物聯網設施的目的是讓現實世界中的所有的裝置透過傳統的電腦系統、RFID、WSN和行動科技連接,而網路則作為通訊管道的主幹,經由這種協作和整合的方法,人們能從物聯網使用日常生活的各種應用。 Internet of Things – A Paradigm Shift of Future Internet Applications

38 物聯網相關組織(1/3) 藍牙技術聯盟 (Bluetooth Special Interest Group, SIG)
以製定藍牙規範,與推動藍牙技術為宗旨的跨國組織。它擁有藍牙的商標,負責認證製造廠商,授權他們使用藍牙技術與藍牙標誌,但是它本身不負責藍牙裝置的設計、生產及販售。

39 物聯網相關組織(2/3) 開放互連聯盟 (Open Interconnect Consortium, OIC)
該組織的宗旨為基於產業標準技術定義一個通用的通訊框架,以無線連結及管理來自各種形式、作業系統,或網路供應商的運算或新興IoT裝置的資訊流。

40 物聯網相關組織(3/3) AllSeen聯盟 AllSeen聯盟希望打造一個開放的軟體架構,可以讓您家中的電視、機上盒、路由器、智慧照明系統和其他設備無縫地連接起來,無論你是使用的 iOS、Android、Windows 或 Mac 設備。

41 物聯網的應用 分成三大類:社交、工業、環境 主要的應用領域為: 氣候監測 交通運輸和道路安全 智慧家庭和建築監控 健康照護 供應鏈 農業
邊境安全和軍事應用

42 氣候監測 由於感測器的低成本,可以大規模的布署來充分表現出環境的變化,感測器可以用來偵測水位、降雨量和天氣狀況,進一步的預測水災情況。同樣地,透過濕度、溫度、壓力的感測,能夠幫助預期地震、海嘯、森林火災等自然災害的發生。 隨著物聯網的發展,個別獨立的網路也能夠一起協作,幾乎可以覆蓋廣大的地理區域,讓關鍵資訊可以快速的傳播到更遠的距離。

43 交通運輸和道路安全 不同的物聯網技術能結合使用,以提供有效率的交通服務和確保道路安全,例如RFID標籤可以避免車輛、飛機的零件假造,而乘客的行李也能透過RFID標籤快速識別以節省時間。 監測燃料水平、胎壓、煞車狀況等能避免車輛行駛間遇到突發性的故障或事故的發生,車輛可以彼此溝通,來保持安全距離,當車輛拋錨時,也能傳送車輛位置給附近車輛,以取得協助。 具有RFID標籤的車輛已被使用於道路收費上,也被用於車流量的監測,駕駛可以透過感測器的交通資訊,取得路線規畫的建議。

44 智慧家庭和建築監控 智慧家庭可以簡單地視為居家設施的整合,從房間內的面板透過電腦、網路來控制。感測裝置為物聯網的核心,布署來感測周遭環境和事物並透過無線網路傳輸。 智慧家庭可以根據環境情況,自動調節到適當的溫度、濕度;智慧冰箱會提醒食物即將過期,或是該補充所需物品;人類行為也能被監測,特別是給予行動不便或年長者的協助,例如開關門、燈光調節、拉窗簾等;建築物中也能安裝感測器,感測漏水、瓦斯外洩、震動、火災,也能利用RFID標籤做進出入控管。

45 健康照護 物聯網在健康照護上能起到非常關鍵的作用,感測器能對病人的血壓、心跳等參數進行遠端監控,並即時給予適當的治療,在緊急事件或大量傷患下特別有幫助,在特殊病情下,也將可能由世界各國的醫師進行討論,採取目前最適當的治療。 來源:http://www.stockfeel.com.tw/%E4%BB%A5%E7%97%85%E4%BA%BA%E7%82%BA%E4%B8%AD%E5%BF%83%E2%80%A7%E6%99%BA%E6%85%A7%E9%86%AB%E7%99%82%E6%9C%8D%E5%8B%99/

46 供應鏈 RFID標籤目前已被供應鏈管理廣泛的使用,並取代二維條碼的使用,然而目前使用上僅限於個別公司或有限的區域,RFID技術不斷的進步,並將為實現物聯網的必要技術。 RFID可以保存產品的生產履歷、製造商資訊、生產日期等,當RFID系統結合物聯網,即時且高效率的供應鏈管理將可望實現。

47 農業 感測網路可以布署來監測土壤、土壤中的水位、預測降雨量等,這些即時且準確的資訊能幫助農民規劃農作物的施作,透過RFID標籤追蹤動物群的情形,也能提供簡單有效的照顧。 來源:http://www.stockfeel.com.tw/%E9%80%8F%E9%81%8E%E7%B2%BE%E6%BA%96%E7%AE%A1%E7%90%86%EF%BC%8C%E8%94%AC%E6%9E%9C%E6%A0%BD%E7%A8%AE%E4%B9%9F%E8%83%BD%E5%BE%88%E6%99%BA%E6%85%A7%EF%BC%81/

48 邊境安全和軍事應用 可以布署感測網路加強邊境安全的管控;在軍事應用方面,即時資訊是很關鍵的一點,敵軍移動到特定的位置可能代表武器或後勤的補給等,當感測網路和RFID系統透過網路連接,將資訊即時送至總部,就能立即做出應對。

49 物聯網的商業模式(1/3) 資料販售與交換 以資料為主要的獲利來源,硬體定價很低,甚至不用錢,廠商透過販售或交換使用者的資料盈利。 範例:
Nest Labs與電力公司Electric Ireland達成協議,只要民眾簽署合約,就可以獲得免費的Nest溫控器,本來由民眾買單的 Nest溫控器硬體改由電力公司買單,而電力公司則享有Nest使用者的用電數據,Nest溫控器的價值從硬體轉移到資料上。

50 物聯網的商業模式(2/3) 產品即服務 有感服務:廠商售出硬體產品後,利用大數據分析、軟體升級、直接提供人力、售後服務盈利。 範例:
奇異公司在波音787飛機的GEnX引擎中裝設感測器,記錄每次飛行數據,藉此提前一個月預知飛機引擎需要維修,準確率高達70%,減少飛機突然故障的問題。

51 物聯網的商業模式(3/3) 產品共享 共有共享,廠商擁有硬體產品,使用者依硬體使用量付費。
範例: YouBike為臺北市政府交通局為推廣民眾騎乘自行車作為短程接駁交通工具,建立臺北市公共自行車租賃系統及管理,憑藉悠遊卡民眾皆可在出租站借車,並提供甲地乙還的服務,民眾使用率已高達55,230,520次。

52 市面上物聯網產品及服務 個人 生活

53 智慧手錶

54 智慧手環

55 智慧體重計

56 數位藥丸 數位藥丸能夠由胃酸驅動,發射 18 bit 的信號,等到藥丸到達胃部後,它透過身體上的貼片向手機應用發送資訊。這個小電腦能夠追蹤服藥後情況也可以即時監控突發的身體狀況。

57 智慧家庭

58 智慧家庭 自動夜間照明 溫度控制 天色昏暗時,當你進入房間,燈光會自動開關。 根據時間與季節,自動調整至合適的室內溫度 音樂播放
自動窗簾控制 透過智慧家庭在每個房間都能播放喜愛的音樂或廣播 根據陽光的照射,自動調整窗簾,使屋內保持涼爽 遠端控制 遠端控制對講機 透過智慧手機或平板,可以在任何地方控制家中的裝置 當你不在家時,可以使用APP遠端控制對講機,與在屋外的訪客對話

59 智慧家庭 系統警報器 居家活動模擬 如果觸發警報,窗簾會被拉起,燈會被打開,並以最大音量播放音樂來防止入侵者。
智慧家庭可以模擬過去居家活動情形,當你長時間外出時,燈光和窗簾會自動開關,像是有人在家一樣 災害預防 最佳化能源消耗 當偵測到淹水、火災等災害,會立即發出警報,防止擴大損害 結合太陽能發電,當運行洗衣機、洗碗機時,可用太陽能所儲存的電能 智慧加熱 智慧家庭透過學習,可以精確計算房間加熱至合適溫度的時間,節省能源消耗


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