1、邊緣計(jì)算一一未來物聯(lián)網(wǎng)解決方案物聯(lián)網(wǎng)見證了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入日常生活的戲劇性發(fā)展。然而,由于缺乏安全保障，社會壓力和政府行為迫使工程師實(shí)施更強(qiáng)大 的安全功能。邊緣計(jì)算如何提供幫助？為什么它會成為未來物聯(lián) 網(wǎng)的最終解決方案？介紹自推出以來，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在全球爆炸式增長，估計(jì)全球至少 有200億臺。雖然物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是一個相對的新名詞，但互聯(lián)網(wǎng) 相關(guān)技術(shù)的使用可以追溯到互聯(lián)網(wǎng)本身的誕生。但物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)動更 關(guān)注的是傳統(tǒng)上不具備互聯(lián)網(wǎng)功能的簡單設(shè)備（如傳感器和數(shù)據(jù) 記錄器），這就是為什么物聯(lián)網(wǎng)被視為獨(dú)立于計(jì)算機(jī)、筆記本電 腦和電話等標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算技術(shù)之外的一個部門。最初的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在本質(zhì)上很簡單，通常針對利

2、基市場，包 括基本的遠(yuǎn)程溫度和濕度記錄。由于正在收集的數(shù)據(jù)本質(zhì)上是良 性的（即不敏感），因此對于使用默認(rèn)密碼和未加密消息傳遞協(xié) 議的許多設(shè)備來說，很少會關(guān)注到其安全性。由于最初物聯(lián)網(wǎng)設(shè) 備的數(shù)量很少，再加上缺乏能力，安全專家、網(wǎng)絡(luò)罪犯和政府都 沒有注意到這些設(shè)備。但所有這些都隨著技術(shù)的進(jìn)步而改變，設(shè) 備變得更加智能，所收集的數(shù)據(jù)的性質(zhì)變得更加敏感。敏感數(shù)據(jù)增加物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展加快了人工智能發(fā)展，這得益于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供的海量數(shù)據(jù)。人工智能系統(tǒng)正被用來為許多現(xiàn)代任務(wù)提供動力，而這些任務(wù)本來就很難或變化太大，無法用傳統(tǒng)的 if語句 和切換用例來為每一種可能性進(jìn)行編程。這些例子包括語句識別、聲音識別、

3、圖像識別、智能搜索結(jié)果和個性化助手。如前所述，物聯(lián)網(wǎng)收集的第一批數(shù)據(jù)類型在本質(zhì)上是良性的， 包括溫度和濕度，可以用來創(chuàng)建能夠響應(yīng)這些環(huán)境刺激的智能系 統(tǒng)。但工程師們很快意識到，隨著微控制器技術(shù)的進(jìn)步（例如，從8位到32位ARM的轉(zhuǎn)變），可以收集更復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，包括 音頻和視頻。這樣的系統(tǒng)可以用來創(chuàng)建先進(jìn)的人工智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè) 備，不僅可以收集周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)，還可以將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到一 個基于云的人工智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以從這些數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，并在 未來提供更好的結(jié)果。例如，Amazon Echo是一種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，它將用戶的語音 請求提交給一個云系統(tǒng)，然后對該系統(tǒng)進(jìn)行分析，以執(zhí)行請求并 改進(jìn)人工智能以供未

4、來使用。很快，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在全球范圍內(nèi)爆 炸，包含一系列集成功能，從加速計(jì)、磁力計(jì)、運(yùn)動傳感器、相 機(jī)和麥克風(fēng)。但這些設(shè)備的設(shè)計(jì)和投放市場的速度實(shí)在是太快了， 這正是網(wǎng)絡(luò)罪犯開始利用的地方。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的變化速度以及對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需求的突然增加， 使得工程師們在創(chuàng)紀(jì)錄的時間內(nèi)扭轉(zhuǎn)了產(chǎn)品的局面。再加上政府 無力應(yīng)對瞬息萬變的市場，以及工程師的短視，市場上的數(shù)十億臺設(shè)備在處理高度敏感的數(shù)據(jù)時，安全措施不足。不久，網(wǎng)絡(luò)罪 犯就會利用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的許多弱點(diǎn)來執(zhí)行惡意活動，包括DDoS攻擊、加密挖掘、勒索和數(shù)據(jù)銷售。市場上的設(shè)備要么有默認(rèn)密 碼，要么沒有密碼，要么不使用加密的消息傳遞協(xié)議，要么構(gòu)建 在不安全的硅

5、技術(shù)上，要么保留應(yīng)用程序空間的管理權(quán)限（即固 件將以完全處理器權(quán)限運(yùn)行）。通過允許攻擊者輕松進(jìn)入設(shè)備， 然后利用其網(wǎng)絡(luò)連接獲得 internet訪問或本地訪問（這可能允許 攻擊者進(jìn)入同一網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器和其他設(shè)備），設(shè)備還可以暴露 網(wǎng)絡(luò)。盡管世界各地的安全專家和行業(yè)管理機(jī)構(gòu)中的一些人已經(jīng)發(fā) 出了警告，他們還是開始引入一些法規(guī)，要求工程師應(yīng)該如何刪 除那些讓他們的設(shè)計(jì)容易受到攻擊的功能。到目前為止，這些法 規(guī)中的大多數(shù)都更關(guān)注于刪除默認(rèn)密碼，但隨著時間的推移，這 些法規(guī)可能會改變，以包括更多功能，如強(qiáng)制加密、設(shè)備硬件安 全以及設(shè)備停用時的安全需求。然而，有一種新興技術(shù)可能有助 于解決物聯(lián)網(wǎng)安全問題

6、：邊緣計(jì)算。邊緣計(jì)算簡介目前，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備從其周圍環(huán)境收集數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳 輸?shù)揭粋€基于云的平臺，該平臺可以提供多種功能，包括數(shù)據(jù)查 看、數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)處理。例如，一個先進(jìn)的家庭自動化系統(tǒng)可 能在一個物業(yè)周圍有各種各樣的物聯(lián)網(wǎng)傳感器，這些傳感器的數(shù) 據(jù)被傳輸?shù)揭粋€基于云的服務(wù)上，以決定環(huán)境控制應(yīng)該如何調(diào)整。使用云來執(zhí)行數(shù)據(jù)處理通常被稱為“云計(jì)算”，這本質(zhì)上意味著數(shù) 據(jù)處理是由負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備遠(yuǎn)程完成的。然而，邊緣 計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備本身負(fù)責(zé)部分或全部數(shù)據(jù)處理的一部分。由于 當(dāng)時的技術(shù)限制，早期的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備無法進(jìn)行邊緣計(jì)算，但隨著 以同等價(jià)格引入的強(qiáng)大的微控制器，本地物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以逐漸開

7、 始處理自己的數(shù)據(jù)。邊緣計(jì)算的優(yōu)勢邊緣計(jì)算與云計(jì)算相比有很多優(yōu)勢，包括安全性、延遲和可 靠性。由于邊緣計(jì)算設(shè)備很少向基于云的系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)（如果有的話），敏感數(shù)據(jù)很少受到潛在攻擊源的影響。缺乏傳輸意味著攻擊 者需要直接進(jìn)入設(shè)備本身，而不是執(zhí)行中間人攻擊、攻擊服務(wù)器 本身或欺騙服務(wù)器。將數(shù)據(jù)保存在設(shè)備本地還為設(shè)計(jì)人員提供了 更多的機(jī)會，以便通過使用內(nèi)存加密和專用的安全硬件來收集數(shù) 據(jù)，從而保護(hù)數(shù)據(jù)。邊緣計(jì)算設(shè)備也可以對敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行部分處 理，然后將其發(fā)送到基于云的系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理，這有助于模糊數(shù)據(jù)，從而降低其對攻擊者的有用性（即，一個經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)沒有攝像頭的可視數(shù)據(jù)敏感 ）。CLOUD將

8、數(shù)據(jù)本身本地處理到設(shè)備上也意味著延遲大大減少，這對EDGEService deliveryCgpuiinq qadloT managementStorage & cachingEdge NodeEdge Node于需要快速結(jié)果的應(yīng)用程序（如自動駕駛汽車）非常有益。本地處 理數(shù)據(jù)的能力也消除了持續(xù)的互聯(lián)網(wǎng)連接的需要，這有助于提高 設(shè)計(jì)的可靠性。全球許多地區(qū)仍受到互聯(lián)網(wǎng)可靠性的影響，互聯(lián) 網(wǎng)速度也可能出現(xiàn)大幅波動。邊緣計(jì)算的使用有助于增加本地網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬，從而改善其他服務(wù)，如本地服務(wù)器和其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，從而增加單個網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備的最大數(shù)量（從而允許集成更多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備）。邊緣計(jì)算的缺點(diǎn)雖然微控制器的成本持續(xù)下降，而其性能卻顯著提高，但它 們的價(jià)格仍然高于廉價(jià)的微控制器，這使得低端微控制器更適合 大規(guī)模生產(chǎn)的設(shè)備。法規(guī)的引入也使得使用具有高級功能所需處理能力的中端設(shè)備變得更加困難，因?yàn)樗鼈兛赡苋狈τ布踩裕詴顾鼈儽┞对谕狻Ｍ瑫r，現(xiàn)代產(chǎn)品對人工智能的需求也進(jìn) 一步限制了工程師在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上使用人工智能引擎來高效運(yùn)行 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的選擇。結(jié)論邊緣計(jì)算為工程師提供了一種全新的計(jì)算模式，我們可以看 到低延遲、高可靠性的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以將云計(jì)算的最佳特性與本 地處理結(jié)合起來。安全引導(dǎo)和根源可靠性等硬件安全特性將