物联网开发人员面临的4个主要技术挑战

物联网(IoT)的崛起为开发者带来了四个主要的挑战：安全、隐私、连接性和兼容性及持久性。随着物联网设备日益融入我们的生活，确保这些设备及其处理数据的安全至关重要。

物联网的兴起也引发了一些隐私问题，因为这些设备通常会收集需要妥善存储和共享的敏感数据。连接性是另一个挑战，因为需要连接的大量设备将需要从集中式服务器/客户端模型转向去中心化的物联网网络。

最后，由于缺乏标准化协议以及这些设备的寿命通常比典型的计算设备更长，物联网设备的兼容性和持久性构成了一个重大挑战。即使制造商停止服务，开发人员也需要确保其设备能够正常运行。

物联网正在席卷全球。数百万个每天都在家庭、办公室、城市甚至我们身上部署的互联传感器和智能设备，正在创造前所未有的机会，降低成本，减少能源消耗，提高效率和客户服务，并更好地了解我们与环境的互动方式。

物联网被誉为科技行业历史上最大的突破之一，很快将成为我们生活中各个方面的固有组成部分，从零售商店到酒店，再到汽车和飞机，以及我们几乎与之互动的一切。

但这带来的额外效用也伴随着自身的一系列警告和要求，需要通过适当的解决方案和方法来满足和克服这些警告和要求。以下是未来可能面临的四个挑战。

安全挑战

物联网已经成为一个严重的安保问题，引起了全球知名科技公司和政府机构的关注。婴儿监视器、智能冰箱、芭比娃娃、药物输液泵、摄像机甚至突击步枪遭到黑客攻击，预示着物联网的未来将引发一场安全噩梦。如此多的新节点被添加到网络和互联网中，将为恶意行为者提供无数的攻击媒介和可能性来实施他们的恶意行为，尤其是一些设备存在安全漏洞。

安全方面更重要的转变将来自物联网将更多地融入我们生活这一事实。担忧将不再局限于保护敏感信息和资产。我们的生命和健康都可能成为物联网黑客攻击的目标，正如心脏起搏器被黑客攻击所显示的那样。关键的城市基础设施也可能成为目标，正如去年乌克兰电网遭到黑客攻击所警告的那样。

物联网的不安全状态背后有很多原因。部分原因在于该行业正处于“淘金热”状态，每个厂商都在争先恐后地推出下一个创新型互联设备，以抢在竞争对手之前。在这种情况下，功能成为主要关注点，安全则退居次要地位。

此外，许多物联网开发人员通常来自嵌入式系统编程背景，对物联网编程的威胁一无所知。他们不一定具备在互联网充满敌意的互联环境中进行编程的知识和专业技能，最终会编写出从功能角度来看是可靠的代码，但很容易被远程利用。

可扩展性问题也导致了不安全物联网产品的产生。事实上，当今使用的许多安全解决方案都是针对通用计算设备而创建的。物联网设备通常缺乏足够的计算能力、存储容量甚至合适的操作系统来部署这些解决方案。

隐私挑战

物联网设备收集的一些数据非常敏感，受美国《健康保险流通与责任法案》(HIPAA)等立法保护，并且与我们的浏览和点击习惯根本不同。然而，在存储数据或与其他服务提供商共享数据时，并没有采取必要的预防措施。供应商和制造商必须丢弃这些数据或删除个人身份信息(PII)，以确保在发生数据泄露时消费者不会受到损害。

另一个需要考虑的是，虽然关于单个设备（例如智能烤面包机）生成的数据本身可能并不敏感，但当与来自其他设备的数据结合时，它可以揭示消费者的生活模式等信息，如果这些信息落入坏人之手，则可能造成极大的损害。在许多情况下，罪犯甚至不需要窥探你的加密通信就能获得他们想要的信息。LGS Innovations的一项研究详细阐述了这个问题，并提出了一种DIY解决方案来保护物联网流量和隐私。

连接性挑战

连接如此多的设备将是物联网未来最大的挑战之一，它将挑战当前通信模型和底层技术的结构。目前，我们依赖于集中式服务器/客户端范例来认证、授权和连接网络中的不同节点。

对于当前的物联网生态系统，这种模型已经足够了，其中涉及数十、数百甚至数千个设备。但是，当网络发展到连接数十亿甚至数百亿个设备时，集中式代理系统将成为瓶颈。此类系统将需要巨额投资和支出，以维护能够处理如此大量信息交换的云服务器，如果服务器不可用，整个系统都可能崩溃。

物联网的未来很大程度上必须依赖于去中心化物联网网络。部分可以通过将功能转移到边缘来实现，例如使用雾计算模型，其中智能设备（例如物联网中心）负责时间关键型操作，而云服务器负责数据收集和分析职责。

其他解决方案包括使用点对点通信，其中设备直接识别和认证彼此，并在没有代理参与的情况下交换信息。网络将以网状结构创建，没有单点故障。这种模型将有其自身的一系列挑战，尤其是在安全方面，但这些挑战可以通过一些新兴的物联网技术（如Phantom协议）或利用其他经过验证的模型（如区块链）的成功来解决。

兼容性和持久性挑战

作为一个正在起步的行业，物联网正在向许多不同的方向发展，许多不同的技术都在争夺成为标准。例如，我们目前有ZigBee、Z-Wave、Wi-Fi、蓝牙和蓝牙低功耗(BTLE)都在争夺成为设备和中心之间主要的传输机制。这将导致困难，并在连接设备时需要部署额外的硬件和软件。

其他兼容性问题源于非统一的云服务、缺乏标准化的M2M协议以及物联网设备之间固件和操作系统的差异。

这些技术中的一些将在未来几年内最终被淘汰，从而使实施它们的设备变得无用。这一点尤其重要，因为与使用寿命为几年的通用计算设备相比，物联网设备（如智能冰箱或电视）的使用寿命往往长得多，即使其制造商停止服务，也应该能够正常运行。

我已经讨论了抽象和关注点分离的概念如何帮助克服物联网发展中面临的许多兼容性挑战。这方面的其他值得注意的努力包括创建Afero和Apple的HomeKit等平台，这些平台使开发人员能够专注于功能，同时让平台负责通信和安全。

物联网开发挑战常见问题解答(FAQ)

物联网开发中的安全挑战是什么？

物联网开发中的一个主要挑战是确保设备及其处理数据的安全。由于其连接性，物联网设备通常容易受到网络攻击，这可能导致数据泄露。开发人员需要实施强大的安全措施，包括加密和安全的通信协议，以防止这些威胁。此外，他们还必须考虑物联网设备收集数据的隐私含义，并确保遵守数据保护法规。

互操作性如何影响物联网开发？

互操作性是物联网开发中的一个重大挑战。对于来自不同制造商的大量设备，至关重要的是这些设备能够无缝地通信和协同工作。这需要使用标准协议和接口，由于物联网设备的多样性，这可能难以实现。开发人员需要在设计阶段考虑互操作性，以确保其设备能够与更广泛的物联网生态系统集成。

物联网数据管理和分析的挑战是什么？

物联网设备会生成大量数据，这在存储、管理和分析方面都带来了挑战。开发人员需要实施高效的数据管理系统来处理这些数据并从中提取有价值的见解。这通常涉及使用云存储和大数据分析工具。此外，许多物联网应用程序的实时性也增加了数据管理和分析的复杂性。

功耗如何影响物联网开发？

许多物联网设备是电池供电的，设计用于在长时间内无需人工干预即可运行。这使得功耗成为物联网开发中的一个关键因素。开发人员需要优化其设备以最大限度地减少功耗，这可能涉及使用低功耗组件、实施节电模式以及优化软件以减少能耗。

物联网应用程序扩展的挑战是什么？

扩展是物联网开发中的另一个重大挑战。随着连接设备数量的增加，管理和协调这些设备的复杂性也随之增加。开发人员需要设计其应用程序以处理此规模，这可能涉及使用分布式架构和可扩展的云服务。此外，他们还必须考虑规模对性能的影响，并确保其应用程序能够随着设备数量的增加而保持高性能水平。

设备多样性如何影响物联网开发？

物联网设备在功能、操作系统和通信协议方面的多样性为开发人员带来了重大挑战。他们需要确保其应用程序能够支持各种设备，这需要深入了解这些不同的平台以及开发跨平台解决方案的能力。

确保物联网设备可靠性的挑战是什么？

物联网设备通常在具有挑战性的环境中运行，并有望在较长时间内可靠地运行。这需要强大的硬件设计和严格的测试，以确保设备能够承受这些条件。此外，开发人员需要在其软件中实施容错和恢复机制，以处理可能发生的任何故障。

成本因素如何影响物联网开发？

成本是物联网开发中的一个重要因素。开发人员需要在组件成本、开发成本和运营成本与物联网应用程序提供的价值之间取得平衡。鉴于需要强大的安全、互操作性和可扩展性，所有这些都会增加开发成本，这可能尤其具有挑战性。

维持物联网设备的挑战是什么？

维护是物联网开发的关键方面。开发人员需要考虑如何更新和修理其设备，尤其是在远程或难以到达的位置部署设备时。这需要在设备中实施远程更新机制和自诊断功能。

法律法规如何影响物联网开发？

法律法规会对物联网开发产生重大影响。开发人员需要了解其设备将在其部署地区的法律要求，包括数据保护法、安全法规和无线通信标准。不遵守这些法律可能会导致处罚并损害公司的声誉。

以上是物联网开发人员面临的4个主要技术挑战的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！