Современная электроника №3/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 19 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2020 го уровня, которая будет распределять ресурсы и службы (такие как вычис- ления, хранение данных, управление и организация сети) между облачной вычислительной средой и конечными устройствами/узлами. В основе ниж- него уровня этой архитектуры лежит концепция «капли». Что и роднит его с физическим воплощением тума- на. «Капля» – это чип микроконтрол- лера со встроенной памятью и бес- проводным интерфейсом передачи данных для соединения с такими же «каплями» тумана в локальном ради- опространстве, имеющий интерфей- сы для связи с глобальной транспорт- ной инфраструктурой сети Интернет. Непосредственно к «капле» могут под- ключаться всевозможные датчики тем- пературы, света, напряжения, излуче- ния, положения в пространстве и т.п. Таким образом, «капля» может исполь- зоваться и для подключения датчиков, и для связи с другими «каплями», и для связи с транспортной инфраструк- турой сети Интернет. Такая «капля» является своеобразной базовой тех- нологией для туманных вычисле- ний. С помощью таких микрочипов, допускающих возможность подклю- чения к Интернету, можно создать действительно распределённую сеть устройств и развернуть её на всю пла- нету [4]. Разновидности туманных вычислений По существу, fog computing – это локальное облако более низкого уров- ня, как туман в низине. Туманные вычисления решают проблему задерж- ки в облачных технологиях. Но оста- ётся и ещё один не менее важный, но нерешённый практический вопрос, связанный с потерями соединения и невозможностью гарантированного постоянного подключения к Интер- нету. Решение этой проблемы приве- ло к созданию такой разновидности туманных вычислений, как роси- стые вычисления («роса» – букваль- ный перевод англ. dew), смысл кото- рых состоит в том, что на локальном (конечном) устройстве сохраняется легковесная локальная копия процес- са, что обеспечивает работу пользова- теля (устройства) даже в автономном режиме [5]. Как только становится доступным интернет-соединение, конечное устройство синхронизи- руется с облаком. Росистые вычисле- ния работают на самом нижнем уров- не архитектуры (на периферии) Сети, для которого характерно наличие свя- зи непосредственно между конечными устройствами (end points) через раз- личные каналы беспроводной связи: Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee и ряд других [6]. Иногда это явление называется edge computing. Оно будет играть ключе- вую роль в будущих виртуализиро- ванных сетях и должно дать новый импульс их распространению. Приме- нительно к мобильным сетям 5G эта концепция носит название Mobile edge computing (MEC). Появление и разви- тие MEC в международном масштабе потребует в последующие годы астро- номических инвестиций в новое обо- рудование и разработку нового клас- са приложений [7]. Поддержка туманных вычислений государством и корпорациями Администрация президента РФ поручила Минкомсвязи, Минпром- торгу, Ростелекому и Агентству стра- тегических инициатив (АСИ) занять- ся подготовкой инфраструктуры для туманных вычислений. Об этом сообщил «Коммерсант» со ссылкой на собственные источники в прави- тельстве [8]. В ноябре 2015 года Cisco, Microsoft, Dell, ARM, Intel и Princton University основали OpenFog Consortsium [9], поддерживающий создание откры- той архитектуры для туманных вычис- лений. OpenFog Consortium опублико- вал описание эталонной архитектуры OpenFog – универсальной технологи- ческой модели для проектов Интернета вещей (IoT) на основе мобильной свя- зи 5G. В основу OpenFog легло приме- нение туманных вычислений – специ- альной системы обработки и хранения данных, управления работой устройств и обслуживания сетевых коммуника- ций, которая предусматривает располо- жение данных непосредственно вблизи источника их генерации и последую- щего использования с возможностью обслуживания через облачную инфра- структуру. Google представил платформу для Интернета вещей – Android Things [10] с поддержкой микрокомпьютеров Intel Edison, Joule 570x, NXP Pico i.MX6UL, Argon i.MX6UL и Raspberry Pi 3. Fog-приложения разрабатываются на платформе Android Studio для любого из этих устройств. Android Things также обеспечивает интеграцию с Google Play и всей экосистемой Android, на кото- рой сейчас работают 90% смартфо- нов в мире. Таким образом, система Android Things даёт возможность любо- му Android-смартфону или планшету работать в качестве fog-узла, который, в свою очередь, должен стать новой точкой доступа в Интернет для более простых устройств мира вещей. Пользователям необходимы данные и приложения в любом месте и в любое время, в этом вся суть облачной моде- ли предоставления услуг. Это означа- ет, что будущее облаков лежит даже не в узкой области Интернета вещей (IoT), а в более широкой области – всеобъемлющего Интернета (Internet of Everything – IoE), который сохраня- ет преемственность с более ранними стадиями развития Глобальной сети. Обе эти модели (IoT+IoE) предполага- ют взаимодействие распределённых процессов с мобильными объектами взрывоопасного реального мира, при- чём взаимодействие через беспровод- ную среду, которая априори является ненадёжной (подвержена помехам) и легкодоступной (для взлома не требу- ется даже физического подключения к оборудованию сети). В связи с этим возникает и новая острейшая пробле- ма, требующая решения, – проблема обеспечения безопасности всей систе- мы (IoT + IoE + туманные вычисления) в целом [11]. Проблема обеспечения безопасности IoT+IIoT+IoE Чем отличается безопасность клас- сического Интернета от безопасно- сти беспроводного Интернета буду- щего, расширенного до уровня вещей? Классический Интернет создавался на основе «первобытных» компьютеров, при проектировании которых раз- работчики даже подумать не могли о том, что надо обеспечивать их безо- пасность, и уж тем более аппаратны- ми средствами. Поэтому безопасность классического Интернета обеспечива- ется программно – асимметричными алгоритмами криптокодирования, а защита открытых ключей от подмены обеспечивается довольно сложным (в плане практической реализации) механизмом доверенных серверов и цифровых сертификатов. Последствия печальны, не говоря уж о нанесённом экономическом ущербе: борьба с уязвимостями программного обеспечения, вирусами и киберпре- ступностью превратилась в настоящую,