5G帶動(dòng)下,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈初具規(guī)模
受疫情影響,2020年以來(lái),全球5G技術(shù)的推進(jìn)喜憂參半。在印度和西班牙,5G頻譜拍賣因疫情而延遲;而在南非、瑞典等國(guó),面對(duì)需求的激增,運(yùn)營(yíng)商在獲得新增頻譜以擴(kuò)充容量后,比計(jì)劃提前推出了5G服務(wù)。
截至2021年1月,全球57個(gè)國(guó)家已建成144個(gè)5G商用網(wǎng)絡(luò),5G連接數(shù)量達(dá)到2.35億左右。其中,中國(guó)在5G市場(chǎng)的貢獻(xiàn)量非常顯著。根據(jù)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)(GSMA)今年2月發(fā)布的《2021中國(guó)移動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展報(bào)告》顯示,到2020年底,中國(guó)5G終端連接數(shù)超過(guò)2億,占全球5G連接總數(shù)的87%,預(yù)計(jì)到2025年,中國(guó)5G連接數(shù)有望達(dá)到8.22億。報(bào)告中還指出,在中國(guó),每5家企業(yè)中就有2家打算在12個(gè)月內(nèi)部署一個(gè)新的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目,其迫切性僅次于美國(guó)。
Semtech中國(guó)區(qū)銷售副總裁黃旭東直言:“5G技術(shù)的推廣對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)有很大的促進(jìn)作用,首先增加了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)的速度和帶寬;其次5G本身也有物聯(lián)網(wǎng)屬性,自帶了不少物聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目?!?/p>
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圖源:i-scoop
在這樣的大背景下,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈開始初具規(guī)模。根據(jù)Statista 發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2020年全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2480億美元,到2025年預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1.5萬(wàn)億美元,復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到44.59%。另根據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)及預(yù)測(cè),2019年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量已達(dá)到107億臺(tái),預(yù)計(jì)2025年物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將達(dá)到251億臺(tái),保持12%以上的增長(zhǎng)。
而低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)作為物聯(lián)網(wǎng)的重要分支,得到了社會(huì)各界的關(guān)注。同樣用一組數(shù)據(jù)來(lái)闡述LPWAN這幾年的進(jìn)展情況。截至2021年4月,全球已經(jīng)有71個(gè)國(guó)家投資建設(shè)了129張移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng),其中NB-IoT網(wǎng)絡(luò)達(dá)到93張。另根據(jù)IoT Analytics的預(yù)測(cè),2017- 2023年間,低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到109%,到2023年低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)總數(shù)超過(guò)11億,用戶在此類連接上的支出超過(guò)47億美元。
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圖 | LPWAN連接市場(chǎng)規(guī)模2017-2023,圖源:IoT Analytics
聚焦LPWAN,誰(shuí)在主導(dǎo)多方爭(zhēng)霸新戰(zhàn)局?
從市場(chǎng)總量來(lái)看,這幾年LPWAN發(fā)展較為迅速。但在技術(shù)領(lǐng)域,我們常常只看到NB-IoT和LoRa的較量報(bào)道,卻對(duì)其他技術(shù)鮮少提及。
事實(shí)上,NB-IoT、LoRa、eMTC、Sigfox、Wi-SUN、Weightless-P、RPMA、ZETA等都屬于低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)技術(shù),這些技術(shù)的市場(chǎng)價(jià)值體量是怎樣的排列關(guān)系?是誰(shuí)在主導(dǎo)LPWAN的市場(chǎng)發(fā)展?這些技術(shù)又分別在哪些細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)呢?
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圖源:ABI Research
芯翼信息市場(chǎng)高級(jí)總監(jiān)祁衛(wèi)給出了他的排序:NB-IoT、LoRa/ZETA、eMTC、RPMA/Weightless-P/Sigfox,他認(rèn)為ZETA比較靠前是因?yàn)樵诋?dāng)前的大環(huán)境下,背靠國(guó)內(nèi)巨大的市場(chǎng),ZETA發(fā)展起來(lái)的機(jī)會(huì)比較大,RPMA/Weightless-P/Sigfox并列則是因?yàn)檫@幾個(gè)技術(shù)目前看發(fā)展得都很一般,未來(lái)前景不看好。
至于應(yīng)用側(cè),祁衛(wèi)表示:“除了eMTC以外,另外幾個(gè)技術(shù)比較類似,都比較追求低功耗、低成本,所以相對(duì)來(lái)說(shuō),比較適合得應(yīng)用領(lǐng)域比較類似:如智能表計(jì)、智能煙感、共享經(jīng)濟(jì)(靜態(tài)類)等;eMTC可以支持語(yǔ)音,所以應(yīng)用領(lǐng)域范圍再寬一些:公網(wǎng)對(duì)講,智能穿戴等?!?/p>
Silicon Labs物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線技術(shù)經(jīng)理Cristian Cotiga則持不同的觀點(diǎn),他認(rèn)為隨著時(shí)間的推移,在智能表計(jì)和智慧城市市場(chǎng)中,Wi-SUN技術(shù)將擁有最高的市場(chǎng)價(jià)值。
至于應(yīng)用側(cè),Cristian Cotiga表示:“上述每項(xiàng)技術(shù)都是為了應(yīng)對(duì)某些特定的細(xì)分市場(chǎng)和應(yīng)用場(chǎng)景而開發(fā)的。每項(xiàng)技術(shù)在其目標(biāo)市場(chǎng)上都具備一定的優(yōu)勢(shì)。NB-IoT非常適合需要移動(dòng)性和全國(guó)/國(guó)際覆蓋范圍的應(yīng)用,例如跟蹤集裝箱運(yùn)輸;eMTC是NB-IoT和LTE-M的5G版本,因此上述關(guān)于NB-IoT的說(shuō)明也適用于此;LoRa適用于距離很遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)很少/數(shù)據(jù)速率很低、發(fā)送頻率也很低的應(yīng)用場(chǎng)景,例如森林土壤傳感器每天只報(bào)告一次土壤濕度;SigFox的目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)景與LoRa相同,主要區(qū)別在于SigFox的數(shù)據(jù)速率更低,有效負(fù)載也非常低,因此SigFox適合的應(yīng)用就更加有限,此外SigFox是完全專有的,而LoRaWAN(上層)則是開放規(guī)范;Wi-SUN是面向智能表計(jì)和智慧城市應(yīng)用,該技術(shù)足夠靈活,可以應(yīng)對(duì)一些LoRa和SigFox的應(yīng)用場(chǎng)景,但反之則不然?!?/p>
而移遠(yuǎn)通信和Nordic Semiconductor則站隊(duì)NB-IoT和LTE-M,移遠(yuǎn)通信副總經(jīng)理孫延明從模組商的角度表示:“目前無(wú)論從政策、技術(shù)還是產(chǎn)業(yè)鏈層面來(lái)看,NB-IoT和LTE-M這兩項(xiàng)授權(quán)頻譜技術(shù)都更具備優(yōu)勢(shì),行業(yè)參與者眾多,包括運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)覆蓋、芯片、模組、終端等持續(xù)發(fā)展,已挖掘出百萬(wàn)乃至千萬(wàn)級(jí)別的規(guī)模應(yīng)用,且不斷開拓出創(chuàng)新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用?!?/p>
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圖源:IOT Factory
前面是從技術(shù)本身和細(xì)分市場(chǎng)的角度來(lái)剖析LPWAN展現(xiàn)出的各家爭(zhēng)鳴的態(tài)勢(shì),事實(shí)上,在地域分布方面,同樣呈現(xiàn)出了分化的趨勢(shì)。
前Sigfox全球戰(zhàn)略伙伴高級(jí)總監(jiān)嚴(yán)更真表示:“這幾種物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),雖然在很多場(chǎng)合被業(yè)界劃分為同一類技術(shù)進(jìn)行技術(shù)參數(shù)的對(duì)比,但這種比較方法有很大的局限性。各種通信技術(shù),具體到某個(gè)客戶、某個(gè)區(qū)域、某個(gè)國(guó)家、某個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景,則可體現(xiàn)出很大的差異化和價(jià)值。對(duì)他們進(jìn)行籠統(tǒng)地來(lái)比較沒(méi)有特別大的意義。比如在美洲市場(chǎng),基本沒(méi)有NB-IOT網(wǎng)絡(luò);在拉美大部分國(guó)家, Sigfox覆蓋最好;LoRa主要以局域網(wǎng)或城域網(wǎng)為主,沒(méi)有全球性互通的網(wǎng)絡(luò),很難實(shí)現(xiàn)漫游;Sigfox可以在許多國(guó)家可以無(wú)縫互通。同時(shí),根據(jù)所在地區(qū)可獲得的網(wǎng)絡(luò)的情況,多種通信技術(shù)又可以互補(bǔ)。因此,Sigfox在日本的燃?xì)獗硎袌?chǎng)、海外國(guó)家的車輛防丟失追蹤市場(chǎng)、大范圍資產(chǎn)追蹤、物流供應(yīng)鏈?zhǔn)袌?chǎng)等,占有很大的優(yōu)勢(shì)?!?/p>
“此外,海外市場(chǎng)的大型物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目落地進(jìn)程受到疫情的影響較大,同時(shí)在中美經(jīng)濟(jì)摩擦、政治與國(guó)際關(guān)系等因素的影響下,部分具有跨國(guó)業(yè)務(wù)的大型物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的業(yè)績(jī)?cè)谥袊?guó)及國(guó)外市場(chǎng)的比重呈現(xiàn)出變化和調(diào)整的趨勢(shì)?!?嚴(yán)更真補(bǔ)充道。
對(duì)于LoRa更適合局域網(wǎng)這一點(diǎn),磐啟微電子的創(chuàng)始人及CEO李寶騏給出了相同的答復(fù),但他的理由更偏技術(shù)層次。李寶騏表示:“LoRa采用擴(kuò)頻技術(shù),工作在非授權(quán)頻段,人人能用的這些信道異常擁擠,在中國(guó)又受到工信部政策《微功率短距離無(wú)線電發(fā)射設(shè)備管理要求》的限制,因此LoRa不論是從漫游問(wèn)題、發(fā)射功率還是持續(xù)發(fā)射時(shí)間的角度出發(fā),都是不具備廣域網(wǎng)條件,更適合較遠(yuǎn)距離的局域網(wǎng)場(chǎng)景。”
綜上表述,除了李寶騏認(rèn)為L(zhǎng)oRa更具局域網(wǎng)基因,以及祁衛(wèi)認(rèn)為ZETA的發(fā)展將相對(duì)靠前外,其他觀點(diǎn)都相對(duì)一致,那就是NB-IoT、LoRa、eMTC、Sigfox、Wi-SUN會(huì)是LPWAN的主流。
而市場(chǎng)面的反饋也在一定程度上證實(shí)了一點(diǎn)——NB-IoT和LoRa正在主導(dǎo)目前的LPWAN市場(chǎng)。根據(jù)IoT Analytics的統(tǒng)計(jì),2018年,NB-IoT和LoRa已經(jīng)占據(jù)了低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)70%的市場(chǎng)份額,緊隨其后的是Sigfox和eMTC。IHS在《按照技術(shù)劃分的LPWAN連接市場(chǎng)規(guī)模2017-2023》中預(yù)估,LoRaWan和NB-IoT技術(shù)將在2023年以超過(guò)80%的份額主導(dǎo)LPWAN市場(chǎng)。
“多模芯”和“單芯片解決方案”成趨勢(shì)的背后
除了市場(chǎng)層面的變化,我們發(fā)現(xiàn)LPWAN技術(shù)層面也在不斷演進(jìn),并呈現(xiàn)出“多模芯”和“單芯片解決方案”的趨勢(shì)。對(duì)于這兩種技術(shù)趨勢(shì),業(yè)內(nèi)存在三種聲音——支持、反對(duì)和中立,下面是三方battle的一種記錄:
- 多模芯是“真需求”嗎?
正方觀點(diǎn):真需求
祁衛(wèi)(芯翼信息):“多模芯”相對(duì)傳統(tǒng)的分立方案而言,不論是在成本、布板面積、外圍器件數(shù)量、功耗都有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。唯一的劣勢(shì)在于客戶一旦選用高集成度的多模芯,則在供應(yīng)鏈層面選擇面變窄了。NB-IoT+BLE將會(huì)是一個(gè)熱門組合,其中有龍頭廠商(海思)的市場(chǎng)教育能力,還有BLE給終端廠家實(shí)實(shí)在在帶來(lái)的一些好處:
1)替代紅外作為近場(chǎng)測(cè)試維護(hù)的無(wú)線通信手段,大大方便了終端設(shè)備的選擇(普通智能手機(jī)即可,而不需要支持紅外的專用機(jī));
2)在蜂窩信號(hào)不好的區(qū)域,終端設(shè)備可以采取Mesh組網(wǎng),將信號(hào)不好的設(shè)備所需通信的數(shù)據(jù)通過(guò)BLE傳遞給信號(hào)較好的設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的補(bǔ)強(qiáng);
3)鑒于NB-IoT的通信帶寬較窄,一直以來(lái)軟件升級(jí)是個(gè)難題,有了BLE以后,至少可以實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)的軟件升級(jí),大大提高了終端設(shè)備的可維護(hù)性。
Cristian Cotiga(Silicon Labs):由于更多的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開始需要第二種協(xié)議(如藍(lán)牙)在系統(tǒng)中可用,因此對(duì)多模片上系統(tǒng)(SoC)的需求開始變得更加旺盛。第二種協(xié)議可以簡(jiǎn)化這些設(shè)備的調(diào)試,并通過(guò)直接連接至移動(dòng)設(shè)備增強(qiáng)了用戶體驗(yàn)。除此之外,在多個(gè)協(xié)議之上運(yùn)行的各種應(yīng)用層更令人感興趣,例如使用 Wi-Fi、藍(lán)牙或Thread的Matter,它需要單個(gè)SoC通過(guò)并發(fā)或時(shí)間切片的方式同時(shí)支持多種協(xié)議。
反方觀點(diǎn):偽需求
黃旭東(Semtech):在電子信息技術(shù)領(lǐng)域,絕大多數(shù)解決方案都要在考慮系統(tǒng)性能的同時(shí),也要考慮成本、功耗和體積等制約因素,把單一功能優(yōu)化到極致和在同一顆芯片中做更多集成都是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最優(yōu)化的方式。但是在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中,一般情況下一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)終端或傳感器主要完成單一的功能,且無(wú)線通信的方式也是單一的,這樣可以大大降低成本;因此在現(xiàn)今我們涉及的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)中,暫時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)這種“多模芯”趨勢(shì)。
中立觀點(diǎn):真?zhèn)螀?/strong>
李寶騏(磐啟微電子):就像手機(jī)芯片一樣,由于每個(gè)運(yùn)營(yíng)商的基站和通信頻率不同,就從原來(lái)的5模13頻發(fā)展到了現(xiàn)在的十幾種模式,支持2G、3G、4G、5G的各種頻率。但在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,“多模芯”還是看市場(chǎng)需求,比如有些NB-IoT基站信號(hào)不好,就將Cat.1和NB-IoT放在一起,但是會(huì)增加方案的成本和復(fù)雜性,多方平衡。
嚴(yán)更真(現(xiàn)Panthronics,前Sigfox):有些應(yīng)用場(chǎng)景,特別追求最低物聯(lián)網(wǎng)通信的總投資成本;有些應(yīng)用確實(shí)需要結(jié)合多種通信技術(shù)。但海外市場(chǎng),多種LPWAN技術(shù)集成的多模芯不是特別成功。
孫延明(移遠(yuǎn)通信):在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè),沒(méi)有萬(wàn)能的通信技術(shù),客戶需要根據(jù)其應(yīng)用場(chǎng)景、市場(chǎng)定位去選擇更貼近其需求的模組產(chǎn)品。站在模組商的角度,盡力去豐富產(chǎn)品線,不斷為客戶提供質(zhì)量好、功能完善、性價(jià)比高的解決方案才是王道。目前,移遠(yuǎn)的LPWA系列產(chǎn)品組合除了NB-IoT和LTE-M單模模組,還有NB-IoT+GSM、NB-IoT+GNSS、NB-IoT+LTE-M+GNSS等。
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圖源:LoRa Alliance
- 單芯片解決方案會(huì)蠶食模組廠商的市場(chǎng)份額嗎?
統(tǒng)一觀點(diǎn):?jiǎn)涡酒鉀Q方案是行業(yè)趨勢(shì),但不會(huì)蠶食模組廠商的市場(chǎng)份額
Oyvind Borgan(Nordic):?jiǎn)涡酒鉀Q方案是加速研發(fā)和節(jié)省成本的良藥
并非所有的IoT應(yīng)用都是復(fù)雜的,但所有的應(yīng)用都需要安全和可靠的連接。從我們的角度來(lái)看,系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)和系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)產(chǎn)品比較集成度較低的解決方案更有優(yōu)勢(shì)。我們的客戶可以通過(guò)集成解決方案減省整體物料清單成本和 PCB 尺寸,但如果采購(gòu)部門只是直接比較MCU和SiP器件,便可能會(huì)忽略這一點(diǎn)。如果將所有分立元件加起來(lái)并計(jì)算開發(fā)成本,無(wú)線SiP和模塊可為用戶節(jié)省開發(fā)時(shí)間和費(fèi)用。客戶可以提前競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手6到12個(gè)月時(shí)間銷售無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)解決方案,從而增加總銷售額。這可以提供寶貴的市場(chǎng)反饋,用于新的修訂或更新,從而在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持領(lǐng)先。
Cristian Cotiga(Silicon Labs):模塊化可簡(jiǎn)化認(rèn)證過(guò)程
集成一直是行業(yè)的趨勢(shì),而Silicon Labs一直是這方面的開拓者。然而,傳統(tǒng)的解決方案將繼續(xù)存在,并且不會(huì)完全消失,因?yàn)楹弦?guī)性要求會(huì)產(chǎn)生對(duì)模塊化的需求。模塊化簡(jiǎn)化了認(rèn)證過(guò)程,允許獨(dú)立的子系統(tǒng)單獨(dú)進(jìn)行認(rèn)證,然后再用于更大的產(chǎn)品中(例如,經(jīng)過(guò)認(rèn)證的射頻模塊)。此外,鑒于天線類型、尺寸和位置方面的挑戰(zhàn)以及輻射能量相關(guān)的限制,開發(fā)高性能的無(wú)線產(chǎn)品會(huì)比較棘手。因此,許多并非專門研究無(wú)線技術(shù)的產(chǎn)品廠商更喜歡使用現(xiàn)成的模塊,這些模塊可以簡(jiǎn)單地附加到他們現(xiàn)有的非無(wú)線產(chǎn)品上。
黃旭東(Semtech):獨(dú)立射頻前端加MCU的方案仍具較大活力
高集成度的無(wú)線SoC的確有諸多優(yōu)點(diǎn),如體積小,開發(fā)難度小等,適用于許多應(yīng)用場(chǎng)景。但是傳統(tǒng)的獨(dú)立射頻前端加MCU方案依然有很大活力。這是因?yàn)楦呒啥鹊臒o(wú)線SoC中的MCU資源種類較少,這是開發(fā)商由于市場(chǎng)和成本被迫做出的決策。如果MCU配置太高則芯片面積大成本太高,如果配置太低則無(wú)法滿足客戶需求,再或者一些特殊的需求無(wú)法集成在SoC中,這就導(dǎo)致依然有大量的客戶使用MCU+射頻前端的方式。
在目前的市場(chǎng)上,一類無(wú)線SoC中MCU資源配置往往只有幾種;而在今天的實(shí)際應(yīng)用中,針對(duì)各種應(yīng)用可選的MCU的型號(hào)可以有幾百上千種。模組廠商現(xiàn)在銷售的模組包含兩種模式,即只有射頻前端的模組和基于SoC的模組,而且越來(lái)越多的模組廠商會(huì)提供一些簡(jiǎn)單的解決方案來(lái)提高自身附加值。
祁衛(wèi)(芯翼信息):萬(wàn)物皆可模組化,方案商和模組商聚焦維度不同
站在模組廠商的角度來(lái)看問(wèn)題,可以說(shuō)“萬(wàn)物皆可模組化”。什么意思?讓我們來(lái)看一個(gè)例子,哪個(gè)行業(yè)的芯片的集成度最高?毫無(wú)疑問(wèn)是手機(jī)SoC,我們都知道當(dāng)下智能手機(jī)的AP芯片集成度非常高,在小小的一顆芯片里集成的CPU、GPU、NPU、ISP、Memory、豐富的外設(shè)接口等,手機(jī)行業(yè)本身看著似乎也沒(méi)有模組廠家什么事兒。但手機(jī)芯片強(qiáng)大的功能,相對(duì)便宜的價(jià)格(由于手機(jī)行業(yè)激烈的競(jìng)爭(zhēng),不斷更新迭代的產(chǎn)品壓力),吸引模組廠家做了一件什么事兒呢?做智能模組!啥是智能模組?說(shuō)白了就是把手機(jī)AP芯片拿來(lái),做成一個(gè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的模組,應(yīng)用于很多行業(yè),如智慧門禁、掃碼支付、掃地機(jī)器人等。所以,芯片本身的高集成度跟模組廠商、甚至傳統(tǒng)方案商的生存并不是一個(gè)此消彼長(zhǎng)的關(guān)系,模組廠商的核心價(jià)值在于渠道和售后的技術(shù)支持能力,方案商則更多聚焦于產(chǎn)品本身的功能和性能,特別是軟件部分。
“硝煙”下,LPWAN各方共同面臨安全問(wèn)題的挑戰(zhàn)
“在通往萬(wàn)物智聯(lián)的道路上也同樣面臨著諸多挑戰(zhàn),比如物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景多樣化、需求碎片化,不同場(chǎng)景對(duì)于智能連接的要求千差萬(wàn)別;再比如工業(yè)應(yīng)用所需的工規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)于軟硬件系統(tǒng)的安全、質(zhì)量、服務(wù)都有著更高的要求。因此,多樣性終端+數(shù)據(jù)安全,是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的兩大基石。” 展銳廣域物聯(lián)網(wǎng)副總裁樊陳如是說(shuō)。
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圖 | Structural architecture of a LoRaWAN,圖源:mdpi
的確,物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的數(shù)據(jù)爆發(fā)帶來(lái)了數(shù)據(jù)安全問(wèn)題,包括LPWAN領(lǐng)域,并且物聯(lián)網(wǎng)術(shù)語(yǔ)中的“安全性”是多方面和多層次的。
祁衛(wèi)表示:“理論上,為了讓設(shè)備具備基礎(chǔ)的安全能力,需要有一個(gè)可信的安全單元(SE,Secure Element),這個(gè)安全單元既有硬件部分,也有相應(yīng)的軟件,形成了設(shè)備側(cè)的安全基礎(chǔ)。其硬件部分包括基本的安全運(yùn)行環(huán)境、密碼算法、安全存儲(chǔ)、設(shè)備ID等;軟件部分保證接口安全、與另一端的通信安全、數(shù)據(jù)安全等。參照智能手機(jī)的發(fā)展歷程,初期的智能手機(jī)沒(méi)有安全單元,完全靠手機(jī)操作系統(tǒng)的安全性來(lái)保證智能手機(jī)的安全,整個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)面臨了很大的安全挑戰(zhàn)。通過(guò)芯片廠商、操作系統(tǒng)廠商、手機(jī)廠商,以及移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)商的持續(xù)努力,結(jié)合移動(dòng)安全研究成果,智能手機(jī)的整體安全方案趨向成熟與穩(wěn)定,建立起TEE(可信任執(zhí)行環(huán)境),保障了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的繁榮與發(fā)展?!?/p>
“但在討論物聯(lián)網(wǎng)安全時(shí),物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)或云服務(wù)是一個(gè)容易被忽略的點(diǎn),但事實(shí)上,很多針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的攻擊都是從物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)或云服務(wù)入手的。譬如,特斯拉早期被攻擊正是從它的云服務(wù)作為入口進(jìn)去的。攻擊者并沒(méi)有破解汽車中的軟件系統(tǒng),而是找到云服務(wù)的漏洞來(lái)遠(yuǎn)程控制特斯拉汽車。在這樣的模型中,如果客戶端軟件專門針對(duì)某一類物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,那么,攻擊者通過(guò)逆向技術(shù)或者搭建完全可控的客戶端環(huán)境,就可以看到客戶端發(fā)出或接收到的每一個(gè)請(qǐng)求或應(yīng)答。在這種情況下,客戶端與平臺(tái)或云服務(wù)之間的通信是完全可分析的,敏感信息不能以明文形式留在客戶端。因此,平臺(tái)或云服務(wù)的設(shè)計(jì)者必須假定客戶端的環(huán)境是不安全的,并利用密碼學(xué)或網(wǎng)絡(luò)安全的技術(shù)來(lái)保證通信過(guò)程的安全可靠。這樣的技術(shù)是比較成熟的,很多移動(dòng)服務(wù)的發(fā)展已經(jīng)充分證實(shí)了這一點(diǎn)?!?/p>
而Cristian Cotiga則從數(shù)據(jù)狀態(tài)的角度出發(fā),為我們剖析了物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題,他表示:“考慮數(shù)據(jù)安全主要在于考慮如何保護(hù)靜態(tài)數(shù)據(jù)、傳輸中的數(shù)據(jù)和使用中的數(shù)據(jù)。對(duì)于靜態(tài)數(shù)據(jù),主要的技術(shù)是使用對(duì)稱密鑰簡(jiǎn)單地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,并安全地存儲(chǔ)該對(duì)稱密鑰。對(duì)于傳輸中的數(shù)據(jù),你可以使用非對(duì)稱加密方法來(lái)共享公鑰,然后使用公鑰安全地傳輸對(duì)稱會(huì)話密鑰。對(duì)于使用中的數(shù)據(jù),你確實(shí)必須考慮將在安全區(qū)域以明文形式操作數(shù)據(jù)的代碼庫(kù)與其他不受信任的代碼分開。這通常是通過(guò)在Arm內(nèi)核中創(chuàng)建類似TruztZone的可信執(zhí)行環(huán)境(Trusted Execution Environment)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。以上這些很大程度上依賴于對(duì)基本密碼算法的對(duì)稱密鑰的保護(hù)。”
寫在最后
在應(yīng)用場(chǎng)景需求的推動(dòng)下,在5G技術(shù)持續(xù)發(fā)展的助力下,LPWAN不論是從技術(shù)還是市場(chǎng)的角度都在不斷發(fā)展成熟。與此同時(shí)也暴露出了一些生態(tài)問(wèn)題,比如場(chǎng)景多樣性下的碎片化問(wèn)題,數(shù)據(jù)安全問(wèn)題凸顯,以及漫游和互操作性不佳等,不過(guò)筆者相信這些都是時(shí)間維度的挑戰(zhàn)。
至于,在各家爭(zhēng)鳴的LPWAN市場(chǎng)中,誰(shuí)將成為主力軍,目前來(lái)看是NB-IoT和LoRa。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2016年到2018年間,LoRa處于暫時(shí)領(lǐng)先地位。不過(guò),由于漫游和互操作性上的優(yōu)勢(shì),加上全球主流運(yùn)營(yíng)商的支持,NB-IoT這幾年得到了飛速發(fā)展,市占率已經(jīng)超過(guò)LoRa。
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