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【愛曼妲專欄】5G解鎖萬物聯網 掀起大數據2.0的商務革命

葉淑明2021/07/02 10:25

眾所皆知，「物聯網」（Internet of Things）進化到「萬物聯網」（Internet of Everything）已是不可逆的科技演化。2020 年的統計資料顯示，物聯網裝置已經是全球人數的 2 倍以上，在今年（2021 年），連網裝置的總數將會達到 460 億台（日本學者曾推估 2020 年是 500 億台），成長速度非常驚人。點燃「物聯網」並添加大把柴火的其中一項關鍵技術是「5G」（第五代行動通訊系統）技術的商業化，及其基礎建設的開展普及化。

5G 與過往通訊協定的差異分別是在幾個面向：通訊距離，傳輸數據量與傳輸速度，低度延遲，可連接裝置數，消耗功率高。基於 5G 的特性，直接受惠的應用領域首先是影音串流（Video Streaming），提升了百倍的可連接裝置數，傳輸速度卻能較上一代快上百倍。 因此，5G 率先被開發使用的場景就是球場運動比賽與大型演唱會現場直播，這些場景的共通點是需要統合極大量的攝影機鏡頭與螢幕的影音數據，配合調度燈光與音響設備。簡單說，5G 技術的成熟度，直接帶動 VR/AR 相關產業，並且有利於 4K/8K 影像傳輸設備的蓬勃發展。

可預期在未來這兩年之內，物聯網市場由於 5G 技術與應用生態系的茁壯，將會開始一波爆炸成長。自去年起，在疫情肆虐之下，世界各地的網路電商產業乘風而起，電信通訊產業也積極佈建 5G。在今年，預估全球將新增 310 億台物聯網裝置，相較去年，增長數字可謂勢如破竹。如果推算物聯網市場的產值，今年會突破 5200 億美元，連網裝置的增速會超越 22%。

假設大家對這樣龐大的商機還沒有概念，參考日本學者 2020 年的研究報告，2020 年的全球物聯網市場規模約為 200 兆日圓，對比全球汽車產業的市場規模 2017 年是 220 兆日圓，2030 年全球汽車市場規模約 250 兆日圓，全球物聯網市場規模在 2030 年將成長到 400 兆日圓，大幅超越汽車產業。這亦是為何物聯網與人工智慧（AI）並列世界尖端科技的前三名，而另一個巨星當然是非「大數據（Big Data）」莫屬。

事實上，5G 技術與應用的大步發展，揭開了「大數據 2.0」（Big Data 2.0）的時代新頁。如前所述，5G 與物聯網的商業化進程密切相關，預估到了 2025 年，物聯網裝置收集儲存的數據量將累計到約為 80 ZB（Zettabytes, 皆位元組，10 的 21 次方）！雲端運算與邊緣運算的躍進（包含霧運算），再加上萬物聯網分分秒秒產生的大數據，匯聚成人工智慧新紀元的發展基礎。了解這些錯綜復雜的科技演進關聯，大家應該可以體會「腦爆」這兩個字其實是非常真切的形容，我們未來 10 年後的生活樣貌，無論是智慧工廠（製造），車聯網，智慧物流，智慧農業，能源物聯網，智慧家庭，智慧建築或智慧城市，都會讓此刻的我們無法想像，而感到瞠目結舌。

在 5G 浪潮席捲而來的時候，掌握軟硬體研發設計與工業 4.0 優勢的台灣資通訊科技廠商，勢必不可錯失良機。在通訊與感測晶片的研發設計領域，台灣科技業擁有半導體產業帶來的先天優勢，有完整的製造測試生產的上中下游供應鏈，還有獨步全球的科技研發與科技管理人才，應可參照高通（Qualcomm）在本月西班牙巴賽隆納世界通訊大會 （MWC 2021） 舉旗帶領 5G 生態系的方式，組成聯合作戰部隊，切入物聯網裝置組件與製程，建造一道堅實的護城河，甚至，充分運用 5G 生態系「以人為本」的思維，掌握物聯網裝置的小型化及大眾化趨勢，共同打造「護國群山」。時勢造英雄！

資料來源：https://news.cnyes.com/news/id/4669175

萬物聯網有效益也有威脅　建立可信任安全生態刻不容緩

掌控資訊基礎架構風險　5G物聯網未來前景可期

2021-01-26顏志仲

物聯網作為近年來最熱門的議題之一，在這個萬物聯網的時代，隱私與安全是不可或缺的。然而，物聯網的安全並非是靠單一廠商一蹴可及，必須由各生態鏈的廠商共同建立可信任的安全生態方可成功。

新世代5G高速網路的佈建，再次讓物聯網的應用飛速成長。隨著物聯網設備進一步深入我們生活周遭，物聯網的安全更必須被高度重視。而物聯網的安全，需要整個生態鏈包含系統晶片、機板、OEM以及其上的系統軟體開發商共同努力方能達成。

工業物聯網之安全要求大不同

2020年各大電信業者5G陸續開台，隨著「高速度」、「低延遲」、「多連結」的網路到來，各式應用場景的討論絡繹不絕，熱鬧異常。軟硬體廠商均卯足全力，希望藉由新的網路型態在低迷的景氣中打造全新的商業機會。然而，在這樣各類新型態的應用即將面市之時，更應回頭關注一下物聯網的基礎架構風險。

物聯網資訊基礎架構風險地圖。

與傳統的資訊科技（IT）及運營科技（OT）相較，物聯網的安全則集其大成，強調隱私（Privacy）、安全（Safety）、資安（Security）、可信賴度（Reliability）以及資訊韌性（Resilience）。對傳統IT而言，生命財產安全的要求是相對陌生的，但別忘了，2010年Stuxnet造成了伊朗核電廠的高度破壞，到了現今汽車、家電、各式感測器連網的IoT時代， 不安全的資訊基礎架構能對日常生活造成什麼樣的破壞？隨著破壞的「所需成本」與「其影響層級」的重新再平衡，隱晦式的資訊安全（Security by Obscurity）早已不該成為唯一的安全機制。

物聯網之資安風險控制框架

那麼在萬物聯網的時代，物聯網的安全相較於傳統IT/OT會有哪些重點？參考工業網際網路聯盟（Industrial Internet Consortium，IIC）以及相關先進的建議，以下的物聯網資訊基礎架構風險地圖可以作為初步的參考。

端點與嵌入式系統層

物聯網興起之後，安全上最大的不同即落在端點及嵌入式系統這一端。這部分近年討論熱烈即是信任根（Roots of Trust），亦即將安全之信任基礎建置於硬體上，減少韌體遭竄改而導致的安全風險，其常見技術包含現場可程式化邏輯閘陣列（FPGA）、信賴平台模組（TPM）以及可信執行環境（Trusted Execution Environment）等。

總的來說，這些技術均透過端點硬體晶片上內建的安全設計，提供其上的系統軟體安全憑證、安全基礎認證、加密資訊儲存等基礎的安全功能。以此為基礎，就可以實作簽章以認證並授權核可的使用者或應用程式進行系統操作、比對Hash值嚴格控管開機程序，減低惡意程式預先載入系統的風險，或是以信任根驗證系統更新是否合法等等，進行各式端點的安全控管。必須特別注意的是，這樣的安全功能有賴各供應鏈包含系統晶片、機板、OEM以及其上的系統軟體開發商將其導入並實作，才能完備整個信任鏈的健全。

然而，現今許多正在進行的IoT專案有兩個共同難題，一是專案大多建置於多年前的基礎架構（Brownfield），難以將新式安全架構完整導入；另一難題則是受限的端點資源（Resource-constrained Endpoint），專案常因端點載具體積、耗能以及成本等多方考量，無法建置應有的安全功能。這時，只好仰賴資訊基礎架構風險地圖裡其他層的控管機制來緩解端點的安全疑慮。

通訊連接層

談到物聯網通訊，首先得提到其無所不在的網路（Ubiquitous Network）特性，亦即其網路已非傳統IT的多層式架構；再來就是其應用的通訊協定，多使用Fieldbus等通訊協定來連接各種不同的設備，這些歷史悠久的通訊協定因早期封閉式網路有著實體隔離的特性，極少內建安全機制。根據國外的研究，內建通訊加密與安全認證的工業用通訊協定不到十分之一。試想不安全的通訊協定連接上網際網路後可能對關鍵基礎設施（例如電廠、水壩）造成多大的安全風險？

然而，物聯網的趨勢總是得走下去，還是有一些方法來控制這些問題，包含網路實體隔離、透過虛擬機隔離作業系統核心、應用程序隔離等方法來控制風險，在架構允許的情況下，也應建置加密通道（例如MPLS）或是使用IPSec等加密技術來建立安全的傳輸通道。

此外，傳統的Gateway端防護依然是有效的，只是須特別注意的是，傳統的防火牆僅針對IT環境常見的設備建立預設的防護，對於工業用通訊協定的支援相當有限，另外也欠缺第七層應用層的關聯規則，這部分未來將有賴IT廠商、OT大腕及各業界專家們通力合作來完成了。

雲端平台與應用

基於地域性與可擴充性考量，現今越來越多的應用放置於雲端服務業者，這時候可以思考使用雲端安全聯盟的CAIQ（Consensus Assessments Initiative Questionnaire）來評估自身導入雲端服務的安全水準。而在系統開發的過程中，也必須遵行Security by Design的精神，早期將安全需求內建於系統中，其中，Right-size Security是相當重要的，必須考量安全遭破獲的嚴重性與影響層級，建立相對應的系統安全控制，方能說服主管機關與投資者。

而在最後的安全測試上，也必須著重End-to-End的安全測試，也就是從雲端平台一路到端點的安全測試，而非只是針對端點產品的安全測試與認證。需要知道的是萬物聯網的時代，任何一個節點的安全漏洞均可能導致整個系統全面性的破壞崩解。台灣身為ICT產業大國，資通產業標準協會（TAICS）業已參考國際標準制定網路攝影機等設備之資安檢測標準，政府亦積極發展物聯網資安認證標章，我們樂見各應用領域之安全檢測基準能夠順利地推展開來。

風險治理流程

在整體風險治理架構上，首要之務是進行風險評估，工業網際網路聯盟（IIC）已經建立IoT Security Maturity Model，將安全要求分為風險治理、安全功能與系統強化三大面向協助組織進行深度評估。另外，建立完整的安全組織與流程亦是絕對必要的，須知物聯網可能牽涉的是生命財產的安全議題，因此安全組織不能只是產品與IT人員，還須包含法務、公關、總務、客服等各單位，並進行完整之緊急事件應對演練，以備不時之需。 而在具規模的組織，建立相當的風險智能功能團隊亦是必要的。需要了解的是，物聯網設備多是專業領域之特殊應用，因此資料需要大量的領域專家進行分析解讀，這時亦可以應用機器學習技術使用監督式學習尋找錯誤資料，並進行風險評分，甚至可進階使用非監督式學習進行資料分類與異常分析，尋找系統優化之契機。

最後，這些風險分析的規則，最好能適度轉換成Machine Policy，建置安全智能於端點，使資料中心與端點通力合作，形成一個正向輪迴，持續強化安全偵測，阻擋威脅於機先。

物聯網安全之未來

物聯網作為近年來最熱門的議題之一，在這個萬物聯網的時代，隱私與安全是不可或缺的。然而，物聯網的安全並非是靠單一廠商就能一蹴可及，必須由各生態鏈的廠商共同建立可信任的安全生態方可成功。這個生態鏈中包含硬體製造商必須建立信任根，解決方案商基於硬體安全方案實作安全功能，系統維運商精實管理維運安全，最後加上安全認證的導入方能健全。

現今，已經看到硬體製造商提出多樣的安全晶片，政府亦積極推展物聯網安全標準，目前包含視訊監視器、無線路由器以及智慧運輸等，均有相對應的檢測單位。

放眼未來，樂見更多資源投入，發展更多領域的安全基準，更重要的是希望民眾能提高安全意識，方能促使廠商將相關安全要求導入產品與日常維運中，建立起更為安全、便捷的物聯網新世界。

資料來源：https://www.netadmin.com.tw/netadmin/zh-tw/viewpoint/26443E6FD1EE49CEB4A565A6F3A5A0FF?fbclid=IwAR0r3Vk8jZ784d2FzIyFT0tO03sJlt3wjh4K-eTxX6e70GSoVigky4HPFF4

在蘋果與三星帶領下，UWB從手機到智慧家庭將更具發展潛力應用

科技產業資訊室 (iKnow) - Gloria 發表於 2020年10月26日

對於智慧型手機來說，內涵許多技術和規格，包含：WiFi、藍牙、USB、近距離通訊（NFC）、以及5G等。現在，蘋果和三星已經宣布新加入超寬頻（UWB）技術。

三星公司宣布UWB將成為改變遊戲規則的無線通訊技術，因此其將在該技術上投入大量資金。至於蘋果，從2019年推出內建U1超寬頻晶片的iPhone 11之後，2020年包含：iPhone 12、蘋果手錶Series 6、以及HomePod Mini也都內建U1晶片。

三星指出，UWB能夠更好地，更準確地感知空間，進而為手機配備更好的定向功能，被視為「室內 GPS」。甚至借助UWB，其可以跨裝置進行無縫的智慧連接，從而滿足各種需求，並進行安全的遠程支付或成為定位丟失的遙控器。

於2019年成立的FiRa聯盟，成員包括三星，Oppo，小米和其他公司。其主要是鼓勵跨平台工作的消費性裝置創建UWB使用範例，例如：在不同型號的智慧型手機之間無間隙運作。儘管蘋果尚未加入該小組，並且尚不清楚蘋果的U1將來是否可以與FiRa的版本一起使用。但是很明確的訊號是，UWB正成為手機廠商積極布局的新通訊協定。

從無線通訊技術的角度來看，Wi-Fi和藍牙使用相對較窄的頻率範圍來處理裝置之間的通訊，而UWB是在更大的頻寬上傳輸數據。雖然典型的Wi-Fi訊號頻寬可能為20MHz，40MHz或80MHz，但UWB卻使用500MHz或更高的頻寬範圍進行傳輸。

就像藍牙一樣，UWB是一種短距離無線通訊協議，但從偵測定位精準度來看，藍芽現時可偵測定位距離是約十公尺以內，而UWB可測定距離精準到五到十公分。而且，UWB可以支持更快的數據傳輸，這也是蘋果將其應用在Airdrop加快照片或檔案傳輸的原因之一。

可是UWB的主要應用其實是支持位置追踪和環境感知。因為UWB能夠確知在不同頻率下訊號傳輸的“飛時測距”，進而具有追踪能力，當然未來也可以用於AR或VR。例如：三星具有UWB的Galaxy Note20 Ultra和Z Fold2的用戶就可以通過AR頭戴式顯示器找到其他Galaxy裝置。蘋果也正在規劃UWB拓展出更多應用，包含：Airtags、HomeKit等都是值得注意的趨勢。

蘋果與三星似乎都認為UWB也具有潛在的改變智慧家庭遊戲規則的應用。畢竟，能夠精確的定位跟踪和與其他裝置的通信，提高了其控制其他裝置（例如：控制亞馬遜Echo或谷歌Nest智慧音箱，Apple TV以及智慧門鎖等裝置）的潛力。

資料來源：https://iknow.stpi.narl.org.tw/Post/Read.aspx?PostID=17151&fbclid=IwAR06kPRa1wyKBWS0K0f5WRZpLQ8JrPa0RrrkF09-nm9qB0fQhICeWRUL6ug

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