スマートシティ向けのスマートデバイス：概要

スマートデバイスは、スマートシティの必要な部分です。これらは、データの効率的かつ効果的な収集、送信、および管理を可能にします。スマートデバイスには、センサーからカメラ、Bluetoothビーコンまであらゆるものを含めることができます。これらは、タスクの自動化と、都市の機能を改善するために使用できるデータの収集を可能にします。また、都市がIoT（Internet of Things）テクノロジーを構造に統合できるようにします。

スマートデバイスとは何ですか？

スマートデバイスは、インターネットに接続された小型のマシンであり、通常、何らかの形のワイヤレスネットワークを使用してモバイルにします。これらはあらゆる種類の用途に使用できますが、通常は次のいずれかのカテゴリに分類されます。土壌湿度計や空気質モニターなどの環境センサー。防犯カメラ;または、ユーザーの健康状態、場所、またはその他の要因を監視する個人用デバイス。スマートデバイスが収集するデータは、収集後に何らかの方法で送信する必要があることがよくあります。デバイスがバッテリー電源に対して大きすぎる場合は、有線伝送がオプションです。そうでない場合は、非常に少ない電力で高速で長距離にデータを送信できる多くの種類のワイヤレスネットワークがあります。最も一般的なタイプのスマートデバイスは環境センサーですが、多くの都市ではセキュリティカメラも使用されています。

都市は、デバイス自体に加えて、それらのデバイスからの情報をインターネット経由で利用できるようにするIoTテクノロジーを採用できます。これにより、ユーザーとセンサー間のリモート接続、およびシステム内のすべてのセンサーを人間の入力なしで監視できるソフトウェアベースの管理システムが可能になります。これらのシステムが機能するためには、位置情報サービスや長距離でデータを送信できる大規模ネットワークなどの追加テクノロジーが必要になる場合があります。大規模なネットワークインフラストラクチャは、非常に多数のデバイスからデータを収集し、インターネットに接続している人なら誰でもアクセスできる中央データベースにデータを配信するために重要です。この種のシステムの管理には注意が必要であり、作成するには多大な計画と投資が必要です。

スマートシティとは何ですか？

スマートシティとは、テクノロジーを利用して機能の効率を向上させる都市です。これには、交通管理システムから浄水場まで、ほぼすべてのものが含まれますが、リモートアクセス、自動化、データ分析および視覚化ツール、デバイス用のIoTデバイスと大規模ネットワークの使用など、さまざまなタイプのスマートシティ間に多くの共通点があります。統合。これらの技術は高価である可能性があるため、通常、都市全体に普及するには時間がかかります。重要なのは、このタイプのテクノロジーによって約束された改善された機能は、それが長期にわたって利益を提供し続ける限り、最終的に初期コストを上回るということです。これらのテクノロジーが効率的に機能するためには、中央システムによって管理される必要があります。このタイプのシステムは、しばしば都市管理プラットフォームと呼ばれます。

モノのインターネット（IoT）は、さまざまなテクノロジーを使用して、1つまたは複数の種類のスマートデバイスを、通常「スマート」デバイスと見なされるものに統合するための包括的な用語です。これらには、環境センサー、セキュリティカメラ、Bluetoothビーコン、および1つ以上のソースからデータを収集し、ワイヤレスまたは有線ネットワークを介してデータを送信するその他のワイヤレス対応マシンが含まれます。重要なのは、個々の機能を犠牲にすることなく、他のIoTデバイスやシステムと情報を共有できるようにこれらのデバイスを接続することです。例：IoT対応の信号機には、安全に変更できる時期を検出するための独自のセンサーが構造に組み込まれていますが、その信号機がインターネットを備えた大規模なシステムにも統合されている場合、そのステータスは他のIoTデバイスにアラートを送信できますスマートフォンなど。

スマートシティに最適なコース

スマートシティ管理プラットフォームとは何ですか？

スマートシティ管理プラットフォーム（SCMP）は、有用な情報を提供するために、すべてのスマートシティコンポーネントからのデータを集約および分析するWebベースのソフトウェアポータルです。これは、新しいテクノロジーを設計および作成して、それらが通信および連携できるようにすることを意味します。これらの異なる要素を効率的かつ安全に保つには、これらの異なる要素間の強力な中央調整が必要です。 SCMPを正しく実装すると、リアルタイム分析、最適化ツール、視覚化ツール、アラートシステム、スケジューリング機能、ワークフローの自動化、他のシステムとのデータ共有などを実行できます。

ロケーションサービスはどのようにスマートシティを改善できますか？

ロケーションサービスを使用して、地理座標をワイヤレスまたは有線ネットワーク経由で送信できるスマートシティデバイスの正確なロケーションを追跡できます。これはIoTデバイスでますます一般的になっている機能であるため、システムを設計する前に、どのように使用するかを最初に理解する必要があります。この種の情報が役立つ可能性のあるさまざまな方法があります。ナビゲーションを容易にする、リアルタイムアラートを提供する、犯罪抑止力として環境センサーを使用する、公園や湖など、直接的な経済的影響がない地域での水の使用量を追跡する資源の浪費（例：プールや噴水）など。ロケーションサービスの重要な点は、高速かつ正確である必要があることです。これは、他のシステムとの大量の調整を意味します。

スマートシティの重要な要素の1つは、統合です

この文脈での「統合」という言葉は、あるシステムから別のシステムに、またはあるデバイスのセットから別のシステムにデータを送信するプロセスを指します。利用可能なさまざまな種類のIoTデバイスはすべて、さまざまな機能とユースケースを持っていますが、ワイヤレスまたは有線ネットワークを介してデータを交換できる限り、それほど問題なくSCMPに接続できます。位置情報サービスの場合、リアルタイムの地理座標を必要とするスマートシティシステムの部分のみが位置情報サービスAPIと統合する必要があるため、システム全体のボトルネックになることはありません。ほとんどのインターネット互換のスマートシティデバイスは、ネットワーク経由でデータを送信するために必要な基本的な接続ですでに構成されているため、複雑なポート転送やその他の高度なネットワークタスクを処理する必要はありません。

SCMPを保護する方法は？

包括的なSCMPには、有用な情報交換を可能にしながら、システムを保護するのに役立つ多くの機能が含まれます。多くのIoTデバイスはIPv4またはIPv6ネットワークでネットワーク化されており、IPアドレスはいつでも変更される可能性があるため、権限のないユーザーから保護することは非常に困難ですが、システム全体のセキュリティがかかっている特定の中央の場所がないことも意味します。残高。この種の動的アドレス割り当てを使用する最良の方法は、集中認証サーバー（通常はLDAPに基づく）とHTTPSやSSHなどの安全な通信プロトコルを使用することです。これは、さまざまな種類のデバイスをすべて考慮する場合にさらに重要です。スマートシティシステムには次のものが含まれる場合があります。

ワイヤレスセンサーネットワークとは何ですか？

ワイヤレスセンサーネットワーク（WSN）は、環境モニタリングなど、さまざまな場所や状況から大量のデータを収集し、インターネットへの直接接続を必要としない小さなIoTセンサーを介してワイヤレスで送信する必要があるアプリケーションに使用できます。例：周囲温度、ガス漏れ、湿度レベル、空気の質などを検出するセンサー。これらの種類のデバイスは、多くの場合、バッテリ駆動であるため、数か月ごとに電源ケーブルを配線することが不可能な遠隔地に設置するのに最適であり、SCMPと統合することができます。センサーのソフトウェアがCSV形式のような場所での簡単なデータエクスポートを可能にする場合は困難です。

スマートシティ管理プラットフォームを構築するにはどうすればよいですか？

スマートシティ管理プラットフォームの設計で最も重要な部分の1つは、さまざまなシステムがすべて稼働した後、それをどのように監視および保守するかです。実行する必要のあるタスクのほとんど（システムソフトウェアの更新など）は自動的に実行される必要がありますが、すべてがスムーズに機能している場合でも、SCMP全体のどの部分にも問題がないことを確認することを主な責任とする少なくとも1人の担当者が必要です。。この種の情報セキュリティには多くのオプションがあるため、特定の状況に最適なもの（ユーザーのアクセス許可、リモートアクセスなど）について調査することをお勧めします。

既存のシステムとの統合は、もう1つの重要な重要な要素です

スマートシティで実行されている情報システムの種類がまだない場合でも、多くのIoTアプリケーションの範囲が限られているため、SCMPを既存の機器やその他の特殊なデバイスと統合するのは比較的簡単です。例：スマート街路灯は、他のほとんどの自動照明システムと互換性がある必要があります。地理座標のエクスポート/インポートを可能にするインターフェイスがある限り、それらを連携させるためのカスタムエンジニアリングやプログラミングは必要ありません。誰かが新しいスマートシティインフラストラクチャをインストールするたびにSCMPを最初から構築する必要がないのと同じように（MQTTなどの一般的なデータプロトコルは異なるシステムを接続できるため）、個々のIoTデバイスを1つ以上の既存のソフトウェアシステムに統合できます収集するものによって異なります。

IoTベースのスマートシティアプリケーションにおけるハードウェアの互換性

これは、IoTベースのスマートシティアプリケーションの主な利点の1つです。適切なハードウェアシステムがあれば、SCMP全体の新しいコンポーネントやアップグレードされたコンポーネントとの互換性を保ちながら、理論的にはアップグレードや交換が必要になるまで何年も続くはずです。。これにより、通常、開発の初期段階でコストを節約できますが、後で新しいデバイスを追加してネットワークを拡張する場合は柔軟性があります。例：携帯電話はほとんどすべて共通の通信プロトコルに基づいています。つまり、AppleのiOSソフトウェアを使用していてもGoogleのAndroidオペレーティングシステムを使用していても、ハードウェアは機能します。もちろん、これは常に当てはまるわけではありません。多くの標準化されたデバイスを使用することと、スマートシティシステムをカスタマイズしてすべての固有の要件を満たすことができることとの間には大きなトレードオフがありますが、すべてを連携させる方が一般的に安価です。箱から出して。

サイバーピースのためのスマートシティのセキュリティについてますます

言うまでもなく、セキュリティはスマートシティプログラムの最も重要な要素の1つです。都市のさまざまな部分からのデータがオンラインで利用できるようになると、ネットワーク外のハッカーがアクセスできる可能性が高くなります。。小規模なネットワークに影響を与える可能性のある同じ種類のIoTの脆弱性は、多くの場合同様のテクノロジーに基づいているため、大規模にも存在しますが、これは、SCMPのすべての側面が完全に気密である必要があるという意味ではありません。これは、プロジェクトのすべての段階でセキュリティ対策を慎重に検討し、新しい脆弱性が発見されたりリスク要因が変化したりしたときに、戻って個々のパーツをアップグレードする必要があることを意味します。

現在、ほとんどのスマートシティシステムはMQTTのような暗号化されていないデータプロトコルに依存しています。これにより、ハッカーは特別に細工された情報パケットを使用してユーザーパスワードを簡単に取得でき、IoTデバイスをだまして構成や送信するデータの種類に関する機密情報を明らかにすることができます。。これは中間者攻撃の際に発生する可能性が最も高く、ハッカーは特定のデバイスの信号を傍受してから目的の宛先に中継しますが、これを取得するためにネットワークに物理的に侵入する必要はありません。一種の情報。さまざまな物理チャネルのトラフィックを監視し、そのデータを使用して、パスワードまたは暗号化キーを推測（またはブルートフォース）して、実装方法に関する十分なネットワークの詳細を取得できます。

SCMPは、都市内の特定の場所（家、企業、ランドマークなど）を識別する方法として、経度や緯度などの地理座標を使用することがよくありますが、使用されているテクノロジーに応じて、これらのデバイスに対して使用できる特定の種類の攻撃があります。初期構成。つまり、技術的な知識を持つ攻撃者は、ターゲットが特定のポイントの間にある場合、または信号送信が特定のエリアの最小または最大の境界の外側から発信されている場合、理論的にアクセスを取得したり、システムを混乱させたりする可能性があります。この場合、ソフトウェアが脆弱性に迅速にパッチを適用できるオープンソースモデルに基づいていない場合は、IoTデバイスを定期的に更新することが特に重要になる可能性があります。

スマートシティには多くのメリットがあります

スマートシティプロジェクトの最大の利点の1つは、さまざまな種類のデータをリアルタイムで分析、フィルタリング、および解釈する方法を示すための便利なプラットフォームを提供できることです。つまり、都市はこれらのシステムを使用して、モバイルアプリ、Webポータル、その他の通信チャネルを通じて、経済動向や人口動態の変化に関する有用な情報を取得できます。国勢調査のような、時代遅れで高価な従来の方法に頼る必要はありません。ほとんどの場合、SCMPはストリートレベルの低レベルICTネットワークからデータを収集しますが、都市サービスの使用方法や人々が歩いている場所など、周囲の環境に関する他のさまざまな種類の情報とやり取りすることもできます。または特定の時間に運転し、特定の地域に出入りする商品の種類さえも。

何十年も前から存在している他のIoTネットワークとは異なり、スマートシティは日常業務の一環として都市環境の変化を継続的に監視できる必要があります。これは、SCMPの存続期間中に新しいテクノロジーが利用可能になったときに、SCMPを常に更新する準備をする必要があることを意味します。場合によっては、これは数年ごとにソフトウェアを更新することを意味しますが、既存のIoTデバイスが妨害やなりすましなどの新しい種類の攻撃に十分迅速に適応できない場合は、ハードウェアの交換が必要になることもあります。この種の柔軟性は、スマートシティプロジェクトの初期段階では高額に思えるかもしれませんが、セキュリティ違反やインフラストラクチャのダウンタイムに関連する全体的なコストを後で削減できる可能性があります。

標準化はサイバーピースのスマートシティにとって重要なポイントです

SCMPは、おそらくこれまでにセキュリティを確保する必要がある最も複雑なIoTネットワークの一部ですが、他のタイプの自治体システムとの共通点も多くあります。たとえば、SCMPは、依存するセンサーを使用してデータを収集、処理、共有する方法などです。異なるデバイス間で情報をやり取りするためのワイヤレス通信プロトコル。このため、プロジェクトのすべての段階で業界標準にできるだけ厳密に従うことが重要です。これにより、同じ供給または配布の他の関係者によって同様の脆弱性がシステムに導入されないようになります（さらに悪いことに、導入されてから悪用されることもありません）。鎖。

多くの種類のSCMPと同様に、交通管理やデータ視覚化などのスマートシティシステムは、公共スペースに設置する前に取得する必要のあるライセンスの種類に応じて、さまざまな商業および産業目的に使用できます。例：ライセンスのない周波数に依存するBluetoothセンサーを使用して都市環境内の通過パターンを特定する場合、これらのデバイスは、信号パスに不正なアクセスポイントがないようにセキュリティを考慮して設計されていることが特に重要です。誰もが自由に使用できるワイヤレスネットワークに干渉できるようにすると、悪意のある第三者によって悪用される可能性のある脆弱性が発生すると同時に、都市が不必要な法的リスクにさらされる可能性があります。

SCMPがオープンソースモデルを使用していることを確認する必要があるのと同じように、新しいタイプのデバイスをパブリックスペースに実装するときは、システム全体の観点からセキュリティについて考えることも重要です。異なるICTネットワーク間で共有されるか、クラウドストレージに保存されます。 IoTデバイスは、特定の都市の最新のソフトウェア更新で常に更新されるとは限らないサードパーティのライブラリとフレームワークに依存する傾向があるため、スマートシティで使用する前に、これらの種類の依存関係が最初から構築されているか、徹底的にテストされていることを確認する必要がありますプロジェクト。

ほとんどの自治体は何十年も有線ネットワークに依存してきましたが、コストが低く、設置が簡単なため、ワイヤレステクノロジーに急速に移行しています。高度道路交通システムのような最新のSCMPは、毎日何百万ものデータパケットを送受信する可能性があります。そのためです。これらの種類のシステムは、セキュリティを念頭に置いてゼロから設計することが非常に重要です。

ワイヤレステクノロジに依存するSCMPのセキュリティ保護に関しては、干渉、妨害、およびなりすましの3つの主要なコンポーネントについて知っておく必要があります。干渉は、2つ以上のソースが同じハードウェア上で放送時間のために戦うことによって引き起こされる不要な信号ノイズまたはデータ損失と考えることができますが、妨害とは、ブルートフォース（ノイズ）または他のデバイスが使用する周波数範囲をブロックすることによって。なりすましは、悪意のある当事者が信頼できる送信元になりすまして別のデバイスからパケットを送信しようとしたときに発生する個人情報の盗難の一形態です。 3種類の攻撃はすべて、機密情報が公開または操作される可能性があり、SCMPで使用される周波数帯域によっては、これらの種類のセキュリティ違反がシステムメンテナンスの責任者に気付かれなくなる可能性があります。

ある種の干渉は適切なプロトコル管理で軽減できますが（特に太陽フレアなどの自然要素によって引き起こされる場合）、IoTセキュリティ標準が業界のニーズに追いついている2つの主要な領域として、妨害となりすましについて考え始める必要があります。。すべてのワイヤレスシステムに共通するテーマは、許可された帯域内の特定の周波数で動作するための許可が必要であるということです。つまり、妨害攻撃は、過度のノイズがないか隣接する周波数を調べることで検出できます。なりすまし攻撃は、特定のパケットが許可された送信元からのものであるかどうかを調査者が把握する必要があるため、検出が少し複雑になります。これは、なりすましの試みが成功した場合はほぼ不可能です。

自治体は公共用に設計されたSCMPに投資し続けているため、ハードウェアの設計とシステム統合の際にこの種の攻撃を念頭に置くことが重要です。シスコのような企業は、長年にわたって無線周波数セキュリティツールをIoTプラットフォームに組み込んでいます（を参照）。ここで妨害やなりすましなどの脅威にどのように取り組んでいるか）、他の人は、ローカルICTインフラストラクチャへの物理的攻撃を含むいくつかの事件にもかかわらず、主要な懸念事項の中にワイヤレスネットワーク保護を明示的にリストしていません。他の種類の機密性の高いネットワークと同様に、SCMPはデータ伝送に有線と無線の方法の組み合わせに依存しています。つまり、システム管理者は、特定の周波数帯域内で検出可能なすべてのタイプの干渉を標準で考慮している必要があります。

これらの種類の攻撃の主な原因は、依然として個人情報や関心のあるデータを探しているハッカーに起因していますが、他の攻撃者がセキュリティで構築されていない場合、さまざまな種類の重要なインフラストラクチャを追跡できなかった理由はありません。ゼロから念頭に置いてください。自治体が過去10年間にパブリックWiFiに投資してきた金額を考えると、ワイヤレスネットワークの保護を徹底的に検討することにより、SCMPを攻撃から保護することが重要です。

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