物聯網開發人員面臨的4個主要技術挑戰

物聯網(IoT)的崛起為開發者帶來了四個主要的挑戰：安全、隱私、連接性和兼容性及持久性。隨著物聯網設備日益融入我們的生活，確保這些設備及其處理數據的安全至關重要。

物聯網的興起也引發了一些隱私問題，因為這些設備通常會收集需要妥善存儲和共享的敏感數據。連接性是另一個挑戰，因為需要連接的大量設備將需要從集中式服務器/客戶端模型轉向去中心化的物聯網網絡。

最後，由於缺乏標準化協議以及這些設備的壽命通常比典型的計算設備更長，物聯網設備的兼容性和持久性構成了一個重大挑戰。即使製造商停止服務，開發人員也需要確保其設備能夠正常運行。

物聯網正在席捲全球。數百萬個每天都在家庭、辦公室、城市甚至我們身上部署的互聯傳感器和智能設備，正在創造前所未有的機會，降低成本，減少能源消耗，提高效率和客戶服務，並更好地了解我們與環境的互動方式。

物聯網被譽為科技行業歷史上最大的突破之一，很快將成為我們生活中各個方面的固有組成部分，從零售商店到酒店，再到汽車和飛機，以及我們幾乎與之互動的一切。

但這帶來的額外效用也伴隨著自身的一系列警告和要求，需要通過適當的解決方案和方法來滿足和克服這些警告和要求。以下是未來可能面臨的四個挑戰。

安全挑戰

物聯網已經成為一個嚴重的安保問題，引起了全球知名科技公司和政府機構的關注。嬰兒監視器、智能冰箱、芭比娃娃、藥物輸液泵、攝像機甚至突擊步槍遭到黑客攻擊，預示著物聯網的未來將引發一場安全噩夢。如此多的新節點被添加到網絡和互聯網中，將為惡意行為者提供無數的攻擊媒介和可能性來實施他們的惡意行為，尤其是一些設備存在安全漏洞。

安全方面更重要的轉變將來自物聯網將更多地融入我們生活這一事實。擔憂將不再局限於保護敏感信息和資產。我們的生命和健康都可能成為物聯網黑客攻擊的目標，正如心臟起搏器被黑客攻擊所顯示的那樣。關鍵的城市基礎設施也可能成為目標，正如去年烏克蘭電網遭到黑客攻擊所警告的那樣。

物聯網的不安全狀態背後有很多原因。部分原因在於該行業正處於“淘金熱”狀態，每個廠商都在爭先恐後地推出下一個創新型互聯設備，以搶在競爭對手之前。在這種情況下，功能成為主要關注點，安全則退居次要地位。

此外，許多物聯網開發人員通常來自嵌入式系統編程背景，對物聯網編程的威脅一無所知。他們不一定具備在互聯網充滿敵意的互聯環境中進行編程的知識和專業技能，最終會編寫出從功能角度來看是可靠的代碼，但很容易被遠程利用。

可擴展性問題也導致了不安全物聯網產品的產生。事實上，當今使用的許多安全解決方案都是針對通用計算設備而創建的。物聯網設備通常缺乏足夠的計算能力、存儲容量甚至合適的操作系統來部署這些解決方案。

隱私挑戰

物聯網設備收集的一些數據非常敏感，受美國《健康保險流通與責任法案》(HIPAA)等立法保護，並且與我們的瀏覽和點擊習慣根本不同。然而，在存儲數據或與其他服務提供商共享數據時，並沒有採取必要的預防措施。供應商和製造商必須丟棄這些數據或刪除個人身份信息(PII)，以確保在發生數據洩露時消費者不會受到損害。

另一個需要考慮的是，雖然關於單個設備（例如智能烤麵包機）生成的數據本身可能並不敏感，但當與來自其他設備的數據結合時，它可以揭示消費者的生活模式等信息，如果這些信息落入壞人之手，則可能造成極大的損害。在許多情況下，罪犯甚至不需要窺探你的加密通信就能獲得他們想要的信息。 LGS Innovations的一項研究詳細闡述了這個問題，並提出了一種DIY解決方案來保護物聯網流量和隱私。

連接性挑戰

連接如此多的設備將是物聯網未來最大的挑戰之一，它將挑戰當前通信模型和底層技術的結構。目前，我們依賴於集中式服務器/客戶端範例來認證、授權和連接網絡中的不同節點。

對於當前的物聯網生態系統，這種模型已經足夠了，其中涉及數十、數百甚至數千個設備。但是，當網絡發展到連接數十億甚至數百億個設備時，集中式代理系統將成為瓶頸。此類系統將需要巨額投資和支出，以維護能夠處理如此大量信息交換的雲服務器，如果服務器不可用，整個系統都可能崩潰。

物聯網的未來很大程度上必須依賴於去中心化物聯網網絡。部分可以通過將功能轉移到邊緣來實現，例如使用霧計算模型，其中智能設備（例如物聯網中心）負責時間關鍵型操作，而云服務器負責數據收集和分析職責。

其他解決方案包括使用點對點通信，其中設備直接識別和認證彼此，並在沒有代理參與的情況下交換信息。網絡將以網狀結構創建，沒有單點故障。這種模型將有其自身的一系列挑戰，尤其是在安全方面，但這些挑戰可以通過一些新興的物聯網技術（如Phantom協議）或利用其他經過驗證的模型（如區塊鏈）的成功來解決。

兼容性和持久性挑戰

作為一個正在起步的行業，物聯網正在向許多不同的方向發展，許多不同的技術都在爭奪成為標準。例如，我們目前有ZigBee、Z-Wave、Wi-Fi、藍牙和藍牙低功耗(BTLE)都在爭奪成為設備和中心之間主要的傳輸機制。這將導致困難，並在連接設備時需要部署額外的硬件和軟件。

其他兼容性問題源於非統一的雲服務、缺乏標準化的M2M協議以及物聯網設備之間固件和操作系統的差異。

這些技術中的一些將在未來幾年內最終被淘汰，從而使實施它們的設備變得無用。這一點尤其重要，因為與使用壽命為幾年的通用計算設備相比，物聯網設備（如智能冰箱或電視）的使用壽命往往長得多，即使其製造商停止服務，也應該能夠正常運行。

我已經討論了抽象和關注點分離的概念如何幫助克服物聯網發展中面臨的許多兼容性挑戰。這方面的其他值得注意的努力包括創建Afero和Apple的HomeKit等平台，這些平台使開發人員能夠專注於功能，同時讓平台負責通信和安全。

物聯網開發挑戰常見問題解答(FAQ)

物聯網開發中的安全挑戰是什麼？

物聯網開發中的一個主要挑戰是確保設備及其處理數據的安全。由於其連接性，物聯網設備通常容易受到網絡攻擊，這可能導致數據洩露。開發人員需要實施強大的安全措施，包括加密和安全的通信協議，以防止這些威脅。此外，他們還必須考慮物聯網設備收集數據的隱私含義，並確保遵守數據保護法規。

互操作性如何影響物聯網開發？

互操作性是物聯網開發中的一個重大挑戰。對於來自不同製造商的大量設備，至關重要的是這些設備能夠無縫地通信和協同工作。這需要使用標準協議和接口，由於物聯網設備的多樣性，這可能難以實現。開發人員需要在設計階段考慮互操作性，以確保其設備能夠與更廣泛的物聯網生態系統集成。

物聯網數據管理和分析的挑戰是什麼？

物聯網設備會生成大量數據，這在存儲、管理和分析方面都帶來了挑戰。開發人員需要實施高效的數據管理系統來處理這些數據並從中提取有價值的見解。這通常涉及使用雲存儲和大數據分析工具。此外，許多物聯網應用程序的實時性也增加了數據管理和分析的複雜性。

功耗如何影響物聯網開發？

許多物聯網設備是電池供電的，設計用於在長時間內無需人工干預即可運行。這使得功耗成為物聯網開發中的一個關鍵因素。開發人員需要優化其設備以最大限度地減少功耗，這可能涉及使用低功耗組件、實施節電模式以及優化軟件以減少能耗。

物聯網應用程序擴展的挑戰是什麼？

擴展是物聯網開發中的另一個重大挑戰。隨著連接設備數量的增加，管理和協調這些設備的複雜性也隨之增加。開發人員需要設計其應用程序以處理此規模，這可能涉及使用分佈式架構和可擴展的雲服務。此外，他們還必須考慮規模對性能的影響，並確保其應用程序能夠隨著設備數量的增加而保持高性能水平。

設備多樣性如何影響物聯網開發？

物聯網設備在功能、操作系統和通信協議方面的多樣性為開發人員帶來了重大挑戰。他們需要確保其應用程序能夠支持各種設備，這需要深入了解這些不同的平台以及開發跨平台解決方案的能力。

確保物聯網設備可靠性的挑戰是什麼？

物聯網設備通常在具有挑戰性的環境中運行，並有望在較長時間內可靠地運行。這需要強大的硬件設計和嚴格的測試，以確保設備能夠承受這些條件。此外，開發人員需要在其軟件中實施容錯和恢復機制，以處理可能發生的任何故障。

成本因素如何影響物聯網開發？

成本是物聯網開發中的一個重要因素。開發人員需要在組件成本、開發成本和運營成本與物聯網應用程序提供的價值之間取得平衡。鑑於需要強大的安全、互操作性和可擴展性，所有這些都會增加開發成本，這可能尤其具有挑戰性。

維持物聯網設備的挑戰是什麼？

維護是物聯網開發的關鍵方面。開發人員需要考慮如何更新和修理其設備，尤其是在遠程或難以到達的位置部署設備時。這需要在設備中實施遠程更新機制和自診斷功能。

法律法規如何影響物聯網開發？

法律法規會對物聯網開發產生重大影響。開發人員需要了解其設備將在其部署地區的法律要求，包括數據保護法、安全法規和無線通信標準。不遵守這些法律可能會導致處罰並損害公司的聲譽。

以上是物聯網開發人員面臨的4個主要技術挑戰的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！