האינטרנט של הדברים לצרכי ביטחון

האינטרנט של הדברים הוא מאמץ מסחרי המתחולל כיום לשילוב בין מגוון רכיבים טכניים ומסחריים המייצרים מידע, על מנת לייצר הזדמנויות עסקיות חדשות, המתבססות על התקנים ומערכות חכמות. טכנולוגיה זו היא מסחור בהיקף נרחב של טכנולוגיה שפותחה ונמצאת בשימוש על ידי מחלקת ההגנה של ארה”ב במהלך 15 השנים האחרונות. הדבר דומה לדרך בה נאס”א ותוכנית החלל הראשונה בשנות ה-60 של המאה הקודמת הניעו חדשנות בטכנולוגיות של שבבים, אוטומציה, הינע ומזעור, והביאו ליצירתם של מוצרי צריכה חדשניים. כיום, פתרונות שפותחו מתוך תרגום ישיר של לוחמה מבוססת רשת, כיסודות לפיתוח ה-IoT המסחרי.

בהינתן שהתפיסה של ה-IoT נבעה מהמגזר הביטחוני, האם מסחור האינטרנט של הדברים יכול לספק הזדמנויות עבור מגזר זה? אם כן, כיצד ספקים יכולים לנצל אותן באמצעות טכנולוגיות מדף מסחריות (COTS) מחברות כגון ווינד ריבר. מאמר זה יענה על השאלות.
תפיסה ממוקדת רשת
תודעה מתקדמת למצבים שונים, מאפשרת כיום למפקדים בצבא לקבל החלטות בהתבסס על ניתוח בזמן אמת, המיוצרת מתוך שילוב מידע מחיישנים לא מאוישים הממוקמים בשטח. מפקדים אלה זוכים ליתרון של טווח רחב של נתונים, המגיעים מחיישנים ומצלמות המופעלים על הקרקע ומכלי תעופה מאוישים ושאינם מאוישים וכן מהחיילים עצמם. מכשירים אלה סוקרים את אופק המשימה ומזינים נתונים אל בסיס קדמי, חלקו או כולו עשוי לעבור למרכז פיקוד, שם הוא ינותח וישולב עם נתונים ממקורות אחרים – כדי לאפשר מודעות מקיפה לגבי מצב הקרב. כך מפקדים בשטח יכולים לקבל החלטות ולפעול בהתבסס על מידע אשר מסופק דרך שרשרת הפיקוד.
תפיסת הלוחמה ממוקדת הרשת (תרשים 1) משנה דוקטרינות צבאיות מסורתיות באמצעות (1) שינוי במדיניות דממת האלחוט, ו-(2) קישור נכסים בשטח אל הפיקוד, שיתוף נתונים בין נכסים מסורתיים והפעלות חדשות, ויצירת יתרון צבאי באמצעות תכנון הכח.
נתונים והחלטות מחזקים את הערך של ה-IoT
תרחיש צבאי זה מכין את השטח עבור ה-IoT המסחרי. בין אם מדובר על תשתית חיונית, בקרה תעשייתית או מחשוב לביש, כל מערכות ה-IoT הללו, משתמשות באותן טכנולוגיות לאיסוף, הפצה, משוב וניתוח נתונים.
השליטה הקפדנית והבעלות של ממשלות ושירותים על נתונים בזמן אמת של האינטרנט של הדברים, מגבילה את האפשרות המסחרית של חברות בטחוניות למכור מידע מודיעיני הנסמך על נתונים אלה. אבל יצירה של מערכות זמינות בעלות ערך גבוה, אשר יספקו מודעות מתקדמת למצבים עבור סוכניות צבא ובטחון פנים, הוכחה כבעלת ערך עסקי. השלמת יכולות המודיעין האלה עם שילוב של מערכי נתונים IoT מסחריים – גם היא מודל עסקי מושך עבור ספקי ביטחון חדשניים ומשלבי מערכות.
דוגמא טובה לאינטרנט של הדברים בצבא היא שירותי בריאות לחיילים. מכיוון שרוב הבסיסים והפריסות הצבאיות נשלטות ב-100% על ידי שירותים צבאיים, והם בעלי טווח פעולה נשלט ומוגדר היטב, עם מערכת בריאות קבועה, קל לשלוט בתוכניות הבריאות, בין אם מניעתיות (בבית או במגורים) או על פי דרישה (בבית החולים) – בהשוואה לסביבה האזרחית. כיום, גם המתקנים הצבאיים והציוד הצבאי (כולל לבוש) מכילים טווח רחב של מערכות ניטור ואבטחה, ומאפשרים לספק מערכת בריאות יעילה לחייל, מקצה לקצה. מערכות אלה יכולות להתריע בפני החייל, ואם יש צורך לצוות התגובה בבסיס, אודות שינויים במצב הרפואי של החייל הדורשים התערבות של מערכת הבריאות.
תחום אחר בצבא, בו המודל העסקי של האינטרנט של הדברים דומה לזה של התעופה המסחרית, נמצא בחיזוי של תחזוקת ציוד. תחום זה משתמש בנתוני IoT זמן אמת ממערכות צבאיות כדי לקבוע מתי יש לבצע תיקונים לפני שמתרחשת תקלה. למרות שהיקף המטוסים והרכבים הצבאיים האחרים הוא קטן בהרבה – ולכן ייחודי יותר – מאשר מטוסים אזרחיים, עדיין יש ערך גבוה לאופטימיזציה של תחזוקה באמצעות שימוש בחיישנים, מאשר שימוש במדדי זמן, מחזוריות או על פי משימה. מערכות אלה יכולות גם לשפר אמינות ובטיחות במשימות, ולשמור על חיים ומשאבים.

אבטחת שדה הקרב
בעוד המגזר הבטחוני שימש כקרקע אמינה לבחינת השימוש בטכנולוגיות האינטרנט של הדברים, הוא גם אחד המרוויחים הגדולים מהתחכום הגובר של טכנולוגיות אלה, כגון בנושא אבטחה.
כיום, אבטחה נותרת בעיה מרכזית אשר דורשת טיפול בכל רמה של האינטרנט של הדברים, החל ממערכות שליטה בענן, דרך תשתית רשת ועד לאלפי מכשירי קצה האוספים מידע ומבצעים משימות. מכיוון שלמערכות שיבוש, חדירה, בעלות על נשקים, הנחיה, מודיעין, מעקב ומערכות איכון, יש משימות ברורות והשלכה על חיי אדם, אבטחה היא גם גורם מבדל עבור חברות המפתחות או מטמיעות פתרונות עם טכנולוגיות IoT.
מעבדי הדור הבא כוללים מאפייני חומרה רבים שנועדו לספק רמת אמינות גבוהה. לדוגמא, מעבדי אינטל כוללים הטמעה של מודול פלטפורמה אמינה (TPM), שנועד לאבטח תוכנה באמצעות הצפנה וטכניקות אבטחה אחרות. בנוסף, טכנולוגיות כגון ARM, TrustZone, Freescale Trust ו-Intel Trusted Execution, מאפשרות אינטגרציה בין מאפייני חומרה ותוכנה כדי ליצור פלטפורמה עמידה לאורך מחזור החיים ועבור טווח רחב של מערכי תוכנה.

טיפול בהיקף הנתונים
בעוד הקישוריות של חיישנים מתעצמת וככל שהם מספקים יותר נתונים, המערכות מתמודדות מול היקף עצום של נתונים בתנועה. גידול זה בנתונים עשוי לחייב שדרוג תשתיות להגדלת רוחב הפס, או לחליפין, הפעלת סינון נתונים חכם וויסות של מכשירי קצה.
זהו אתגר דומה לזה שמתמודדות איתו תשתיות רשת מסחריות לאור הזינוק בטלפונים וטאבלטים חכמים המכילים יכולות הצגת וידאו. בעולם המסחרי, אתגרים של רוחב פס ואיכות שירות מטופלים באמצעות שימוש בתשתית פס רחב ברמת ספק שירות. תשתית זו מבוססת על מכשירים על בסיס סטנדרט פתוח, ושימוש בחומרת COTS לדוגמא, יחד פלטפורמות פתוחות לוירטואליזציה, כדי לנהל באופן דינמי את הביקוש ברשת.
שרתי רשת מתקדמים אלה מספקים זמינות גבוהה, עם גישה חדשה לנושא שליטה והקצאה של מערכות רשת. וירטואליזציה של יכולות רשת (NFV) מציעה למפעילים את היכולת להגדיר באופן דינמי את תשתית הרשת באמצעות פרוטוקול ניהול מתוחכם כגון OpensTakc. בכך מתאפשר למפעילים להשיג אופטימיזציה עבור מצבים וביקושים שונים, כגון מתן עדיפות לזרימת מידע מסוים, או הגנה על חלקים מהרשת מפני התקפות מסוימות.
ניתן להתאים פתרונות מסחריים אלה כדי לשלוט ולנהל נתונים הזורמים ברשתות צבאיות שונות בדרך לענן הלחימה. ה-NFV מעצים מפקדי צבא עם היכולת להגדיר במהירות זרמי נתונים בהתאם לדרישות המצב, ולנהל מכשירים ואבטחת נתונים לרוחב המערכת.

האם יש דבר כזה “ענן לחימה”?
האם אנו באמת יכולים להטמיע מערכות IoT צבאיות עם יכולות ממוקדות רשת? כרגע, לכל כח צבאי יש את התשתית שלו לצורך קישוריות ועבור מערכות משרד אחורי. מעבר לתשתית, ענן לחימה יציע הזדמנויות תפעוליות גדולות, עם יכולת טובה יותר לייצא נתונים ונכסים בשטח לפעילות משותפת. הדבר גם יספק סביבה משופרת ליצירה דינאמית של פעילות קואליציות.

הפיכת מערכות מסורתיות לענן לחימה
המורכבות והעלויות הגבוהות של מערכות הגנה מביאה לכך שמערכות אלה חייבות להישאר בשירות למשך שנים רבות. המשכיות זו יוצרת אתגרים תפעוליים לגבי שדרוג יכולות וחיבור המערכות לענן הלחימה. לדוגמה, האם אתה יכול לשתף נתונים בין כלי תעופה חמקניים ללא טייס לבין מטוס F16 מסורתי, או בין רכב בלתי מאויש וכוחות קרקע?
טכנולוגיות חדשות, כגון וירטואליזציה וסיליקון מרובה ליבות, מסייעות ליצור פתרונות זמינים עבור אתגרים אלה. מערכות וירטואליזציה מאפשרות שימוש מתמשך באפליקציות התוכנה המסורתיות, תוך שילובן עם יכולות של סביבות הפעלה חדשות. במעבדים בעלי ליבה יחידה, לוירטואליזציה תהיה השפעה ישירה על ביצועי הפלטפורמה, כשהמעבד יהיה חייב להריץ לצד הקוד החדש גם קוד ישן, תוך שמירה על הפרדה קפדנית לצרכי אבטחה וביטחון. אבל עם הפריצה של טכנולוגית ריבוי ליבות, ניתן למזער סיכונים של הפרדת ליבות, ביצועים ורשתות, כדי להשיג יעדים של שיפור ביצועים, חסכון, ויכולות משימה.
לדוגמא, לוקהיד מרטין הדגימה ארכיטקטורה של מערכות בסטנדרט פתוח שמאפשרת ממשקיות משופרת בין מטוסי קרב מסורתיים לאלה של הדור הבא. על פי הודעה לעיתונות, מבדקי הטיסה Cooperative Avionice Test Bed של F-22 ו-F-35 בוצעו כדי להעריך את היכולת לשתף מידע – בזמן אמת – בין פלטפורמות שונות. הניסיון הראה את היכולת:
לשדר ולקבל תשדורות Link-16 על
ה-F22.
שימוש חוזר בתוכנה וקיצור זמני האינטגרציה בין מערכות המטוסים
הפעלת תקינת תשדורות Air Force UCI
ברור שזהו הצעד הראשון בפתיחת גישה לענן לחימה מתוך מערכות מטוסים מסורתיים שלא תוכננו לשם כך במקור.

מסקנה
בעידן האינטרנט של הדברים, לקוחות מכירים ביתרונות – ועסקים ממנפים את הדברים לרווחיות – הנובעים מטכנולוגיות שנבחנו ונבדקו במגזר הביטחוני. השקעה מסחרית זו חוזרת כחסכון עצום בעלויות עבור מערכות IoT ביטחוניות. עם ווינד ריבר כשותפה עסקית, התעשייה הבטחונית יכולה כעת לקטוף את הפירות של העברת המערכות לדור הבא של פתרונות מבוססי רשת, והפעלה חסכונית של האינטרנט של הדברים לצרכי הגנה.