5G
物聯網時代資安第一 5G AIoT防護網大張旗鼓
數據驅動一切的未來即將到來,無所不在的資料就像生命要素的空氣一般。如何保護這些珍貴的數據資產不致外流、濫用甚至被惡意竄改,新鮮的空氣使人舒服、心曠神怡,增進身體健康;受到汙染的空氣令人不舒服、不安,嚴重更會危害身體健康,資安危害就像空氣受汙染,嚴重可能形成「國安問題」。
5G AIoT聯網全面擴展 資安威脅如影隨形
進入Internet of Everything的時代,聯網裝置數量急速成長,資策會智慧系統研究所所長馮明惠(圖1)提到,目前每個人身上可能有2~3個聯網裝置,幾年後可能成長到10~20個,所以從IT延伸過來的資安問題在OT領域也日益嚴重與突顯。2019年是全球5G元年,帶動許多新應用發展,尤其是垂直產業的行動網路應用,而要深入了解垂直產業的領域知識與需求,須透過跨領域的合作,其中資訊安全就是所有人都需要共同面對與因應的課題。
圖1 資策會智慧系統研究所所長馮明惠提到,5G垂直產業應用發展需要跨領域合作。
2020~2030年5G與IoT時代來臨,人們日常生活接觸到的許多裝置都將陸續導入聯網功能,台灣資通產業標準協會秘書長周勝鄰(圖2)以車輛為例,過去僅止於電腦的資安危害若是延伸到汽車,造成的危害嚴重性不言可喻,因此,資訊安全已從需要變成必要,資通產業標準協會發展已經投入如IP Camera、智慧路燈等的資安標準制定,希望可以為5G、物聯網的資訊安全發展盡一份心力。
圖2 台灣資通產業標準協會秘書長周勝鄰指出,物聯網時代,資訊安全已從需要變成必要。
5G資訊安全防護 建立安全框架不可免
5G是未來10年最重要的產業發展趨勢,也將帶動網路應用質與量的全面成長,台灣思科系統大中華區數據中心事業部首席技術顧問錢小山(圖3)表示,質的部分就是網路流量的成長,量的部分就是聯網裝置數量的爆發。根據統計,2022年行動用戶將成長到57億,聯網裝置總數達123億個,平均聯網速度達28.5Mbps,79%的流量來自行動影音,每個消費者每月平均流量達13.3GB。另外,M2M模組將占全球設備和連接總數的51%,達146億個,並占全球IP總流量的6%,約25.3EB,但阻斷服務攻擊(DDoS)攻擊規模與流量也將持續增加。
圖3 台灣思科系統首席技術顧問錢小山表示,5G將帶動網路應用質與量的全面成長。
面對5G時代的的聯網進展,整體網路規模將較過去倍數擴大,可能產生更多安全漏洞,因此5G標準在制定時也針對資訊安全訂出相關規範,電信技術中心副執行長林炫佑(圖4)指出,在標準層面,3GPP已經制定多項安全架構,包括:統一可擴展認證協議(Extensible Authentication Protocol, EAP)框架、改善漫遊狀況下的安全風險、強化用戶隱私、提供用戶訊息完整性保護、網路互聯安全性等。另外網路維運層面的安全與垂直應用安全也是重點,其中又以垂直應用安全的複雜與困難度最高。
圖4 電信技術中心副執行長林炫佑認為,資安事件不可避免,應該針對資安危害建立應變機制。
有鑒於網路資安很難做到百分之百,駭客永遠都在找尋新的漏洞,因此資安防護是一個永續的工作,林炫佑認為,既然資安事件不可避免,除了積極的防範之外,也應該針對資安危害建立應變機制,例如在識別接取安全管理與合規行為稽核管理階段應設立異常判斷準則;而在網路運作安全管理階段則建立偵測與隔離機制;在端點威脅偵測階段,應快速應變威脅。
面對5G垂直應用的資安威脅,林炫佑建議,透過下列四個步驟建立安全框架,威脅建模(Threat Modeling)、漏洞檢測(Vulnerability Testing)、滲透測試(Penetration Testing)、影響分析(Impact Analysis)。錢小山也表示,Manufacturer Usage Description(MUD)可以協助物聯網安全保護,確保區域內的網路訊務留在本地,協助網路營運商各自讓網路更健全,以形成良性循環讓網路運作順利。
硬體資安防護 確保系統穩定性
在5G時代被寄予厚望的專業垂直領域應用,就產業本身而言,當然希望透過聯網技術來提升產業效率,但是網路安全的挑戰又讓產業充滿疑慮,發生於2018年的台積電駭客事件震驚全球科技業,SEMI資安標準工作小組共同主席卓傳育(圖5)說,半導體製造業在此一事件的影響下,對於資安挑戰更高度關注,畢竟半導體設備一直以來以產能為優先,生產機台由於成本動輒數十億甚至上百億元,生命週期長達10~30年,通常作業系統老舊,安全防護薄弱;要透過停機進行全面性的安全更新有難度,況且進行更新也需要進行測試與驗證,可能徒增設備的不穩定性。
圖5 SEMI資安標準工作小組共同主席卓傳育說,半導體業希望透過制定產業標準,降低資訊安全危害。
對於半導體製造資訊安全的威脅與挑戰,半導體產業協會SEMI與國內業者積極合作,希望可以制定產業化標準,降低資訊安全危害,卓傳育進一步說明,半導體設備的作業系統EOS不僅是版本的選擇,周邊控制界面對最新作業系統的資源,可能才是標準落地最主要的限制;而端點及網路防護機制將顯著增加設備成本,採用解決方案等級與量化防護機制有效性將是標準可否驗證的主要挑戰。早期防護機制的建立,可以有效降低危害發生機率,透過多層次的防護,可以最小化潛在受攻擊面。
面對無形、無所不在的網路攻擊,硬體晶片供應商英飛凌(Infineon)與意法半導體(ST)專長都是透過硬體強化安全性。硬體面對網路攻擊,在某些層面的防護上更加有效,英飛凌科技數位安全解決方案事業處經理江國揚說明,隨著許多物聯網裝置被放置在暴露的網路環境中,保持裝置本身安全更為重要,即便在可信賴執行環境(Trusted Execution Environment, TEE),物聯網的攻擊還是層出不窮,晶片硬體防護相對可靠並可提供晶片主動防護、記憶體內部加密、資料獨立加密執行、隨機數學運算、內部狀態一致性檢查、電壓篡改/隔離電源軌、內部時脈產生、安全測試方法、沒有除錯探針點與測試墊等安全功能。
因應IoT安全需求,在進行各項資料傳輸與交換的過程中,採用認證金鑰確保過程的安全是常見的作法,意法半導體技術行銷經理閻欣怡(圖6)說,在身分認證時常採用非對稱式加密(Asymmetric Cryptography),而應用在資料傳輸時,則採用對稱式加密(Symmetric...
2025年全球行動流量45%來自5G網路
根據愛立信行動趨勢報告,全球行動資料流量持續成長,到2019年底有望達到38EB/月,到2025年有望成長4倍,達到160EB/月。這是未來六年60多億人口將使用智慧手機、筆記型電腦和大量新終端消費的行動資料。
智慧手機是行動資料流量的主要產生者,繼續處於發展的中心,目前占比已超過90%,預計到2025年底將達到95%,同時45%的行動資料流量將由5G網路承載。
年度間的流量成長可能極不穩定,各國之間可能也有很大差異,具體取決於當地市場的發展動態。在美國,2018年的流量成長率略有下降,但在2019年就恢復到先前的預期成長率。在中國,2018年是創紀錄的流量成長年。印度的流量持續成長,並且仍然是智慧手機月平均用量最高的地區。縱觀全球,智慧手機行動資料流量的增加主要歸功於三個驅動因素:終端功能的改進、資料密集型內容的增加以及更實惠的流量套餐。
在印度地區,近年來,智慧手機行動資料月平均用量出現驚人的成長,為全球最高。關鍵因素是4G的快速採用,這是由於2016年新的顛覆性營運商進入了市場。行動寬頻服務價格低廉、智慧手機價格適中以及人們視訊觀看習慣的不斷變化,繼續推動該地區月用量的成長。只有4%的家庭有固定寬頻,這使智慧手機在許多情況下成為使用網路的唯一途徑。
印度總流量預計將增加兩倍,到2025年將達到22EB/月。包括兩個主要推動因素:智慧手機用戶數的快速成長和智慧手機平均用量的增加。到2025年,印度將新增5億智慧手機用戶。即使隨著時間的推移,每個現有智慧手機用戶的流量繼續顯著成長,但隨著印度更多消費者有了智慧手機,印度智慧手機平均流量的成長預計仍將放緩。此外,與其他地區相比,印度在5G推動下大規模導入的時間較晚。儘管如此,2025年,印度智慧手機平均月流量預計將增加到24GB左右。
要讓3D觸力覺技術遍地開花 村田收購MIRAISENS
為因應使用者對於觸覺體驗需求的成長趨勢,村田製作所將收購提供觸力覺(Tactile Force)解決方案技術的MIRAISENS,透過本次收購,村田製作所將各種感測器及致動器培育的設計技術結合MIRAISENS觸力覺解決方案,致力提供產品服務。雙方合作預期將使3D觸力覺技術應用於更廣泛的產業領域,並且最佳化各種感知暨觸力覺體驗。
村田攜手MIRAISENS拓展3D觸力覺技術領域應用。
村田製作所代表董事會長兼社長村田恆夫預測,隨著5G等通訊技術發展,日後需接近人類實感體驗的場景將會增加。MIRAISENS的觸力覺解決方案技術,於數位化不斷發展的當今,為能夠真實傳遞觸感體驗的出色技術。很高興能結合MIRAISENS技術與該集團公司技術,攜手共創新價值。
近年來隨著不斷拓展的虛擬實境(Virtual Reality, VR)及有望於未來普及的5G發展,對於觸覺體驗的需求日漸提升,像是追求真實遊戲體驗的娛樂領域以及遠距醫療過程中需向患者提供觸覺反饋的醫療等領域。3D觸力覺技術將設備產生的各程度振動結合,組合感覺拉推、軟硬及表面接觸的力感、壓感及觸感等感覺接觸,實現逼真的感觸技術。
MIRAISENS致力開發以錯覺力感為基礎的3D觸力覺技術。錯覺力感透過皮膚刺激引起人腦進而產生智慧錯覺,由國立研究開發法人產業技術綜合研究所確立,為世上早期以腦科學為基礎的觸力覺技術。該公司觸力覺解決方案技術與傳統物理工程學基礎不同,透過使用任意振動波形於大腦中產生錯覺,使人能夠感知各種紋理及觸覺。舉例而言,可感覺VR遊戲等數字內容表達對象的柔軟度及觸感同實際觸摸。產品特性透過獨有程序及小型、低價的硬體外殼設計實現。
2022年全球電信虛擬網路市場規模上看164億美元
隨著5G在2019年4月由美國、韓國電信營運商搶先全球開台以來,各國電信營運商紛紛加速5G網路布建時程,5G Service-based Architecture的特性,不僅驅動網路功能的虛擬化、模組化,更為5G軟硬體走向解構甚至開放架構奠定良好基礎。
著眼於5G未來支撐各創新垂直應用的發展潛力,邊緣運算透過整合AI運算能力與雲端原生的彈性運算架構,也帶動電信營運商積極導入。工研院產科國際所認為,其中各類虛擬網路功能在現有4G架構中的導入,便成為銜接5G的前導基礎架構。根據國際研究機構IDC預測,受惠於虛擬化功能大幅導入4G/5G基礎網路,及全球5G基礎網路布建快速的影響,網路服務業者將積極導入網路虛擬化功能如vCPE,並將現有電信機房重構為具備運算能力的相關虛擬化網路軟體等,將帶動需求快速增加,並預期將以45.4%年複合成長率快速增加至2022年的164億美元,各類別中,Wireless Infrastructure(Core、RAN及backhaul)預期將占比最高類別,其次則為Access(CO、mobile access)。
工研院產科國際所指出,台灣廠商過去在電信設備中雖不易切入核心網路架構供應鏈,但5G架構走向開源,將開啟網通與伺服器廠商切入之契機,然相關開源組織之標準與硬體架構發展仍屬初期,建議台廠可先參與TIP等開源組織掌握規格發展趨勢,尋求虛擬化網路軟體廠商之合作,逐步建構完整之廠商生態鏈,以建構標竿開源建置案為目標,切入全球核心網路供應鏈。
羅德史瓦茲完成5G RF一致性測試驗證
羅德史瓦茲新型5G RF一致性測試系統—R&S TS8980FTA-3A在各種FR1和LTE頻段組合中獲得GCF和PTCRB兩個認證組織第一個測試案例驗證。該解決方案是TS8980這個成功RF一致性測試測試平台的最新版本,也是唯一在單一平台支援2G到5G行動技術的解決方案。
一致性測試對於行動通訊技術至關重要,因為全球行動網路運營商皆仰賴GCF和PTCRB所定義的方案來認證運行於其網路的行動設備。此驗證程序同時也確保R&S TS8980的更新版本已被GCF和PTCRB正式認可,適用於3GPP規範中所定義的5G RF測試需求。
從2G到LTE時代,羅德史瓦茲提供GCF/PTCRB一致性測試和電信商入網測試的一站式解決方案。目前最新的R&S CMX500無線通訊測試儀為R&S TS8980提供5G NR訊令功能。這款獨特的測試解決方案現在可支援從GSM、WCDMA、LTE到5G 所有無線連接入技術的RF一致性測試案例,更是從研發到測試階段功能完備的測試工具。此整合測試系統經由R&S CONTEST操作介面軟體提供高效、精確、可重複的測量結果。
此系統另一項特色是提供簡單升級5G方法給已經擁有前代R&S TS8980測試系統的使用者,只須加購新的R&S CMX500當作一個5G訊令的延伸盒子即可進行5G RF測試。
2025年蜂巢式物聯網產業規模將達到23億
根據產業研究機構Strategy Analytics的最新研究,到2025年,5G連接將成長到所有IoT連接的三分之一,以NB-IoT與LTE-M為主的蜂巢式物聯網連接的數量將成長到23億。
截至2019年底,當前市場以2G、3G、4G為主,占所有連接技術的79%,但是5G在整個2020年代將占據主導地位。汽車是最主要的應用領域,其他應用包括工業和公用事業、交通運輸和安全等。在政府的大力支持下,亞太地區仍然是最大的市場,尤其是在中國物聯網成長的支持下。
Strategy Analytics企業與物聯網研究執行總監Andrew Brown表示,物聯網連接垂直市場成長的積極前景反映了業界對5G所承諾的新可能性以及其降低成本的趨勢。蜂巢式物聯網模組和低功耗LTE技術(如NB-IoT和LTE-M)的更廣泛可用性。2020年以後,5G物聯網技術NR-Lite將制定完成,並逐步商業化,預計將成為低功耗物聯網技術的主力。
LitePoint設5G實驗室 助波束成形技術發展
全球無線測試解決方案商萊特波特(LitePoint)日前宣布其5G實驗室於台北正式落成。
LitePoint 5G實驗室的設立旨在貼近客戶,為5G波束成形(Beamforming)技術提供完整測試環境。無論是緊縮場(CATR)還是遠場(Far Field)量測艙都一應俱全,配合LitePoint推出的首個單機測試系統IQgig-5G大量簡化設定與校準時間,幫助客戶快速解決問題。
LitePoint全球業務副總裁Richard Hsieh表示,新設立的5G實驗室籌備多時,其重要性不言而喻。LitePoint致力於創新與本土化服務,協助客戶進行跨生態系統、供應鏈的掌控,確保從研發到製程製造能力的改善,縮短上市時間的時程,並獲得快速產能提升,追求最大獲利,正是實驗室的設立目標。”
波束成形(Beamforming)是5G關鍵技術之一,其量產測試成本昂貴,且專業人才資源稀缺。LitePoint的投入,無論從測試硬件設備方面還是專業測試工程師方面,均解客戶燃眉之急。除此之外,該實驗室支持世界知名晶片廠商,提供經驗證通過的測試解決方案。
英飛凌將亮相2020 CES展示創新科技
英飛凌(Infineon)將亮相2020年CES(國際消費電子展),展示如何應用半導體技術,實線產品創新,連接現實與數位世界。要實現現實與數位世界安全且可靠的互聯,有賴於先進感測器技術、可靠的運算能力、硬體式安全性,以及高效率的功率半導體產品。展會上,英飛凌將展示助力消費及汽車產業實現實現物聯網及大數據變革的關鍵半導體產品和技術。
智慧且高效率的汽車是未來智慧城市的一部分。憑藉數十年的經驗及完善的產業生態,英飛凌正積極協助打造 21 世紀的個人交通基礎設施。相關元件與系統展示包括小型、高效能雷達模組及光達元件,可支援先進駕駛輔助系統,同時提高自動駕駛等級;可無縫整合來自所有感測器系統資料的感測器融合技術;車載閘道及車聯網(V2X)通訊技術與安全技術則可確保軟體有效性,同時防範各種嘗試攻擊。此外,英飛凌將展示用於汽車動力傳動系統電氣化的電源轉換模組及電池管理系統;座艙內的創新則包括智慧無線充電以及用以監測駕駛警覺度與乘客狀況的感測器系統;智慧照明解決方案可提升駕駛者的視線能見度,也讓其他用路人更容易看見車輛。
感測器技術可擷取外在世界的資訊,並提供新類型的人機互動介面。 透過基於雷達、紅外線成像、MEMS麥克風及壓力感測器的創新技術,英飛凌及其合作夥伴將打造智慧環境,從個人健康監測裝置到智慧家庭、智慧樓宇、工廠及城市等。
無論是保護個人身分與金融交易,或是確保電池驅動產品的安全性,安全驗證對於確保消費者信心而言都極為重要。英飛凌的安全晶片可在各種應用中建立可信賴的環境,應用範圍涵蓋各種工具、智慧型手機、醫療診斷設備,以及區塊鏈系統、雲端運算伺服器等。
隨著技術轉移至5G無線通訊,小型高效率電源供應器能夠讓資料隨時隨地地傳輸,在物與人之間提供快速且經濟實用的連線。從電信伺服器、無線充電器到大規模資料儲存系統,英飛凌晶片技術是在大數據時代確保數據能夠常時在線 (Always-On)的關鍵。
盛達搶攻台灣車載通訊設備商機
盛達通訊事業處成立25年來致力於電信等級和企業用戶網際網路接取裝置的研發、製造與銷售,近年更積極開發車載路由器等通訊設備產品。
盛達電業技術長何瑞旺表示,面對5G時代的到來,盛達將提供新的解決方案如軌道車輛應用,可提供超大頻寬、低延遲、容易建置的設備來滿足機器到機器(M2M)的需求,互聯網連接市場正在迅速的擴展。盛達投入了多年的研發資源,開發了一系列先進的車載路由器,專為車隊管理、公共安全、石油和天然氣行業和金融POS和ATM等。盛達產品強調出眾的不斷線連線和絕對資料保密功能,提供最頂尖通訊效率和保護企業資安的服務。
盛達電業BILLION研發團隊結合移動通訊與Wi-Fi應用市場需求,為車載而研發設計Billion M100/M500-車載暨公共安全路由器。Billion M500通過了美國軍方標準MIL-STD-810G及車載E-Mark (R10、R118)認證,可在溫度-40°C~ 60 °C、高濕度和劇烈震動環境下正常運作,M500擁有彈性DC 10V~56V及點火感應功能,適合用在任何大小的車輛,並可以自動依照車輛引擎啟動與否決定電源的開關。
盛達電業總經理陳弘政表示,BILLION產品在澳洲、南非、東南亞、英國、東歐等地銷售屢創佳績,同時在國際IT媒體雜誌評比中更是榮獲許多編輯好評及推薦。不論是產品設計、效能或高附加價值,BILLION一直保持優異的水準。「讓產品自己說話」、建立口碑,累積品牌形象和客戶信賴是BILLION提升台灣品牌價值的最佳策略。
Billion M500可應用於車載物聯網(如公共巴士、遊覽車、校車、警車)所需Wi-Fi熱點、車內外監視器、自動停車廣播、行車警報系統、以及GPS定位功能。該產品線除了提供Gigabit Electrical WAN及無線連接、雙WAN故障轉移/恢復 (Failover/Failback)、GPS/GLONASS即時位置跟蹤、並支援IPSec VPN協議可建立加密數據傳輸道與自動故障轉移/故障恢復功能的永久在線物聯網連接。
Billion M100支援RS-232和Modbus通訊協議,它可以直接連接SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)設備,並通過UL Class 1 Division 2認證,可於工業控制、太陽能電廠監控、石油與天然氣等高危險的工作環境提供穩定的數據傳輸與遠端控制,也可迅速部署安全網路連結給健康醫學中心與建築工地臨時使用。
2025年5G用戶將達26億
由於韓國的5G服務推展順利,帶動全球5G商業化發展,截至2019年第三季,已有50家營運商推動商轉,電信設備商愛立信日前發表「愛立信行動趨勢報告」預測2019年5G用戶將達1300萬,2020年中國將是成長幅度最大的地區,預計到2025年,全球5G用戶將達到26億戶,占當時全球行動用戶總數量的29%。
5G搶先開台的韓國,4月分三家營運商都推出5G服務,最初都是針對消費者的高速聯網eMBB服務,提供基於虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)與高畫質串流媒體的沉浸式體驗。5G網路2020年的發展會逐漸加速,未來幾年5G的用戶成長速度將比LTE迅速許多,2020年5G用戶將達到2~3億,2025年全球行動通訊市場將達到89億戶,而5G將成長到26億戶。
Ericsson預期,在2025年以前,4G LTE都還是市場主流,2022年LTE的用戶將成長至最高峰,達54億戶,其後才會逐年下降,到2025年4G用戶將下滑至48億戶。