Современная электроника №7/2019

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 27 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2019 лизованные контроллеры-координато- ры и сетевые операционные системы – что крайне не эргономично, тем более сегодня, когда новым интерфейсом вза- имодействия человека с виртуальным, а теперь и с реальным миром, становит- ся смартфон. Однако и для соединения смартфона с окружающими его вещами предлагается использовать или «транс- континентальные» облачные соедине- ния, или устаревшую технику беспро- водных сетей прошлого века. Проблема № 3 заключается в обе- спечении безопасности [4, 5]. IoT (IoE) будущего будет беспроводным, т.е. лег- ко доступным (для проникновения в сеть не потребуется даже электриче- ского подключения к ней), и его глав- ная проблема – кибербезопасность. Но существующие механизмы безопасно- сти Интернета при его расширении до уровня IoT – т.е. через эфир «за брау- зер» – напрямую не применимы, что требует огромных затрат и радикаль- ных изменений в идеологии и меха- низмах безопасности существующей сети Интернет. Кроме того, появление 30 млрд IoT-устройств к 2020 г. гаран- тирует появление в любом конкрет- ном локальном, не лицензируемом RF-пространстве множества функци- онально разных IoT-систем. И уже в ближайшем будущем никакие системы борьбы с коллизиями не смогут обеспе- чить их ЭМС-совместимость как друг с другом, так и с уже существующими в нём радиосредствами. Проблема№4 – проблема импортоза- мещения и безопасности объектов кри- тической инфраструктуры. Не секрет, что Интернет вещей может оказаться глобальным информационным оружи- ем, целенаправленно размещаемым на территории потенциального противни- ка. При расширении сети Интернет до уровня вещей этому информационному оружию становится подвержен не толь- ко «моральный дух», финансовые пото- ки, но даже сами объекты гражданской и критической инфраструктуры. Игно- рировать подобные риски преступно. На сегодняшний день только импорто- замещение может уберечь от вредонос- ных «закладок» в компьютерные техно- логии и обеспечить национальную без- опасность. Н ОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ Новым интерфейсом для взаимодей- ствия человека с виртуальным миром и «миром» окружающих его реаль- ных вещей становится смартфон. Но, для осуществления этого взаимодей- ствия и для построения самого «мира вещей» («умного дома», «умной кварти- ры», «умного цеха») нужны совершенно другие (сверхнадёжные) радиочастот- ные технологии и новые архитектуры. В новых условиях вещи должны полу- чить возможность перерегистрации в разных системах, а распределённые прикладные процессы должны гаран- тированно автономно работать каждый в своей локальной радиосреде, имея возможность доступа и к облачным сервисам. Наконец, смартфону нужен такой коммуникационный сопроцес- сор для непосредственного прямого взаимодействия с «миром вещей», кото- рый гарантирует безопасность этого взаимодействия (независимо от уров- ня квалификации разработчика при- кладных систем) и который станет тех- нической основой для создания самого этого безопасного «мира вещей». К сожалению, в отечественных про- граммах развития страны и, в частно- сти, в Национальной программе «Циф- ровая экономика Российской Феде- рации» Интернет вещей понимается весьма примитивно. Речь в этих про- граммах идёт лишь об узкополосных радиоканалах большого радиуса дей- ствия для «счётчиков электроэнергии и электролампочек» с IP-адресами, как будто все «умные вещи» во всех кварти- рах и все станки во всех цехах Инду- стрии 4.0 обязаны общаться между собой исключительно посредством «дальнобойных» узкополосных радио- каналов через общие центральные базовые станции или через станции сотовых операторов. Локальные бес- проводные сенсорные сети, созданные в прошлом веке для совершенно других целей, когда-то имели право на суще- ствование, но в настоящее время также являются анахронизмом, противореча- щим современной концепции «туман- ных вычислений» (fog-computing), которая поддержана мировыми тех- нологическими лидерами: компаниями Cisco, Microsoft, Dell, ARM, Intel и даже… Администрацией Президента РФ [6]. Смешно сказать, но главную пробле- му Интернета вещей – проблему безо- пасности – создатели Национальной программы «Цифровая экономика» предлагают решить весьма экзотиче- ским образом. Для этого «к сетям IoT должны быть подключены системы средств оперативно-розыскных меро- приятий (СОРМ) и внесены изменения в закон „О связи“» [7]. Таким образом, даже после «успеш- ного» завершения Национальной про- граммы «Цифровая экономика» в обла- сти IoT у России так и останутся всё те же, указанные выше, проблемы. Рынок Интернета вещей – это быстрорастущий рынок, который к 2020 году составит $7–10 трлн, а это четверть бюджета США или современ- ного Китая. Такой объём рынка при разумном подходе мог бы «поднять» (по приме- ру Южной Кореи и Тайваня) не толь- ко полупроводниковую индустрию Рос- сии, но и всю страну вместе с её нефте- газовым бюджетом. На этой «финансовой волне» автор предлагает решить Проблему № 1 – возрождение электронной индустрии страны, Проблему№2 – исключение из архитектурыИнтернета вещей беспро- водных сетей прошлого века, привя- занных к инфраструктуре (повсемест- ность обеспечат LTE и 5G) и Проблему № 3 – безопасность Интернета вещей (посредством создания защищённой и недоступной для кибератак локальной радиосреды) и создания самого «Мира Вещей» на основе российской C-UWB RF-технологии с криптографической защитой структуры радиосигнала. Данная технология использует радио- частотный спектр на вторичной основе, обеспечивает бесконфликт- ность в отношении существующих RF-стандартов, высочайшую помехо- защищённость и криптографическую уникальность каждого соединения. Таким образом появляется возмож- ность простого (доступного для мас- сового разработчика), универсально- го, а главное – безопасного подключе- ния вещей к Интернету, без разрушения идеологии и механизмов безопасности существующей сети Интернет, т.е. её инфраструктуры. При этом автомати- чески будет решена и проблема импор- тозамещения (проблема № 4). П РЕДЛАГАЕМОЕ РЕШЕНИЕ Предлагаемая инновация заключает- ся в создании универсального, инфор- мационно-безопасного элемента – IoT- радиопроцессора (IP-блок, SoC, Chip-set, +Soft) с криптокодированием струк- туры радиосигнала. Данный радио- процессор послужит инструментом создания локального (R=100–200 м) радиопространства глобальной инфор- мационной среды будущего и базо- вым элементом построения локально- го «Мира умных вещей». Это позволит