物联网

从碎片化、孤立化应用为主的起步阶段,迈入跨界融合、集成创新的新阶段,物联网大规模爆发式增长的序幕已经开启,智能硬件、可穿戴设备、联网车辆发展迅猛,正是物与物、物与人加速连接的印证。物联网将信息化与传统领域深度融合,也在重塑生产组织方式,变革产业形态。复杂的场景,多样的连接,海量的数据,物联网大规模普及的同时,信息安全与风险防范不容忽视。

  

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  侧重示范应用 加强战略统筹

  随着技术的逐渐成熟,全球物联网进入规模化和产业化快速成长期。为抓住这波机会,各国政府争相调整物联网相关产业政策,借此振兴经济、加快产业升级,同时抢夺制高点,获取物联网国际竞争优势。

  美国是物联网技术的主导和先行者之一,凭借雄厚的技术实力和市场积累,物联网中的无线射频技术和无线传感网技术已在零售、交通等行业广泛应用。2011年美国启动的“先进制造伙伴计划”,明确提出推进以物联网、云计算、大数据等为代表的新兴技术与制造业的融合,构建以工业互联网为基础的先进制造体系。2016年,美国批准成立工作组推动物联网政策的顶层设计、创新建议和政策审查,弥补国家层面物联网战略规划的不足。

  物联网的产业爆发离不开新技术、新产品的标准统一,美国通过建立物联网技术标准提升不同技术协议和产品规范的互操作性。2016年5月,美国国家标准与技术研究院(NIST)发布了《网络物理系统框架》,对物联网参考架构、网络安全隐私、实时与同步等提供全面的定义和术语,为智能制造、智能电网等领域的物联网应用提供技术参考。美国交通部也发起智能交通系统标准项目,提供车联网相关技术参考建议。欧盟力图打造欧洲数字化单一市场,通过制订统一的物联网标准与法规,促进各成员国物联网均衡发展,提升各国数字经济水平。

  在确定物联网科技研发投入时,欧美更侧重示范应用。2015年9月,美国启动智能城市计划,希望通过物联网技术解决市政挑战并改善政府服务,投入超过1.6亿美元开展从联网车辆试点到先进应急响应技术的研究。2016年9月,白宫再次追加预算8000万美元,集中于城市服务等领域的物联网技术应用。欧洲“地平线2020”计划预算投入2亿欧元,建设物联网平台和面向智慧城市、车联网、智能可穿戴设备、智慧农业和智慧养老等五大领域的示范应用。

  物联网发展中不断涌现的新技术和新问题,需要各参与方协调立场,实现跨界融合,集成创新。2015年11月,美国自然基金会启动大数据区域创新中心建设,协调50个州的250多个组织,围绕精准农业、智慧社区和自然灾害管理等领域开展基于物联网的数据驱动创新。NIST发起行动协调学术界和产业界的九大研究机构联合研发物联网支撑的智能制造技术。2015年,欧盟成立了物联网创新联盟,重构了“四横七纵”体系架构,将原有分散的11个物联网工作组纳入旗下,统筹不同部门的资源,协同推进欧盟物联网整体跨越式发展。2016年欧盟投入超过1亿欧元支持物联网大范围示范和重点领域研究,同时组建物联网创新平台,以构建开放、可持续发展的物联网生态体系。

  抢建平台布局 主导产业生态

  全球物联网正处于产业快速增长的重要时期,终端智能互联,网络广域覆盖,平台开放服务,是这一阶段物联网产业生态发展的重要特征。欧洲智能系统集成技术平台在《2020年的物联网》报告中预测,2015—2020年是物体的半智能联网阶段,2020年之后将进入物体的全智能互联阶段。

  全球物联网应用发展不均,美、欧、日、韩等少数国家和地区起步较早,由此形成三大热点区域:美国、欧洲和亚太。美国在物联网芯片、传感器和操作系统领域技术领先,德州仪器、模拟器件公司为代表的传感器龙头企业正向自带算法模型的智能化、模块化系统产品集成商发展,高通、安谋国际为代表的物联网芯片企业加速朝低功耗、高性能、高集成度方向发展,谷歌、微软为代表的软件厂商占有物联网操作系统的发展先机。欧洲和亚太地区主要以物联网应用为突破口,通过深挖用户需求,以市场带动新技术、新产品的普及。

  物联网具有产业链条长、涉及环节多、企业关联强、应用覆盖广等特点。物联网的产业链一般可以分为感知层、网络层、平台层和应用层4个层次,涉及芯片、传感器、无线模组(含天线)制造商、智能硬件制造商、网络运营商、平台服务商、操作系统及应用软件开发商、系统集成及应用服务商等。

  在桌面和移动互联网时代,平台服务商吸引产业链上下游企业形成互补互惠的生态圈,成为产业生态构建的焦点。打造有影响力的物联网平台也成为抢占物联网产业发展制高点的关键。传统科技厂商携系统集成和企业服务优势,以数据打造物联网服务生态。如国际商业机器有限公司(IBM)向产业链上游延伸,增强智能终端的连接和管理能力,通过与传感器、芯片厂商的合作,让更多的联网设备能接入其构建的物联网平台——沃森物联网。微软则并购行业应用集成商,向垂直行业领域渗透。2015年,微软推出物联网平台——Azure IOT后,收购意大利物联网平台Solair,切入零售、交通等物联网应用市场。这些科技厂商未来都将以数据驱动的增值服务重构企业服务市场新格局。

  互联网企业有移动互联网平台和海量用户的优势,以操作系统切入物联网平台,并布局消费领域应用。苹果和谷歌为代表的互联网企业利用在网络操作系统领域的领先地位,先后研发轻量级物联网操作系统并推出面向个人和家庭的智能硬件平台,吸引产业链上下游厂商的合作以及用户的关注。

  电信运营商享有网络连接的优势,通过构建面向网络层的物联网平台促进智能设备的互联。美国电话电报公司与虚拟运营商Jasper合作,推出物联网平台,为应用服务商、系统集成商提供号码管理、产品认证测试、数据存储等服务,提升物联网应用开发和部署效率。

  通用电气、西门子等利用深耕行业积累的领域知识,搭建聚焦应用的物联网平台服务。2014年,由通用电气倡议,协同思科、英特尔等5家公司成立工业互联网联盟,打造工业互联网生态系统,合力推进美国物联网产业发展。通用电气搭建的工业互联网平台Predix也采取开放姿态,2016年与微软合作,借助微软在云计算、人工智能数据分析领域的技术,开发各类工业物联网应用,助力广大制造企业数字化转型。

  平台服务商的价值主要体现为提供丰富多样的行业应用,为用户提供端到端的解决方案和集成服务,推动物联网行业智能信息服务,数据衍生服务等新业态、新模式的创新。为此,产业链上各方企业高度重视物联网平台的战略布局,希望借此获得产业生态主导权,推动物联网产业跨界融合、开放创新和规模化发展。

  制定安全规范 消除风险隐患

  由于物联网应用场景复杂,不少物联网产品因缺乏足够的计算和存储能力难以得到传统信息安全手段的保护,使得病毒攻击防不胜防,风险隐患日益突出。当前,物联网安全事故大多发生在家庭路由器、网络摄像头、智能家居、嵌入式医疗设备、工业自动控制系统、联网汽车等场景,常见的破坏形式有非法入侵、隐私泄露和网络拥塞破坏等。

  2016年10月21日,美国主流网站受到黑客攻击,全美互联网服务出现大面积瘫痪。事后查明,网络黑客使用了一种被称作“物联网破坏者”的新病毒。这虽然发生在民用消费领域,但随着物联网应用向工业制造、能源电力和智慧城市等关键领域的延伸,一旦发生信息安全问题,后果无法想象。

  根据美国市场调研公司弗雷斯特的研究报告,物联网安全挑战形势严峻,主要有以下四方面原因:一是物联网产业链生态体系中的众多参与者,如设备制造商、服务提供商、系统集成商等的安全意识参差不齐,各自的隐私和安全责任界定不清晰;二是大量上市的物联网设备缺乏基本的认证和加密措施;三是物联网标准和协议多样且不统一,导致用户侧使用复杂性增加,也使得不同设备间安全协同困难;四是广泛分布且数量众多的物联网设备和由此产生的海量数据增加了安全监测的难度和及时性。

  美国政府采取了多种举措加强物联网信息安全。首先,政府多部门发布白皮书或高阶指南,提升社会各界物联网安全防范意识。2014年NIST发布《改善关键基础设施网络安全的框架》,对包含物联网在内的多种连接技术给出了网络安全最佳实践和建议;2015年,美国联邦贸易委员会发布物联网产品安全高级指南;2016年11月国土安全部发布《确保物联网安全的战略原则》白皮书,向物联网设备和系统开发商、管理者及个人提出了一组网络安全实践准则建议。

  其次,考虑到不同行业物联网发展的不均衡,针对物联网技术在能源、消费电子、医疗和智能驾驶等特定领域的应用,美国出台技术指南或行动建议明确这些领域物联网产品的信息安全要求。2014年,NIST发布了针对智能电网的安全指南;2015年,联邦通信委员会发布了消费类物联网设备的网络安全要求;2016年,美国食品药品监督管理局发布指南,督促医疗设备厂商关注售出的联网设备安全问题。此外,美国交通部下属的国家高速公路交通安全管理局发布“智能车辆网络安全最佳实践”,明确具有联网功能车辆的安全保障要求。上述面向特定行业的物联网安全指南,督促设备提供商、软件提供商或系统集成商及早做好联网设备的网络安全防护。

  第三,采取措施鼓励研发新技术以改善物联网设备的信息安全。美国国防部高级研究计划局于2015年9月发起“安全模拟”项目资助一些拟通过分析物联网设备的电磁、声光、温度等信号异常变化来检测病毒软件的前瞻性研究。该局已拨付3600万美元开启第一阶段历时18个月的项目。通过这些新技术的研发,有效识别潜在的物联网攻击和入侵,特别是那些可能绕过传统安全控制的攻击。

  欧盟委员会计划将物联网规则的改革作为欧盟电信法律的一部分,其中最关键的是制定新物联网设备安全规范。欧盟希望通过制定法规,强制企业遵守安全标准,借助认证流程确保物联网隐私安全,消除安全威胁。此外,还鼓励领先企业出台针对物联网设备的安全规则或系统,作为网络安全评级的模板。

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