物聯(lián)網(wǎng)安全：實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)性

下一波重大潮流近在眼前! 至少物聯(lián)網(wǎng)安全就呈現(xiàn)這樣的趨勢(shì)。當(dāng)你關(guān)注最新與最好的裝置，就會(huì)發(fā)現(xiàn)新世代產(chǎn)品已然問(wèn)市。在傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施方面，要在新科技發(fā)展推出時(shí)立即更換舊設(shè)備著實(shí)所費(fèi)不貲。但這并不代表新科技毫無(wú)影響力。物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)位轉(zhuǎn)型扮演重大角色，藉由感測(cè)器嵌入到基礎(chǔ)設(shè)施，透過(guò)移動(dòng)資料減少人員設(shè)備移動(dòng)的需求。如你所料，這將對(duì)建構(gòu)更加永續(xù)的全球生態(tài)系帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。

全球所面臨重大的能源危機(jī)帶動(dòng)各界關(guān)注產(chǎn)業(yè)永續(xù)，以及如何減少碳足跡。根據(jù)勞倫斯利佛摩國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的資料，在2019年有67.5 quad的能源被浪費(fèi)或沒(méi)有利用¹ 。這意謂超過(guò)半數(shù)產(chǎn)生的能源以未利用熱量的形式被浪費(fèi)。 而1 quad的能源等於1.055 × 1018 焦耳。這指出一項(xiàng)重大問(wèn)題，突顯我們?cè)诖笠?guī)模利用產(chǎn)生的能源方面的能力缺失。物聯(lián)網(wǎng)提供許多方法，藉由累積與利用資料，協(xié)助解決能源效率的各種挑戰(zhàn)。透過(guò)更先進(jìn)的感測(cè)技術(shù)，量測(cè)能源被利用的狀況，是邁向提升效率與永續(xù)目標(biāo)所跨出的第一步。

圖 1. 預(yù)估全美2019年的能源消耗與流動(dòng)

許多人、組織、政府除了努力了解生態(tài)系所產(chǎn)生的效應(yīng)，也著手促進(jìn)世界轉(zhuǎn)型藉以開(kāi)創(chuàng)更美好的未來(lái)。物聯(lián)網(wǎng)裝置用來(lái)削減資源需求，以及善用現(xiàn)有資源發(fā)揮更高的生產(chǎn)力。創(chuàng)新的快速步調(diào)加上新科技迅速推出，協(xié)助我們發(fā)展更永續(xù)環(huán)保的能源，削減我們的碳足跡，以及改善我們的社會(huì)沖擊。

為更美好未來(lái)鋪路

我們可以透過(guò)三種途徑為永續(xù)環(huán)保做出貢獻(xiàn)。第一是縮減需求的機(jī)會(huì)，這方面是透過(guò)虛擬化以及智慧解決方案來(lái)推動(dòng)。另一個(gè)途徑是藉由改善我們做事的方法來(lái)提高效率。舉例來(lái)說(shuō)，將內(nèi)燃機(jī)引擎換成電動(dòng)馬達(dá)，或透過(guò)風(fēng)力等可再生能源取代燃煤來(lái)產(chǎn)生能源，采用具環(huán)保效率的方法獲得能源。第三種途徑是控管污染，采取包括監(jiān)視與隔離等方法。上述所有三種途徑都需要?jiǎng)?chuàng)新以及研發(fā)技術(shù)。

圖 2. 促成永續(xù)環(huán)保的沖擊可透過(guò)三種途徑

電子產(chǎn)品經(jīng)歷多次過(guò)渡轉(zhuǎn)型，藉以追上我們對(duì)效率的需求。透過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，我們現(xiàn)正看到最好的機(jī)會(huì)，得以在永續(xù)環(huán)保方面發(fā)揮正面的沖擊。

物聯(lián)網(wǎng)與邊緣運(yùn)算的實(shí)踐，形成一種典范轉(zhuǎn)移，能源的利用從移動(dòng)實(shí)體物件轉(zhuǎn)變成移動(dòng)資料。這種轉(zhuǎn)移透過(guò)二種途徑進(jìn)行。物聯(lián)網(wǎng)可用來(lái)推動(dòng)現(xiàn)有流程的最佳化 – 從而提升效率 – 或用在新流程的采納。想要發(fā)揮有意義的永續(xù)沖擊，我們必須采行兩條途徑，不過(guò)同時(shí)也會(huì)衍生許多大幅轉(zhuǎn)變的程序。

圖 3. 典范轉(zhuǎn)移讓能源使用從移動(dòng)實(shí)體物件變成移動(dòng)資料

重大趨勢(shì)

物聯(lián)網(wǎng)解決方案逐漸在每個(gè)產(chǎn)業(yè)扎穩(wěn)根基。在消費(fèi)產(chǎn)業(yè)有許多最有趣的裝置可以裝在家中或甚至衣著上，不過(guò)物聯(lián)網(wǎng)正隨著目前大趨勢(shì)在永續(xù)與社會(huì)方面掀起重大的沖擊。

5G技術(shù)從基礎(chǔ)徹底轉(zhuǎn)變關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施未來(lái)運(yùn)行方式。除了促成如自駕車(chē)等各種新技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)還讓傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)需布設(shè)銅纜線(xiàn)就能進(jìn)行連網(wǎng)。兩方面都能大幅削減廢棄物。此外，未來(lái)我們更容易將基礎(chǔ)設(shè)施布署在以往欠缺基礎(chǔ)建設(shè)的地方，讓社會(huì)得以繁榮發(fā)展。

在後疫情環(huán)境，新型數(shù)位醫(yī)療解決方案加速問(wèn)市，遠(yuǎn)距醫(yī)療資源的管道也隨之?dāng)U展。業(yè)界各種類(lèi)型產(chǎn)品，從家用的穿戴裝置一直到臨床等級(jí)的醫(yī)療設(shè)備，協(xié)助人們更妥善管理健康。隨著醫(yī)療費(fèi)用持續(xù)攀升，各界迫切需要主動(dòng)監(jiān)視與管理健康，藉以降低對(duì)臨床照護(hù)的需求。透過(guò)預(yù)防或居家照護(hù)讓人們免進(jìn)醫(yī)院，是因應(yīng)醫(yī)療費(fèi)用高漲與提升生活品質(zhì)最有效的其中一種方法。

電動(dòng)化與自主運(yùn)行機(jī)具直攻碳排的其中最大的一項(xiàng)來(lái)源。削減對(duì)石化燃料的整體需求，是減少碳排放其中一項(xiàng)最快途徑。舉例來(lái)說(shuō)，推動(dòng)大區(qū)域自駕車(chē)共乘計(jì)畫(huà)，讓人們能利用依照需求運(yùn)輸載具，藉以減少整體車(chē)流量以及擁有車(chē)輛的數(shù)量。此外，利用再生能源與電動(dòng)馬達(dá)還能進(jìn)一步削減碳輸出(carbon output)

第四項(xiàng)重大趨勢(shì)是自動(dòng)化以及智慧供應(yīng)鏈。運(yùn)用自動(dòng)化可大幅提升員工的安全，輔助各種作業(yè)，避免重度工作造成人體過(guò)度疲勞或處?kù)段ｋU(xiǎn)環(huán)境之中。此外，運(yùn)用資料提升供應(yīng)鏈的準(zhǔn)確度與精密度，則能減少整體能源消耗與產(chǎn)生的廢棄物。

圖 4. 物聯(lián)網(wǎng)安全驅(qū)動(dòng)各市場(chǎng)發(fā)展

資料透過(guò)物聯(lián)網(wǎng)裝置與邊緣運(yùn)算，成為推動(dòng)這些大趨勢(shì)背後的力量。然而，伴隨而來(lái)的則是重重挑戰(zhàn)。市場(chǎng)一直需要更快、更彈性的設(shè)計(jì)程序以趕上數(shù)位需求的腳步。隨著需求持續(xù)成長(zhǎng)，傳統(tǒng)市場(chǎng)藉由在封閉生態(tài)系打開(kāi)突破口從而獲益，為設(shè)計(jì)解決方案挹注更多貢獻(xiàn)，并將這些方案提供給現(xiàn)有與新夥伴。這方面的需求以往都是透過(guò)組織協(xié)會(huì)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟制定開(kāi)放架構(gòu)藉以因應(yīng)。

加速創(chuàng)新與克服挑戰(zhàn)

目前有兩大催化劑促成各方創(chuàng)立產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與聯(lián)盟。市場(chǎng)需要更快與更短的設(shè)計(jì)周期，讓更多生態(tài)系夥伴能及時(shí)開(kāi)發(fā)出具競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。實(shí)體基礎(chǔ)設(shè)施中嵌入式物聯(lián)網(wǎng)裝置需要開(kāi)放架構(gòu)藉以進(jìn)行擴(kuò)充。為因應(yīng)上述兩方面的情況，業(yè)界需要制定產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、組織、以及聯(lián)盟。

O-RAN (開(kāi)放無(wú)線(xiàn)電接入網(wǎng)路) 聯(lián)盟就是一個(gè)很好的案例。這個(gè)由電信營(yíng)運(yùn)商發(fā)起的聯(lián)盟提供一個(gè)發(fā)聲的管道，提出各種可行的發(fā)展提案。聯(lián)盟的目標(biāo)是提供智慧、開(kāi)放、虛擬化、完全互通的行動(dòng)網(wǎng)路。會(huì)員與貢獻(xiàn)成員都參與開(kāi)發(fā)工作，并在5G基礎(chǔ)設(shè)施方面鼓勵(lì)采取白箱(white box)生態(tài)系。傳統(tǒng)上，這個(gè)市場(chǎng)一向由負(fù)責(zé)布署專(zhuān)利式黑箱解決方案的大型電信業(yè)者所主宰。O-RAN聯(lián)盟將提供介面標(biāo)準(zhǔn)以及白箱式參考設(shè)計(jì)方案，促成各界廣泛參與，加速發(fā)展步伐以及5G的多元?jiǎng)?chuàng)新。

產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與聯(lián)盟的關(guān)鍵角色除了確保可靠性以及發(fā)展的可持續(xù)性，還要針對(duì)未來(lái)需求的波動(dòng)提供保護(hù)機(jī)制。目前5G生態(tài)系的需求，也出現(xiàn)在其他市場(chǎng)，這些市場(chǎng)都以類(lèi)似的方式回應(yīng)需求。各標(biāo)準(zhǔn)與聯(lián)盟都針對(duì)安全制定要求規(guī)范，針對(duì)未來(lái)疏於防備以及因應(yīng)惡意攻擊做好準(zhǔn)備。這些工作小組的安全措施能評(píng)估各種安全風(fēng)險(xiǎn)以及制定協(xié)同工作的方式。

安全對(duì)永續(xù)性的沖擊

安全的其中一項(xiàng)基本原則是根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)以及資產(chǎn)的價(jià)值，在正確的地方套用正確的安全機(jī)制。隨著我們持續(xù)開(kāi)發(fā)連網(wǎng)解決方案，裝設(shè)在各種實(shí)體裝置，在此同時(shí)各種傳統(tǒng)或新衍生的攻擊途徑也持續(xù)擴(kuò)增。這種情況讓安全成為其中一項(xiàng)最根本的元素，促成物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及在社會(huì)與環(huán)境層面產(chǎn)生有意義的沖擊。

參與各組織、聯(lián)盟、以及標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，讓業(yè)者可藉著這些管道提供建言，促成業(yè)界發(fā)展好的安全作為。有三種途徑讓安全發(fā)揮直接的永續(xù)效益。

第一項(xiàng)是減少電子廢棄物。在環(huán)保領(lǐng)域，電子廢棄物通常不會(huì)是各界關(guān)注的焦點(diǎn)，但實(shí)際上在減少污染方面有著極大的潛力。目前即使妥善處理電子廢棄物，但回收的成本仍居高不下。因此我們不僅需要尋找更好的方法來(lái)回收電子廢棄物，還可透過(guò)正確的安全解決方案協(xié)助我們減少產(chǎn)生的廢棄物。這方面可透過(guò)延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽期，以及發(fā)展硬體平臺(tái)，促成業(yè)者開(kāi)發(fā)軟體定義解決方案?？苫ネǖ陌踩酉到y(tǒng)促成許多途徑，讓各界能延長(zhǎng)硬體生命周期以及提供各種方法利用回收再生(second life)解決方案，藉此減少電子廢棄物。

安全在發(fā)揮永續(xù)沖擊力的另一項(xiàng)途徑就是減少作業(yè)廢棄物。針對(duì)小型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用制定安全標(biāo)準(zhǔn)，有助於減少裝置的整體尺寸與功耗。業(yè)界經(jīng)常采取資料中心的發(fā)展模式，規(guī)范邊緣裝置介面，界定安全需求，納入超出必要的演算法以及額外的介面。此外業(yè)界還可選擇僅制定最小數(shù)量的介面與譯密程序，藉此縮減產(chǎn)品的整體尺寸。

此外，還可藉由最終使用者與開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)確保安全操作、保護(hù)使用者隱私、讓安全操作直覺(jué)化與簡(jiǎn)易化，藉此讓安全發(fā)揮明顯的社會(huì)沖擊。大多數(shù)人都不是安全專(zhuān)家，而且不了解安全組態(tài)與設(shè)定背後的涵義。尋求各種方法讓安全無(wú)縫融入使用者的操作，能為整體福祉發(fā)揮重大助益。

圖 5. 物聯(lián)網(wǎng)安全能促成全球永續(xù)性的三個(gè)出乎預(yù)期領(lǐng)域

在現(xiàn)今快速的創(chuàng)新步調(diào)下，ADI在永續(xù)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展帶來(lái)顯著貢獻(xiàn)。ADI的無(wú)線(xiàn)電池管理系統(tǒng)為汽車(chē)領(lǐng)域帶來(lái)顛覆影響，除了壓低原物料成本，還提升設(shè)計(jì)彈性，進(jìn)而促成電動(dòng)車(chē)隊(duì)進(jìn)行更有效率的擴(kuò)充。我們的能源儲(chǔ)存系統(tǒng)(ESS)消弭風(fēng)力與太陽(yáng)能這類(lèi)再生能源無(wú)法持續(xù)發(fā)電的問(wèn)題，促成可再生能源與主流能源進(jìn)行整合。ADI EagleEye? 人員監(jiān)視解決方案帶來(lái)洞察與分析功能，讓產(chǎn)品能更有效率地管理建筑物。這些應(yīng)用例子利用ADI解決方案獲取有意義的情資，藉此提升效率與削減環(huán)境沖擊。

ADI的安全措施，目標(biāo)是讓技術(shù)促進(jìn)更永續(xù)的全球生態(tài)系，藉由各項(xiàng)措施促成快速的創(chuàng)新步伐以及減少?gòu)U棄物。這些措施立足於遵循業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，以及協(xié)助制定新標(biāo)準(zhǔn)，促成業(yè)界發(fā)展安全且永續(xù)的邊緣解決方案。我們的安全解決方案目標(biāo)是讓各種不同應(yīng)用發(fā)揮可再利用的效益，確保團(tuán)隊(duì)能快速創(chuàng)新，確保安全解決方案通過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，以及架構(gòu)設(shè)計(jì)方面的強(qiáng)固性。隨著我們持續(xù)發(fā)展，我們的安全架構(gòu)促成高活力的生命周期，協(xié)助強(qiáng)化軟體功能，配合業(yè)界發(fā)掘各種潛在需求。ADI致力協(xié)助舊程序注入更高效率，同時(shí)推動(dòng)典范的轉(zhuǎn)移，協(xié)助我們客戶(hù)導(dǎo)入顛覆性的新解決方案。

參考資訊

1 "Estimated U.S. Energy Consumption in 2019: 100.2 Quads." Lawrence Livermore National Laboratory, March 2020