사물인터넷

Internet of things
사물인터넷과 혼동하지 않기.
사물인터넷
일반개념
통신 규약

사물인터넷(Internet of Things, IoT)은 센서, 처리 능력, 소프트웨어 및 다른 기술을 갖춘 장치를 의미하며, 인터넷 또는 다른 통신망을 통해 다른 장치 및 시스템과 데이터를 연결하고 교환합니다.[1][2][3][4][5]사물인터넷은 전자, 통신, 컴퓨터 공학을 포함합니다.사물 인터넷은 장치가 공중 인터넷에 연결될 필요가 없고 네트워크에 연결될 필요만 있으며 [6]개별적으로 주소를 지정할 수 있기 때문에 잘못된 이름으로 여겨져 왔습니다.[7][8]

이 분야는 기계 학습뿐만 아니라 유비쿼터스 컴퓨팅, 상품 센서, 점점 더 강력해지는 임베디드 시스템 등 여러 기술의 융합으로 인해 발전해 왔습니다.[9]임베디드 시스템, 무선 센서 네트워크, 제어 시스템, 자동화(가정 및 건물 자동화 포함)의 오래된 분야는 독립적이고 집단적으로 사물 인터넷을 가능하게 합니다.[10]소비자 시장에서 IoT 기술은 하나 이상의 공통 생태계를[clarification needed] 지원하는 장치 및 어플라이언스(조명 기구, 온도 조절 장치, 홈 보안 시스템, 카메라 및 기타 가전 제품)를 포함하는 "스마트 홈" 제품과 가장 동의어이며 해당 생태계와 관련된 장치를 통해 제어될 수 있습니다.스마트폰이나 스마트 스피커 같은 것들.IoT는 의료 시스템에서도 사용됩니다.[11]

IoT 기술 및 제품의 성장, 특히 프라이버시 및 보안 분야에서 위험성에 대한 우려가 적지 않으며, 결과적으로 이러한 우려를 해결하기 위한 산업 및 정부의 움직임이 있었으며, 여기에는 국제 및 현지 표준, 지침 및 규제 프레임워크의 개발이 포함됩니다.[12]

역사

스마트 기기 네트워크의 주요 개념은 일찍이 1982년에 논의되었는데, 카네기 멜론 대학의 수정된 코카콜라 자판기는 재고와 새로 적재된 음료가 차가운지 아닌지를 보고할 수 있는 [13]최초의 아르파넷 연결 기기가 되었습니다.[14]마크 와이저의 1991년 유비쿼터스 컴퓨팅에 관한 논문인 "21세기의 컴퓨터"는 물론 유비컴과 퍼컴과 같은 학문적 장소에서 IOT의 현대적 비전을 만들었습니다.[15][16]1994년 Reza Raji는 IEEE 스펙트럼에서 이 개념을 "가전에서 공장 전체에 이르기까지 모든 것을 통합하고 자동화하기 위해 데이터의 작은 패킷을 큰 노드 집합으로 이동"하는 것으로 설명했습니다.[17]1993년에서 1997년 사이에 마이크로소프트 앳 워크(Microsoft's at Work)나 노벨스 네스트(Novell's NEST)와 같은 여러 회사가 솔루션을 제안했습니다.이 분야는 Bill Joy가 1999년 다보스에서 열린 세계경제포럼에서 발표한 "Six Webs" 프레임워크의 일환으로 디바이스 간 통신을 구상하면서 탄력을 받았습니다.[18]

"사물 인터넷"의 개념과 용어 자체는 피터 T의 연설에서 처음 나타났습니다.루이스는 1985년 9월 워싱턴 D.C.에서 열린 의회 블랙 코커스 재단 제15회 연례 입법 주말에 참석했습니다.[19]Lewis에 따르면 "사물인터넷, 즉 IoT는 사람, 프로세스 및 기술을 연결 가능한 장치 및 센서와 통합하여 원격 모니터링, 상태, 조작 및 경향 평가를 가능하게 합니다."[20]

"사물인터넷"이라는 용어는 프록터 앤 갬블의 케빈 애슈턴(Kevin Ashton)에 의해 독립적으로 만들어졌는데, 프록터 앤 갬블(MIT's Auto-ID Center)의 후에 그는 "사물인터넷"이라는 문구를 선호합니다.[21][22]그 당시 그는 컴퓨터가 모든 개별적인 것들을 관리할 수 있게 [23]해주는 RFID(radio-frequency identification)를 사물 인터넷에 필수적인 것으로 여겼습니다.[24][25][26]사물인터넷의 주요 주제는 근거리 이동 송수신기를 다양한 장치와 생필품에 내장하여 사람과 사물, 사물 사이에 새로운 형태의 통신을 가능하게 하는 것입니다.[27]

2004년 NetSilicon의 CEO Cornelius "Pete" Peterson은 "정보 기술의 다음 시대는 [IoT] 기기에 의해 지배될 것이며, 네트워크화된 기기는 궁극적으로 네트워크화된 컴퓨터와 워크스테이션의 수를 훨씬 초과할 정도로 인기와 중요성을 얻을 것입니다."라고 예측했습니다.피터슨은 의료기기와 산업용 제어장치가 이 기술의 지배적인 응용이 될 것이라고 믿었습니다.[28]

사물 인터넷을 "단순히 사람보다 더 많은 '사물 또는 사물'이 인터넷에 연결된 시점"으로 정의하면서, Cisco Systems는 사물/사람 비율이 2003년 0.08에서 2010년 1.84로 증가하면서 IoT가 2008년과 2009년 사이에 "태어났다"고 추정했습니다.[29]

적용들

IoT 기기를[30] 위한 광범위한 애플리케이션 세트는 일반적으로 소비자, 상업, 산업 및 인프라 공간으로 구분됩니다.[31][32]

소비자들

IoT 기기는 커넥티드 차량, 홈 오토메이션, 웨어러블 기술, 커넥티드 헬스, 원격 모니터링 기능이 있는 기기 등 소비자용으로 개발되는 비중이 커지고 있습니다.[33]

홈 오토메이션

IoT 장치는 조명, 난방 및 에어컨, 미디어 및 보안 시스템, 카메라 시스템 등을 포함할 수 있는 더 큰 개념의 홈 오토메이션의 일부입니다.[34][35]장기적인 이점으로는 전등과 전자제품이 자동으로 꺼지도록 하거나 집안에 거주하는 사람들에게 사용법을 알려줌으로써 에너지를 절약할 수 있습니다.[36]

스마트 홈 또는 자동화된 홈은 스마트 장치 및 어플라이언스를 제어하는 플랫폼 또는 허브를 기반으로 할 수 있습니다.[37]예를 들어, 애플의 홈킷(HomeKit)을 사용하여, 제조업자들은 아이폰이나 애플워치와 같은 iOS 기기에서 애플리케이션에 의해 가정용 제품과 액세서리를 제어할 수 있습니다.[38][39]이것은 전용 앱이거나 Siri와 같은 iOS 네이티브 애플리케이션일 수 있습니다.[40]이것은 레노버의 스마트 홈 에센셜(Smart Home Essentials)의 경우인데, 이것은 Wi-Fi 브리지 없이 애플의 홈 앱이나 시리(Siri)를 통해 제어되는 스마트 홈 기기 라인입니다.[40]또한 다양한 스마트 홈 제품을 연결하기 위한 독립형 플랫폼으로 제공되는 전용 스마트 홈 허브가 있으며 여기에는 Amazon Echo, Google Home, Apple의 HomePod 및 Samsung의 Smart가 포함됩니다.사물 허브.[41]상용 시스템 외에도 Home Assistant, OpenHAB 및 Domoticz를 비롯한 다양한 비독점 오픈 소스 에코시스템이 있습니다.[42]

노인돌봄

스마트 홈의 주요 응용 프로그램 중 하나는 노인과 장애인에게 도움을 제공하는 것입니다.이러한 가정 시스템은 주인의 특정 장애를 수용하기 위해 보조 기술을 사용합니다.[43]음성 제어는 시각 및 이동성 제한으로 사용자를 도울 수 있으며 경보 시스템은 청각 장애 사용자가 착용하는 인공 달팽이관 삽입물에 직접 연결될 수 있습니다.[44]또한 추락이나 발작과 같은 의료 비상 상황을 감시하는 센서를 포함한 추가적인 안전 기능을 갖출 수도 있습니다.[45]이렇게 적용된 스마트 홈 기술은 사용자에게 더 많은 자유와 더 높은 삶의 질을 제공할 수 있습니다.[43]

단체들

"엔터프라이즈 IoT"는 비즈니스 및 기업 환경에서 사용되는 장치를 말합니다.2019년까지 EIoT는 91억 개의 디바이스를 차지할 것으로 예상됩니다.[31]

의료 및 의료

IoMT(Internet of Medical Things)는 의료 및 보건 관련 목적, 연구를 위한 데이터 수집 및 분석, 모니터링을 위한 IoT의 응용 프로그램입니다.[46][47][48][49][50]IoMT는 디지털화된 의료 시스템을 만들고 가용 의료 자원과 의료 서비스를 연결하는 기술로서 "[51]스마트 헬스케어"로 참조되어 왔습니다.[52][53]

IoT 기기는 원격 상태 모니터링 및 긴급 알림 시스템을 가능하게 하는 데 사용될 수 있습니다.이러한 건강 모니터링 장치는 혈압 및 심박수 모니터에서부터 심박동기, 핏비트 전자 손목 밴드 또는 고급 보청기와 같은 특수 임플란트를 모니터링할 수 있는 고급 장치에 이르기까지 다양합니다.[54]일부 병원에서는 환자가 언제 환자가 일어나려고 하는지를 감지할 수 있는 "스마트 침대"를 시행하기 시작했습니다.또한 간호사의 수동적인 상호작용 없이 환자에게 적절한 압력과 지지력이 가해지도록 스스로 조정할 수 있습니다.[46]2015년 골드만 삭스 보고서에 따르면 의료 IoT 기기는 "수익을 늘리고 비용을 절감함으로써 미국의 연간 의료 지출을 3,000억 달러 이상 절약할 수 있다"고 합니다.[55]게다가 의료 추적을 지원하기 위해 모바일 기기를 사용함으로써 분석된 건강 통계를 사용한 'm-health'가 만들어졌습니다."[56]

또한 생활공간 내에 특화된 센서를 설치하여 노인들의 건강과 일반적인 건강상태를 확인할 수 있으며, 적절한 치료가 이루어지고 있는지 확인하고 치료를 통해 잃어버린 이동능력을 회복할 수 있도록 지원할 수 있습니다.[57]이러한 센서는 병원 기반 시스템에 가정 내 모니터링 장치를 연결하는 등 다양한 환경에서 가치 있는 정보를 수집, 처리, 전송 및 분석할 수 있는 지능형 센서 네트워크를 생성합니다.[51]연결 체중계나 착용 가능한 심장 모니터와 같은 건강한 생활을 장려하는 다른 소비자 기기들도 IoT의 가능성입니다.[58]태아 및 만성 환자를 위한 엔드 투 엔드 건강 모니터링 IoT 플랫폼도 제공되어 건강 필수 요소 및 반복적인 약물 요구 사항을 관리할 수 있습니다.[59]

플라스틱 및 직물 전자 제품 제작 방법의 발전으로 초저비용의 사용 및 폐기 IoMT 센서가 가능해졌습니다.이러한 센서는 필수 RFID 전자 장치와 함께 무선으로 구동되는 일회용 감지 장치를 위해 종이 또는 전자 섬유로 제작될 수 있습니다.[60]휴대성과 낮은 시스템 복잡성이 필수적인 현장 의료 진단을 위한 응용 프로그램이 마련되었습니다.[61]

2018년 현재 IoMT는 임상실험실 산업뿐만 아니라 [48]의료 및 건강보험 산업에서도 적용되고 있습니다.의료 업계의 IoMT는 이제 환자의 보호자, 간호사, 가족 등과 같은 의사, 환자 및 기타 사람들이 환자 기록이 데이터베이스에 저장되는 시스템의 일부가 되어 의사 및 의료진이 환자 정보에 액세스할 수 있도록 허용하고 있습니다.[62]보험 업계의 IoMT는 더 나은 새로운 유형의 동적 정보에 대한 접근을 제공합니다.여기에는 바이오센서, 웨어러블, 커넥티드 헬스 디바이스, 모바일 앱 등 센서 기반 솔루션이 포함되어 고객 행동을 추적할 수 있습니다.이를 통해 보다 정확한 인수 및 새로운 가격 책정 모델을 도출할 수 있습니다.[63]

의료 분야에서 IoT의 적용은 만성 질환을 관리하고 질병 예방 및 통제에 있어 근본적인 역할을 합니다.강력한 무선 솔루션의 연결을 통해 원격 모니터링이 가능합니다.이러한 연결성을 통해 의료 종사자는 환자의 데이터를 캡처하고 건강 데이터 분석에 복잡한 알고리즘을 적용할 수 있습니다.[64]

교통.

디지털 가변 속도 제한 기호

IoT는 다양한 교통 시스템에 걸쳐 통신, 제어 및 정보 처리를 통합하는 데 도움을 줄 수 있습니다.IoT의 적용은 교통 시스템의 모든 측면(예: 차량,[65] 인프라, 운전자 또는 사용자)으로 확장됩니다.교통 시스템의 이러한 구성 요소 간의 동적인 상호 작용은 차량 간 및 차량 내 통신,[66] 스마트 교통 통제, 스마트 주차, 전자 요금 징수 시스템, 물류 및 차량 관리, 차량 제어, 안전 및 도로 지원을 가능하게 합니다.[54][67]

V2X 통신

주요 기사 : V2X

차량 통신 시스템에서 차량 간 통신(V2X)은 차량 간 통신(V2V), 차량 간 인프라 간 통신(V2I) 및 차량 간 보행자 간 통신(V2P)의 세 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.V2X는 자율주행과 도로 연결 인프라의 첫 단계입니다.[citation needed]

홈 오토메이션

IoT 장치는 홈 오토메이션 및 빌딩 오토메이션 시스템에서 다양한 유형의 건물(예: 공공 및 민간, 산업, 기관 또는 주거)[54]에 사용되는 기계, 전기 및 전자 시스템을 모니터링 및 제어하는 데 사용될 수 있습니다.이러한 맥락에서 문학에서는 크게 세 가지 분야를 다루고 있습니다.[68]

  • 빌딩 에너지 관리 시스템과 인터넷을 통합하여 에너지 효율적이고 IOT 기반의 "스마트 빌딩"[68]을 만듭니다.
  • 에너지 소비를[36] 줄이고 탑승자 행동을 모니터링하기 위한 실시간 모니터링의 가능한 수단.[68]
  • 구축된 환경에서 스마트 기기를 통합하고 향후 응용 분야에서 어떻게 활용할 수 있는지에 대한 내용입니다.[68]

산업의

주요 기사:산업용 사물인터넷

산업용 IoT 기기는 IIoT라고도 하며, 연결된 장비, 운영 기술(OT), 위치 및 사람으로부터 데이터를 획득하고 분석합니다.운영 기술(OT) 모니터링 장치와 결합된 IIoT는 산업 시스템을 규제하고 모니터링하는 데 도움이 됩니다.[69]또한 자산의 크기가 작은 나사에서 전체 모터 스페어 부품에 이르기까지 다양할 수 있으며, 이러한 자산을 잘못 배치하면 인력 시간과 비용의 손실이 발생할 수 있으므로 산업용 저장 장치에 자산 배치의 자동 기록 업데이트에도 동일한 구현을 수행할 수 있습니다.

제조

IoT는 감지, 식별, 처리, 통신, 작동 및 네트워킹 기능을 갖춘 다양한 제조 장치를 연결할 수 있습니다.[70]IoT는 제조 장비의 네트워크 제어 및 관리, 자산 및 상황 관리 또는 제조 공정 제어를 통해 산업 응용 및 스마트 제조에 사용될 수 있습니다.[71]IoT 지능형 시스템을 통해 신제품의 신속한 제조 및 최적화, 제품 수요에 신속하게 대응할 수 있습니다.[54]

공정 제어, 운영자 도구 및 서비스 정보 시스템을 자동화하여 발전소 안전 및 보안을 최적화하는 디지털 제어 시스템은 IIoT의 범위 내에 있습니다.[72]또한 IoT는 예측 유지, 통계 평가 및 측정을 통해 자산 관리에 적용되어 신뢰성을 극대화할 수 있습니다.[73]산업 관리 시스템을 스마트 그리드와 통합할 수 있어 에너지 최적화가 가능합니다.측정, 자동 제어, 발전소 최적화, 건강 및 안전 관리 및 기타 기능은 네트워크 센서에 의해 제공됩니다.[54]

IoT는 일반 제조업 외에도 건설 산업화 과정에도 활용되고 있습니다.[74]

농업

농업[75] 분야에서는 기온, 강우량, 습도, 풍속, 병해충 감염, 토양 함량 등 다양한 IoT 응용 분야가 있습니다.이 데이터는 농업 기술을 자동화하고, 정보에 입각한 결정을 내려 품질과 양을 개선하고, 위험과 낭비를 최소화하며, 농작물 관리에 필요한 노력을 줄이는 데 사용될 수 있습니다.예를 들어, 농부들은 이제 멀리서도 토양의 온도와 습기를 감시할 수 있고, 심지어 IoT로 획득한 데이터를 정밀 수정 프로그램에 적용할 수 있습니다.[76]전체적인 목표는 센서의 데이터가 농부의 농장에 대한 지식과 직관과 결합되어 농장 생산성을 높이고 비용을 절감하는 데 도움이 되는 것입니다.

2018년 8월, 토요타 츠쇼는 물 관리와 관련된 IoT 기술을 위해 마이크로소프트 Azure 애플리케이션 제품군을 사용하여 양식 도구를 개발하기 위해 마이크로소프트와 파트너십을 시작했습니다.킨다이 대학의 연구원들에 의해 부분적으로 개발된 워터 펌프 메커니즘은 인공지능을 사용하여 컨베이어 벨트에 있는 물고기의 수를 세고, 물고기의 수를 분석하고, 물고기가 제공하는 데이터로부터 물 흐름의 효과를 추론합니다.[77]농장을 연결하기 위해 TV 화이트 스페이스를 사용하는 Microsoft Research의 FarmBeats 프로젝트도[78] 현재 Azure Marketplace의 일부입니다.[79]

해상

IoT 장치는 보트와 요트의 환경과 시스템을 모니터링하기 위해 사용되고 있습니다.[80]많은 유람선이 여름에는 며칠, 겨울에는 몇 달 동안 방치되기 때문에 이러한 장치는 보트 침수, 화재 및 배터리의 깊은 방전에 대한 귀중한 조기 경보를 제공합니다.Sigfox와 같은 글로벌 인터넷 데이터 네트워크와 수명이 긴 배터리 및 마이크로일렉트로닉스를 결합하면 엔진룸, 빌지 및 배터리를 지속적으로 모니터링하여 연결된 Android & Apple 애플리케이션에 보고할 수 있습니다.

사회 기반 시설

교량, 철도 선로 및 해상 풍력 발전소와 같은 지속 가능한 도시 및 농촌 기반 시설의 운영을 모니터링하고 제어하는 것이 IoT의 핵심 응용 분야입니다.[72]IoT 인프라는 안전성을 훼손하고 위험을 증가시킬 수 있는 구조적 조건의 변화나 이벤트를 모니터링하는 데 사용될 수 있습니다.IoT는 비용 절감, 시간 단축, 품질 향상, 종이 없는 워크플로우, 생산성 향상 등을 통해 건설 산업에 도움이 될 수 있습니다.이를 통해 실시간 데이터 분석에서 보다 신속한 결정을 내리고 비용을 절감할 수 있습니다.또한 서로 다른 서비스 공급자와 이러한 시설의 사용자 간에 작업을 조정함으로써 수리 및 유지보수 작업을 효율적으로 스케줄링하는 데에도 사용할 수 있습니다.[54]또한 IoT 장치는 선박에 대한 접근을 제공하기 위해 다리와 같은 중요한 인프라를 제어하는 데 사용될 수 있습니다.인프라를 모니터링하고 운영하는 데 IoT 장치를 사용하면 모든 인프라 관련 영역에서 사고 관리 및 비상 대응 조정, 서비스 품질, 업타임 및 운영 비용 절감 등이 개선될 가능성이 높습니다.[81]폐기물 관리와 같은 분야에서도 IoT가 가져올 수 있는 자동화 및 최적화의 혜택을 누릴[82] 수 있습니다.[citation needed]

메트로폴리탄 규모의 구축

도시와 시스템을 보다 효율적으로 관리할 수 있도록 계획되거나 진행 중인 여러 대규모 IoT 배치가 있습니다.예를 들어, 한국 최초의 완전 설비 및 유선 스마트 시티인 송도는 점차적으로 건설되고[when?] 있으며, 2018년 6월 기준으로 사업 구역의 약 70%가 완공되었습니다.도시의 대부분은 사람의 개입이 거의 없거나 전혀 없이 유선과 자동화가 계획되어 있습니다.[83]

또[when?] 다른 신청은 현재 스페인 산탄데르에서 진행 중입니다.이 배포를 위해 두 가지 접근 방식이 채택되었습니다.18만 명의 주민이 살고 있는 이 도시는 이미 18,000 건의 도시 스마트폰 앱 다운로드를 받았습니다.그 앱은 주차 검색, 환경 모니터링, 디지털 시티 어젠다 등의 서비스를 가능하게 하는 1만 개의 센서와 연결되어 있습니다.[clarify]이 배치에서는 각 통지의 영향을 최대화하기 위한 도시 행동에 기반한 스파크 딜 메커니즘을 통해 상인들에게 이익을 주기 위해 도시 상황 정보가 사용됩니다.[84]

중국-싱가포르 광저우 지식 도시,[85] 캘리포니아 산호세의 대기 및 수질 개선, 소음 공해 감소 및 교통 효율성 증대를 위한 작업,[86] 싱가포르 서부의 스마트 교통 관리 등이 대규모 배치가 진행되고 있습니다.[87]샌디에이고에 본사를 둔 Ingenu는 RPMA(Random Phase Multiple Access) 기술을 사용하여 Wi-Fi와 동일한 비면허 2.4기가헤르츠 스펙트럼을 사용하여 저대역폭 데이터 전송을 위한 전국적인 공중망을[88] 구축했습니다.Ingenu의 "기계 네트워크"는 샌디에고와 달라스를 포함한 35개 주요 도시에 걸쳐 미국 인구의 3분의 1 이상을 차지하고 있습니다.[89]프랑스 회사인 시그폭스는 2014년에 샌프란시스코 베이 지역에 Ultra Narrowband 무선 데이터 네트워크를 구축하기 시작했는데, 이는 미국에서 그러한 구축을 달성한 첫 번째 사업입니다.[90][91] 이후 2016년 말까지 총 30개 도시를 커버할 총 4000개의 기지국을 구축할 것이라고 발표했습니다.지금까지 국내에서 가장 큰 IoT 네트워크 커버리지 제공업체가 되었습니다.[92][93]시스코는 스마트 시티 프로젝트에도 참여하고 있습니다.시스코는 인도 Vijaywada시의 5km 지역에 Smart Wi-Fi, Smart Safety & Security, Smart Lighting, Smart Parking, Smart Transports, Smart Bus Stops, Smart Kiosk, Remote Expert for Government Services(REGS) 및 Smart Education을 위한 기술을 배치하기[when?] 시작했습니다.[94]

대규모 배치의 또 다른 예로는 뉴욕시의 뉴욕 수로가 모든 선박을 연결하고 24시간 상시 모니터링할 수 있도록 완성한 것을 들 수 있습니다.이 네트워크는 시카고에 본사를 둔 중요한 응용 프로그램을 위한 무선 네트워크를 개발하는 회사인 Fluidmesh Networks에 의해 설계 및 엔지니어링되었습니다.NYWWW 네트워크는 현재 허드슨 강, 이스트 강 및 어퍼 뉴욕 만에 대한 커버리지를 제공하고 있습니다.무선 네트워크가 구축됨에 따라 NY Waterway는 이전에는 가능하지 않았던 방식으로 함대와 승객을 통제할 수 있게 되었습니다.새로운 애플리케이션에는 보안, 에너지 및 함대 관리, 디지털 사이니지, 공공 와이파이, 종이 없는 티켓팅 등이 포함될 수 있습니다.[95]

에너지관리

상당수의 에너지 소비 장치(예: 램프, 가전제품, 모터, 펌프 등)는 이미 인터넷 연결을 통합하고 있으며, 이를 통해 전력 생산의 균형을 맞출 뿐만 아니라 전체 에너지 소비를 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.[54]이러한 장치는 사용자에 의한 원격 제어 또는 클라우드 기반 인터페이스를 통한 중앙 관리를 가능하게 하며, 스케줄링(예를 들어, 원격으로 난방 시스템의 전원을 켜거나 끄거나, 오븐을 제어하고, 조명 상태를 변경하는 등)과 같은 기능을 가능하게 합니다.[54]스마트 그리드는 전력 생산 및 분배의 효율성을 향상시키기 위해 에너지 및 전력 관련 정보를 수집하고 처리하는 유틸리티형 IoT 애플리케이션입니다.[96]AMI(Advanced Metering Infrastructure) 인터넷 연결 장치를 사용하여 전기 유틸리티는 최종 사용자로부터 데이터를 수집할 뿐만 아니라 변압기와 같은 배전 자동화 장치도 관리합니다.[54]

환경감시

IoT의 환경 모니터링 애플리케이션은 일반적으로 대기 또는 수질,[98] 대기 또는 토양 상태를 모니터링함으로써 환경 보호에[97] 도움을 주기 위해 센서를 사용하며,[99] 심지어 야생 동물의 움직임 및 서식지를 모니터링하는 영역을 포함할 수 있습니다.[100]인터넷에 연결된 자원이 제한된 장치의 개발은 또한 지진이나 쓰나미 조기 경보 시스템과 같은 다른 응용 프로그램도 보다 효과적인 지원을 제공하기 위해 긴급 서비스에 의해 사용될 수 있음을 의미합니다.이 응용 프로그램의 IoT 장치는 일반적으로 넓은 지리적 영역에 걸쳐 있으며 이동이 가능합니다.[54]IoT가 무선 센싱에 가져오는 표준화는 이 분야에 혁명을 일으킬 것이라는 주장이 제기되었습니다.[101]

리빙랩

IoT를 통합하는 또 다른 예는 연구와 혁신 과정을 통합하고 결합하여 공공-민간-사람-파트너십 내에 구축하는 리빙랩(Living Lab.[102]IoT를 활용해 이해관계자 간 협업하고 지식을 공유해 혁신적이고 기술적인 제품을 공동 개발하는 리빙랩은 현재 320개에 달합니다.기업이 스마트시티를 위한 IoT 서비스를 구현하고 개발하기 위해서는 인센티브가 필요합니다.정책의 변화는 도시들이 사용되고 있는 자원의 효과, 효율성, 정확성을 제공하는 사물인터넷을 구현하는 데 도움을 줄 것이기 때문에 정부는 스마트 시티 프로젝트에서 핵심적인 역할을 수행합니다.예를 들어, 정부는 세제혜택과 저렴한 임대료를 제공하고, 대중교통을 개선하며, 신생기업, 창조산업, 다국적기업이 공동으로 인프라와 노동시장을 창출하고, 공유하며, 현지에 내재된 기술, 생산공정, 거래비용을 활용할 수 있는 환경을 제공합니다.[102]기술 개발자와 도시의 자산을 관리하는 정부 간의 관계는 사용자에게 효율적인 방식으로 자원에 대한 개방적 접근을 제공하는 데 핵심적입니다.

군사의

주요 기사:군사용 사물 인터넷

군사 사물 인터넷(Internet of Military Things, IoMT)은 정찰, 감시 및 기타 전투 관련 목적을 위해 군사 영역에서 IoT 기술을 적용하는 것입니다.그것은 도시 환경에서의 미래 전쟁 전망에 크게 영향을 받으며, 센서, 군수품, 차량, 로봇, 인간 착용 생체 인식 및 전장과 관련된 다른 스마트 기술의 사용을 포함합니다.[103]

군대에서 사용되는 IOT 기기의 예로는 Xaver 1000 시스템이 있습니다.Xaver 1000은 이스라엘의 Camero Tech에 의해 개발되었으며, 회사의 "스루 월 이미징 시스템" 제품군 중 가장 최신 제품입니다.Xaver 라인은 밀리미터파(MMW) 레이더 또는 30-300기가헤르츠 범위의 레이더를 사용합니다.자체 개발한 3D '센스 스루 더 월(Sense-through-the-wall)' 기술은 물론 AI 기반 생활 표적 추적 시스템을 탑재했습니다.[104]

전장사물인터넷

IoBT(Internet of Battlefield Things)는 미국 육군연구소(ARL)가 시작하고 실행하는 프로젝트로, 육군 병사들의 능력을 향상시키는 IoT와 관련된 기초과학에 초점을 맞추고 있습니다.[105]2017년 ARL은 IoBT-CRA(Internet of Battlefield Things Collaborative Research Alliance)를 시작하여 IoT 기술의 이론적 기반과 육군 작전에 적용하기 위한 산·학·군 연구자 간의 협력을 구축했습니다.[106][107]

오션 오브 사물스

Ocean of Things 프로젝트는 환경 및 선박 활동 데이터 수집, 모니터링 및 분석을 목적으로 넓은 해양 지역에 사물 인터넷을 구축하기 위해 설계된 DARPA 주도 프로그램입니다.이 프로젝트는 클라우드 기반 네트워크의 일부로서 군사 및 상업용 선박을 자율적으로 탐지하고 추적하는 패시브 센서 스위트를 수용하는 약 5만 개의 플로트를 배치하는 것을 포함합니다.[108]

제품디지털화

QR 코드 또는 NFC 태그가 제품 또는 제품의 포장에 부착되는 스마트 또는 능동형 포장에는 여러 가지 응용 프로그램이 있습니다.태그 자체는 수동이지만 고유 식별자(일반적으로 URL)를 포함하고 있어 스마트폰을 통해 제품에 대한 디지털 콘텐츠에 액세스할 수 있습니다.[109]엄밀하게 말하면, 그러한 수동적인 아이템들은 사물 인터넷의 일부는 아니지만, 그것들은 디지털 상호작용을 가능하게 하는 것으로 볼 수 있습니다.[110]"패키징의 인터넷"이라는 용어는 고유한 식별자가 사용되는 애플리케이션을 설명하고 공급망을 자동화하며 디지털 콘텐츠에 접근하기 위해 소비자들에 의해 대규모로 스캔되는 것을 의미하기 위해 만들어졌습니다.[111]고유 식별자의 인증은 QR 코드를 스캔할 때 스캔하는 복사 감지 디지털 워터마크 또는 복사 감지 패턴을 통해 가능하며 NFC 태그는 통신을 암호화할 수 있습니다.[112][113]

추세 및 특성

최근 몇 년간[when?] IoT의 주요한 추세는 인터넷을 통해 연결되고 제어되는 장치의 폭발적인 성장입니다.[114]IoT 기술의 적용 범위가 넓다는 것은 세부 사항이 기기마다 매우 다를 수 있지만 대부분의 사람들이 공유하는 기본적인 특성이 있다는 것을 의미합니다.

IoT는 물리적 세계를 컴퓨터 기반 시스템에 보다 직접적으로 통합할 수 있는 기회를 창출하여 효율성 향상, 경제적 이익 및 인간의 노력 감소를 초래합니다.[115][116][117][118]

IoT 기기는 2017년[119] 84억 대로 전년 대비 31% 증가했으며 2020년까지 300억 대의 기기가 있을 것으로 예상됩니다.[114]

지성

주변 지능과 자율 제어는 사물 인터넷의 원래 개념의 일부가 아닙니다.주변 지능과 자율 제어 역시 인터넷 구조를 반드시 필요로 하지는 않습니다.그러나 IoT와 자율 제어의 개념을 통합하는 연구(인텔과 같은 회사)의 변화가 있으며, 이러한 방향의 초기 결과는 사물을 자율 IoT의 원동력으로 간주합니다.[120]이러한 맥락에서 접근 방식은 대부분의 IoT 시스템이 동적이고 상호 작용적인 환경을 제공하는 심층 강화 학습입니다.[121]이러한 환경에서 현명하게 행동하도록 에이전트(즉, IoT 장치)를 훈련시키는 것은 지도 학습과 같은 기존의 기계 학습 알고리즘으로는 해결할 수 없습니다.학습 에이전트는 강화 학습 접근 방식을 통해 환경의 상태(예: 가정 온도 감지)를 감지하고 행동(예: HVAC 켜기 또는 끄기)을 수행하며 장기적으로 받는 누적 보상을 최대화하여 학습할 수 있습니다.

IoT 인텔리전스는 IoT 장치, Edge/Fog 노드, 클라우드 컴퓨팅의 세 가지 레벨에서 제공될 수 있습니다.[122]각 수준에서 지능적인 제어와 결정의 필요성은 IoT 애플리케이션의 시간 민감도에 따라 달라집니다.예를 들어, 자율주행 차량의 카메라는 사고를 피하기 위해 실시간 장애물 감지를 해야 합니다.차량에서 클라우드 인스턴스로 데이터를 전송하고 예측값을 차량에 반환하면 이러한 신속한 의사결정이 불가능합니다.대신 모든 작업은 차량 내에서 로컬로 수행해야 합니다.딥러닝을 포함한 첨단 머신러닝 알고리즘을 IoT 기기에 통합하는 것은 스마트 오브젝트를 현실에 더 가깝게 만들기 위한 활발한 연구 영역입니다.또한 IoT 데이터 분석, 숨겨진 정보 추출 및 제어 결정 예측을 통해 IoT 배포에서 최대한의 가치를 얻을 수 있습니다.회귀, 지원 벡터 머신, 랜덤 포레스트와 같은 전통적인 방법부터 컨볼루션 신경망, LSTM, 변형 오토인코더와 같은 고급 방법에 이르기까지 다양한 기계 학습 기술이 IoT 영역에서 사용되어 왔습니다.[123][122]

미래에는 사물 인터넷이 자동 조직화되거나 지능화된 엔티티(웹 서비스, SOA 구성 요소)와 가상 객체(아바타)가 상호 운용 가능하고 상황, 환경에 따라 독립적으로 행동할 수 있는 비결정적이고 개방적인 네트워크가 될 수 있습니다.상황 정보의 수집과 추론을 통한 자율적인 행동과 환경의 변화(센서에 영향을 미치는 결함)를 감지하고 적절한 완화 조치를 도입하는 객체의 능력은 주요 연구 동향을 구성하며,[124] IoT 기술에 신뢰성을 제공하기 위해 분명히 필요합니다.시장의 최신 IoT 제품과 솔루션은 다양한 기술을 사용하여 이러한 상황 인식 자동화를 지원하지만, 센서 유닛과 지능형 사이버 물리 시스템이 실제 환경에 배치될 수 있도록 보다 정교한 형태의 지능이 요구됩니다.[125]

건축학

IoT 시스템 아키텍처는 단순한 관점에서 다음과 같은 세 가지 계층으로 구성됩니다.계층 1: 디바이스, 계층 2: Edge Gateway, 계층 3: 클라우드.[126]장치에는 IoT 장비에서 볼 수 있는 센서 및 액츄에이터와 같은 네트워크로 연결된 것, 특히 Modbus, Bluetooth, Zigbee 또는 독점 프로토콜을 사용하여 Edge Gateway에 연결하는 것 등이 포함됩니다.[126]Edge Gateway 계층은 Edge Gateway라고 하는 센서 데이터 집계 시스템으로 구성되어 있으며, 데이터의 사전 처리, 클라우드에 대한 연결 보안, 이벤트 허브인 WebSockets와 같은 시스템 및 경우에 따라서는 Edge 분석 또는 안개 컴퓨팅과 같은 기능을 제공합니다.[126]또한 Edge Gateway 계층은 장치를 상위 계층에 대해 공통적으로 볼 수 있도록 해야 관리가 용이합니다.최종 계층에는 마이크로서비스 아키텍처를 사용하여 IoT용으로 구축된 클라우드 애플리케이션이 포함됩니다. 마이크로서비스 아키텍처는 일반적으로 다중 구성이며 HTTPS/OAuth를 사용하여 본질적으로 안전합니다.여기에는 시계열 데이터베이스 또는 백엔드 데이터 저장 시스템(예: Cassandra, PostgreSQL)을 사용하는 자산 저장소 등 센서 데이터를 저장하는 다양한 데이터베이스 시스템이 포함됩니다.[126]대부분의 클라우드 기반 IoT 시스템의 클라우드 계층은 모든 계층에서 변환되는 통신을 처리하는 이벤트 큐잉 및 메시징 시스템을 특징으로 합니다.[127]일부 전문가들은 IoT 시스템의 3단을 에지, 플랫폼, 엔터프라이즈로 분류하고, 이들은 각각 근접 네트워크, 액세스 네트워크, 서비스 네트워크로 연결됩니다.[128]

사물 인터넷을 기반으로 하는 사물 인터넷은 사물 인터넷의 응용 계층을 위한 아키텍처로 IoT 장치의 데이터를 웹 응용 프로그램으로 융합하여 혁신적인 사용 사례를 만들어냅니다.사물 인터넷에서 정보의 흐름을 프로그래밍하고 제어하기 위해 예측된 아키텍처 방향을 BPM Everywhere라고 하는데, 이는 전통적인 프로세스 관리와 프로세스 마이닝 및 수많은 조정된 장치의 제어를 자동화하는 특수 기능을 혼합한 것입니다.[citation needed]

네트워크 아키텍처

사물 인터넷은 급증하는 기기를 처리하기 위해 네트워크 공간에서 엄청난 확장성을 요구합니다.[129]IETF 6LoWPAN은 장치를 IP 네트워크에 연결하는 데 사용할 수 있습니다.인터넷 공간에 수십억 개의 장치가[130] 추가됨에 따라 IPv6는 네트워크 계층 확장성을 처리하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.IETF의 제한적 응용 프로토콜, ZeroMQ, MQTT는 경량 데이터 전송을 제공할 수 있습니다.실제로 많은 IoT 장치 그룹은 게이트웨이 노드 뒤에 숨겨져 있으며 고유한 주소를 가질 수 없습니다.또한 상위 계층에서 상호 연결이 필요한 데이터가 주를 이루기 때문에 대부분의 애플리케이션에서 상호 연결되는 모든 것의 비전은 필요하지 않습니다.

포그 컴퓨팅은 인터넷을 통한 이러한 대규모 데이터 흐름을 방지하기 위한 실행 가능한 대안입니다.[131]에지 장치는 데이터를 분석하고 처리하는 연산 능력이 매우 제한적입니다.제한된 처리 능력은 자율성을 유지하면서 물리적 객체에 대한 데이터를 제공하는 것이 목적이기 때문에 IoT 장치의 핵심 속성입니다.과도한 처리 요구 사항으로 인해 배터리 전력이 더 많이 사용되어 IoT의 작동 능력을 손상시킵니다.IoT 기기는 단순히 인터넷을 통해 충분한 처리 능력을 갖춘 서버에 데이터를 공급하기 때문에 확장성이 용이합니다.[132]

탈중앙화 IoT

분산 사물 인터넷(Decentralized Internet of Things) 또는 분산 사물 인터넷(Decentralized IoT)은 포그 컴퓨팅을 활용하여 연결된 IoT 장치의 요청을 처리하고 균형을 맞추는 수정된 IoT로, 클라우드 서버의 로딩을 줄이고 환자의 생체 징후 모니터링과 같은 대기 시간에 민감한 IoT 애플리케이션에 대한 응답성을 개선합니다.자율 주행의 차량 대 차량 통신, 산업 장치의 중대한 고장 감지.[133]특히 수백만 개의 노드를 가진 거대한 IoT 시스템의 경우 성능이 향상됩니다.[134]

기존 IoT는 메쉬 네트워크를 통해 연결되며, 주요 헤드 노드(중앙 집중형 컨트롤러)에 의해 주도됩니다.[135]헤드 노드는 데이터의 생성, 저장 및 전송 방법을 결정합니다.[136]이와 대조적으로 분산형 IoT는 IoT 시스템을 더 작은 분할로 나누려고 시도합니다.[137]헤드 노드는 상호 합의된 정책에 따라 하위 레벨의 서브 노드에 부분 의사 결정 권한을 부여합니다.[138]

일부는 블록체인을 통해 배터리로 구동되는 또는 무선 IoT 장치의 제한된 대역폭과 해싱 용량을 해결하려고 탈중앙화된 IoT에 접근했습니다.[139][140][141]

복잡성

반개방 루프 또는 폐쇄 루프(즉, 글로벌 파이널리티가 정착될 수 있을 때마다 가치 사슬)에서 IoT는 종종 복잡한 시스템으로[142] 간주되고 연구될 것입니다. 이는 수많은 상이한 링크, 자율 행위자 간의 상호 작용 및 새로운 행위자를 통합하는 능력 때문입니다.전체적인 단계(완전 개방 루프)에서는 (시스템은 항상 최종성을 가지고 있기 때문에) 혼란스러운 환경으로 보일 가능성이 높습니다.실용적인 접근법으로서 사물인터넷의 모든 요소가 글로벌한 공공 공간에서 작동하는 것은 아닙니다.서브시스템은 종종 개인정보 보호, 제어 및 신뢰성의 위험을 완화하기 위해 구현됩니다.예를 들어, 스마트 홈 내부에서 실행되는 국내 로봇 공학(도모틱스)은 데이터를 로컬 네트워크를 통해서만 공유할 수 있습니다.[143]기존의 네트워크 아키텍처에서는 동적인 임시 IoT 사물/기기 네트워크를 관리하고 제어하는 것이 어려운 작업이며, SDN(Software Defined Networking)은 다양한 혁신적인 IoT 애플리케이션의 특수한 요구사항에 대처할 수 있는 민첩한 동적 솔루션을 제공합니다.[144][145]

크기 고려사항

사물 인터넷의 정확한 규모는 알려지지 않았으며, 종종 IoT 기사의 시작 부분에서 수십억 또는 수조의 인용이 인용됩니다.2015년에는 사람들의 집에 8천 3백만 대의 스마트 기기가 있었습니다.이 숫자는 2020년까지 1억 9천 3백만 대로 증가할 것으로 예상됩니다.[35][146]

온라인이 가능한 기기의 수는 2016년부터 2017년까지 31% 증가하여 84억에 달했습니다.[119]

공간 고려사항

사물 인터넷에서 사물의 정확한 지리적 위치와 사물의 정확한 지리적 크기는 매우 중요할 수 있습니다.[147]따라서 정보를 처리하는 사람이 정보가 조치를 취하는데 중요한지 여부를 결정할 수 있기 때문에 시간 및 공간에서의 위치와 같은 사물에 대한 사실을 추적하는 것은 덜 중요합니다. 그리고 만약 그렇다면 누락된 정보를 추가(또는 조치를 취하지 않기로 결정)할 수 있기 때문입니다.(사물인터넷의 어떤 것들은 센서가 될 것이고, 센서의 위치는 대개 중요합니다.)[148]GeoWeb과 Digital Earth는 사물이 위치별로 조직화되고 연결될 수 있을 때 가능해지는 응용 프로그램입니다.그러나 여전히 남아 있는 과제로는 가변적인 공간 규모의 제약, 방대한 양의 데이터를 처리해야 하는 필요성, 빠른 검색 및 인접 작업을 위한 색인화 등이 있습니다.사물인터넷에서 사물이 스스로 주도적으로 행동할 수 있다면, 이러한 인간 중심의 조정 역할은 없어집니다.따라서 인간으로서 우리가 당연하게 여기는 시공간적 맥락은 이러한 정보 생태계에서 중심적인 역할이 주어져야 합니다.인터넷과 웹에서 표준이 핵심적인 역할을 하는 것처럼, 지리 공간 표준도 사물 인터넷에서 핵심적인 역할을 할 것입니다.[149][150]

"리모트 바구니"에 대한 해결책

많은 IoT 기기들은 이 시장의 일부를 차지할 가능성이 있습니다.Jean-Louis Gassée(애플의 초기 동문 팀이자 BeOS의 공동 설립자)는 먼데이 노트에 실린 기사에서 이 주제를 다루었는데,[151] 여기서 그는 가장 가능성 있는 문제는 그가 "리모트 바구니"라고 부르는 문제일 것이라고 예측합니다.서로 대화하기 위한 프로토콜을 공유하지 않는 수백 개의 장치와 인터페이스할 수 있는 수백 개의 애플리케이션이 있습니다.[151]사용자 상호 작용을 개선하기 위해 일부 기술 리더들은 이 문제를 해결하기 위해 기기 간 통신 표준을 만들기 위해 힘을 모으고 있습니다.다른 이들은 "수집된 데이터를 사용하여 특정 장치에 대한 액션을 예측하고 트리거하는" 장치의 예측 상호작용 개념으로 전환하면서 함께 작업하도록 하고 있습니다.[152]

사물의 소셜

SIoT(Social Internet of Things)는 IoT 기기 간의 사회적 상호작용과 관계의 중요성에 초점을 맞춘 새로운 종류의 IoT입니다.[153]SIoT는 교차 도메인 IoT 장치가 주인에게 자율적인 서비스를 제공하기 위해 사람의 개입 없이 애플리케이션 통신 및 협업에 적용할 수 있도록 하는 패턴이며,[154] 이는 IoT 소프트웨어와 하드웨어 엔지니어링 모두에서 낮은 수준의 아키텍처 지원을 받을 때에만 실현될 수 있습니다.[155]

IoT 기기를 위한 소셜 네트워크 (인간이 아닌)

IoT는 커뮤니티에서 시민과 같은 정체성을 가진 기기를 정의하고 인터넷에 연결하여 사용자에게 서비스를 제공합니다.[156]SIoT는 IoT 기기가 인간에게 봉사하기 위한 다양한 목표를 위해 서로 상호작용하기 위한 소셜 네트워크를 정의합니다.[157]

사물인터넷과 사물인터넷은 어떻게 다릅니까?

SIoT는 협업 특성이 기존 IoT와 다릅니다.IoT는 수동적이며, 미리 정해진 시스템에서 기존 IoT 기기와 전용 용도로 사용하도록 설정되었습니다.SIoT는 활성화되어 있으며, AI가 사용자에게 이익이 되는 다양한 시스템의 잠재적 IoT 장치를 혼합하여 계획되지 않은 목적으로 사용하도록 프로그래밍하고 관리했습니다.[158]

SIoT는 어떻게 작동합니까?

사교성이 내장된 IoT 장치는 능력 또는 기능을 방송하고, 동시에 유용한 서비스 구성을 위해 동일한 네트워크 또는 인근 네트워크에서 다른 IoT 장치를 발견, 탐색 및 그룹화하여 사용자가 특히 비상 시 일상 생활에서 능동적으로 도움을 줄 수 있도록 지원합니다.[159]

소셜 IoT 사례

  1. IoT 기반 스마트홈 기술은 환자나 고령자의 건강 데이터를 생리학적 파라미터 분석을 통해 모니터링하고 응급의료가 필요할 때 가까운 보건소에 안내합니다.[160]응급 상황이 발생하면 자동으로 가장 가까운 병원의 구급차에 픽업 장소가 제공되고 병동이 배정되며 환자의 건강 데이터가 응급 부서로 전송되며 추가 조치를 위해 즉시 의사의 컴퓨터에 표시됩니다.[161]
  2. 차량, 도로, 신호등의 IoT 센서는 차량 및 운전자의 상태를 모니터링하고 주의가 필요할 때 경고하며 자율 주행이 정상적으로 작동하도록 자동으로 조정합니다.안타깝게도 사고가 발생하면 IoT 카메라가 가장 가까운 병원과 경찰서에 알려 도움을 요청할 것입니다.[162]

소셜 IoT 당면 과제

  1. 사물인터넷은 다면적이고 복잡합니다.[163]사물인터넷(IoT) 기반 제품과 서비스를 채택하고 사용하는 것을 방해하는 주요 요인 중 하나는 복잡성입니다.[164]설치 및 설정은 사람들에게 어려운 과제이기 때문에, IoT 기기들이 서로 다른 상황에서 서로 다른 서비스를 제공하기 위해 매칭을 혼합하고 스스로를 자동으로 구성할 필요가 있습니다.[165]
  2. 시스템 보안은 항상 모든 기술의 관심사이며, 자신의 보안뿐만 아니라 협업 IoT 기기 간 상호 신뢰 메커니즘을 수시로 고려해야 하기 때문에 SIoT에 있어 더욱 중요합니다.[155]
  3. SIoT의 또 다른 중요한 과제는 센서의 정확성과 신뢰성입니다.대부분의 상황에서 IoT 센서는 사고, 부상 및 인명 손실을 방지하기 위해 나노초 안에 응답해야 합니다.[155]

기술 활성화

IoT를 가능하게 하는 많은 기술들이 있습니다.현장에서 중요한 것은 IoT 설치 장치 간 통신에 사용되는 네트워크로, 여러 무선 또는 유선 기술이 수행할 수 있는 역할입니다.[166][167][168]

주소지명성

Auto-ID Center의 원래 아이디어는 전자제품 코드를 통한 RFID 태그와 구별된 식별을 기반으로 합니다.이는 IP 주소 또는 URI를 가진 개체로 진화했습니다.[169]Semantic Web의[170] 세계에서 볼 수 있는 대안적인 관점은 URI와 같은 기존의 명명 프로토콜로 모든 것(전자, 스마트 또는 RFID 지원뿐만 아니라)을 처리할 수 있도록 하는 것에 초점을 맞추고 있습니다.개체 자체는 대화하지 않지만 이제는 강력한 중앙 집중식 서버와 같은 다른 에이전트가 해당 개체를 참조할 수도 있습니다.[171]인터넷과의 통합은 기기들이 IP 주소를 별개의 식별자로 사용할 것임을 의미합니다.(43억 개의 다양한 주소를 허용하는) IPv4의 제한된 주소 공간 때문에, IoT의 객체들은 요구되는 극도로 큰 주소 공간으로 확장하기 위해 차세대 인터넷 프로토콜 (IPv6)을 사용해야 할 것입니다.[172][173][174]또한 사물인터넷 디바이스는 호스트에 대한 구성 오버헤드를 줄여주기 때문에 IPv6에 있는 상태 비저장 [173]주소 자동 구성과 [175]IETF 6LoWPAN 헤더 압축의 이점을 누릴 수 있습니다.상당 부분, 사물 인터넷의 미래는 IPv6의 지원 없이는 불가능할 것이며, 결과적으로 앞으로 IPv6의 세계적인 채택은 미래의 IoT의 성공적인 발전을 위해 매우 중요할 것입니다.[174]

응용프로그램 계층

  • ADRC는[176] IoT 애플리케이션을 구현하기 위한 애플리케이션 계층 프로토콜 및 지원 프레임워크를 정의합니다.

근거리 무선

  • 블루투스 메시 네트워킹 – 노드 수와 표준화된 응용 계층(모델)이 증가한 블루투스 저전력 에너지(BLE)에 메시 네트워킹 변형을 제공하는 사양.
  • 라이트 피델리티(Li-Fi) – Wi-Fi 표준과 유사한 무선 통신 기술이지만 대역폭을 늘리기 위해 가시광 통신을 사용합니다.
  • 근거리 통신(NFC) – 통신 프로토콜을 통해 2개의 전자 장치가 4cm 범위 내에서 통신할 수 있습니다.
  • RFID(Radio-Frequency Identification) – 전자기장을 이용하여 다른 항목에 내장된 태그에 저장된 데이터를 판독하는 기술.
  • Wi-Fi – IEEE 802.11 표준을 기반으로 하는 로컬 지역 네트워킹 기술로, 장치가 공유 액세스 포인트를 통해 또는 개별 장치 간에 직접 통신할 수 있습니다.
  • Zigbee – IEEE 802.15.4 표준에 기반한 개인 영역 네트워킹을 위한 통신 프로토콜로 낮은 전력 소비, 낮은 데이터 전송률, 낮은 비용 및 높은 처리량을 제공합니다.
  • Z-Wave – 주로 홈 오토메이션 및 보안 애플리케이션에 사용되는 무선 통신 프로토콜

중거리 무선

  • LTE-Advanced – 모바일 네트워크를 위한 고속 통신 규격.LTE 표준의 향상된 커버리지, 더 높은 처리량, 더 낮은 지연 시간을 제공합니다.
  • 5G - 5G 무선 네트워크는 IoT의 높은 통신 요구 사항을 달성하고 이동 중에도 많은 IoT 장치를 연결하는 데 사용될 수 있습니다.[177]IoT의 특정 요소를 지원하는 데 유용하다고 여겨지는 5G의 세 가지 기능, 즉 eMBB(향상된 모바일 광대역), mMTC(Massive Machine Type Communications) 및 URLLC(Ultra-reliability Low Latency Communications)[178]가 있습니다.

장거리 무선

유선

계층별 기술 비교

참고 항목: OSI 모델 및 인터넷 프로토콜 제품군

기술마다 프로토콜 스택에서 역할이 다릅니다.다음은 IoT 애플리케이션에서 인기 있는 여러 통신 기술의 역할을 간략하게 설명한[notes 1] 것입니다.

물리적. 링크 / MAC 네트워크 운송 어플
블루투스 LE[179] Yes Yes Yes Yes Yes
지웨이브[180] No No Yes Yes Yes
ITU-T G.9959[181] Yes Yes No No No
지그비[182] No No Yes Yes Yes
문제[183] No No No No Yes
TCP[184] 및 UDP[185] No No No Yes No
실[186] No No Yes No No
IEEE 802.15.4[187] Yes Yes No No No
IPv6[188] No No Yes No No
이더넷[189] Yes Yes No No No
와이파이[190] Yes Yes No No No

표준 및 표준 조직

이것은 IoT를 위한 기술 표준들의 목록이며, 대부분은 개방형 표준들이고, 그것들을 성공적으로 설정하고자 하는 표준 단체들입니다.[191][192]

단명 긴이름 개발중인 표준 기타 참고사항
오토아이디 실험실 자동 식별 센터 네트워크 RFID(radio frequency identification) 및 새롭게 등장하는 센싱 기술
Connected Home over IP Project Connected Home over IP Connected Home over IP(또는 Project Connected Home over IP)는 다양한 스마트 홈 및 사물인터넷(IoT) 제품과 소프트웨어 간의 호환성을 특징으로 하는 오픈 소스의 로열티 없는 홈 오토메이션 연결 표준 프로젝트입니다. Connected Home over IP 프로젝트 그룹은 2019년 12월 18일 아마존, 애플, 구글,[193] 컴캐스트 및 지그비 얼라이언스에 의해 시작되어 소개되었습니다.[194]이 프로젝트는 대기업의 지원을 받으며 검증된 인터넷 설계 원칙과 프로토콜을 기반으로 현재 파편화된 시스템을 통합하는 것을 목표로 합니다.[195]
EPC글로벌 전자제품코드기술 EPC(Electronic Product Code) 기술 채택 표준
FDA 미국 식품의약국 의료기기의 고유 식별자를 위한 UDI(Unique Device Identification) 시스템
GS1 글로벌 스탠다드 원 빠르게 움직이는 소비재(소비자 패키지 상품), 의료용품 및 기타의 UID("고유" 식별자) 및 RFID 표준

2018년 8월에 처음 [196]출시된 GS1 디지털 링크 표준은 QR 코드, GS1 데이터 매트릭스, RFID 및 NFC를 사용하여 다양한 유형의 기업과 기업 간의 상호 작용뿐만 아니라 소비자 간의 상호 작용을 가능하게 합니다.

 상위 조직은 GS1 US와 같은 회원 조직으로 구성됩니다.
IEEE 미국 전기전자공학회 IEEE 802.15.4, IEEE P1451-99[197](IoT Harmonization), IEEE P1931.1(ROOP Computing) 등의 통신 기술 표준을 기반으로 합니다.
IETF 인터넷공학 태스크포스 TCP/IP(Internet Protocol Suite)를 구성하는 표준
엠티커넥트연구소 — MT커넥트는 공작기계 및 관련 산업 장비와의 데이터 교환을 위한 제조업 표준입니다.IoT의 IIoT 서브셋에 중요합니다.
O-DF 데이터 형식 열기 O-DF는 2014년 The Open Group의 Internet of Things Work Group에서 발표한 표준으로, O-MI(Open Messaging Interface)와 함께 사용할 때 정보를 게시, 업데이트 및 쿼리할 뿐만 아니라 "Thing"을 설명하는 데 적용할 수 있는 일반적인 정보 모델 구조를 지정합니다.
O-MI 메시징 인터페이스 열기 O-MI는 2014년 The Open Group의 Internet of Things Work Group에서 발표한 표준으로, IoT 시스템에 필요한 제한된 주요 작업 세트, 특히 Observer 패턴에 기초한 다양한 종류의 구독 메커니즘을 지정합니다.
OCF 오픈 커넥티비티 파운데이션 CoAP를 이용한 간단한 기기 표준 OCF(Open Connectivity Foundation)가 OIC(Open Interconnect Consortium)를 대체합니다.
OMA 오픈 모바일 얼라이언스 IoT 기기 관리를 위한 OMA DM 및 OMA LWM2M, 그리고 IoT 애플리케이션을 위한 안전한 프레임워크를 제공하는 GotAPI
XSF XMPP 표준 재단 인스턴트 메시징의 개방형 표준인 XMPP의 프로토콜 확장
W3C 월드 와이드 웹 컨소시엄 서로 다른 IoT 프로토콜과 이들이 함께 작동하는 방식을 설명하는 Thing Description, Discovery, Scripting API 및 Architecture와 같은 플랫폼 간의 상호 운용성을 제공하기 위한 표준입니다. W3C의 사물인터넷 활동 홈페이지 https://www.w3.org/WoT/

정치와 시민참여

일부 학자와 활동가들은 기기 네트워크가 사용자 통제와 상호 운용 가능한 플랫폼에 개방될 수 있다면 IoT가 시민 참여의 새로운 모델을 만드는 데 사용될 수 있다고 주장합니다.필립 N. 교수이자 저자인 하워드는 민주주의와 권위주의 정권에서의 정치 생활은 IoT가 시민 참여에 사용되는 방식에 따라 형성될 것이라고 쓰고 있습니다.이를 위해서는 모든 연결된 장치가 센서 데이터의 "궁극적 수혜자" 목록을 누설할 수 있어야 하며 개별 시민이 수혜자 목록에 새로운 조직을 추가할 수 있어야 한다고 그는 주장합니다.또한, 그는 시민 사회 단체들이 데이터를 활용하고 대중과 소통하기 위한 IoT 전략을 개발하기 시작할 필요가 있다고 주장합니다.[198]

정부규제

IoT의 핵심 동인 중 하나는 데이터입니다.디바이스를 연결하여 보다 효율적으로 만드는 아이디어의 성공 여부는 데이터에 대한 액세스 및 저장 및 처리에 달려 있습니다.이를 위해 IoT에 종사하는 기업들은 여러 소스에서 데이터를 수집하고 추가 처리를 위해 클라우드 네트워크에 저장합니다.이로 인해 프라이버시 및 보안 위험과 여러 시스템의 단일 지점 취약성에 대해 문이 활짝 열립니다.[199]다른 문제는 데이터에 대한 소비자의 선택과 소유권, 그리고 데이터가[200] 어떻게 사용되는지에 관한 것입니다.아직 초기 단계이긴 하지만 개인 정보 보호, 보안 및 데이터 소유권과 관련된 규제 및 거버넌스는 계속해서 발전하고 있습니다.[201][202][203]IoT 규제는 국가에 따라 다릅니다.개인정보 보호 및 데이터 수집과 관련된 법률의 몇 가지 예는 1974년 미국 개인정보 보호법, 1980년 OECD 개인정보 보호 가이드라인 및 1995년 EU 지침 95/46/EC입니다.[204]

현재 규제 환경:

2015년 1월 연방거래위원회(FTC)가 발표한 보고서는 다음과 같은 세 가지 권고사항을 제시했습니다.[205]

  • 데이터 보안 – IoT 기업이 설계할 때는 데이터 수집, 저장 및 처리가 항상 안전하도록 보장해야 합니다.기업은 "심층 방어" 방식을 채택하고 각 단계에서 데이터를 암호화해야 합니다.[206]
  • 데이터 동의 – 사용자는 IoT 회사와 어떤 데이터를 공유할지 선택할 수 있어야 하며, 데이터가 노출될 경우 사용자에게 알려야 합니다.
  • 데이터 최소화 – IoT 기업은 필요한 데이터만 수집하고 수집된 정보는 제한된 시간 동안만 보관해야 합니다.

하지만 공정위는 일단 권고만 하는 데 그쳤습니다.공정위 분석에 의하면, 기존의 틀은 공정위법, 공정신용신고법, 아동온라인개인정보보호법 등으로 구성되어 있으며, 소비자교육 및 사업지도 개발, 연방, 주, 지방 차원의 다이해관계자 노력 참여 및 다른 기관에 대한 옹호,소비자의 권리를 보호하기에 충분합니다.[207]

2015년 3월 상원에서 통과된 결의안은 이미 의회에서 검토되고 있습니다.[208]이 결의안은 IoT에 관한 국가 정책을 수립할 필요성과 개인 정보 보호, 보안 및 스펙트럼에 관한 문제를 인정했습니다.또한, IoT 생태계를 촉진하기 위해 2016년 3월, 4명의 상원의원으로 구성된 초당적 그룹은 연방 통신 위원회가 IoT 기기를 연결하기 위한 더 많은 스펙트럼의 필요성을 평가하도록 지시하는 법안인 "혁신을 개발하고 사물 인터넷(DIGIT)을 성장시키는 법"을 제안했습니다.

2018년 9월 28일에 승인된 캘리포니아 상원 법안 제327호는[209] 2020년 1월 1일에 발효됩니다.법안은 "연결된 기기의 제조업체는 해당 용어가 정의된 대로 기기에 기기의 특성과 기능에 적합한 합리적인 보안 기능 또는 기기가 수집, 포함 또는 전송할 수 있는 정보에 적합한 기능을 갖추도록 요구합니다. 기기 및 기기에 포함된 모든 정보를 무단으로 접근, 파기, 사용, 수정 또는 노출로부터 보호하도록 설계되었습니다.

커넥티드 카 사용으로 인한 대부분의 우려가 의료 기기에도 적용되기 때문에 실제로 자동차와 관련된 IoT 산업에 대한 여러 기준이 마련되고 있습니다.실제로 미국 고속도로교통안전국(NHTSA)은 자동차 컴퓨터 시스템의 보안을 강화하기 위해 사이버 보안 지침과 모범 사례 데이터베이스를 준비하고 있습니다.[210]

세계은행의 최근 보고서는 정부가 IoT를 채택할 때의 과제와 기회를 조사하고 있습니다.[211]여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 정부의 IoT에 있어서는 아직 초기 단계입니다.
  • 낙후된 정책 및 규제 프레임워크
  • 강력한 가치 제안에도 불구하고 불투명한 비즈니스 모델
  • 정부와 민간부문의 제도적, 역량적 격차 해소
  • 일관되지 않은 데이터 평가 및 관리
  • 주요 장애물인 인프라스트럭처
  • 정부를 가능케 하는 것
  • 대부분의 성공적인 조종사들은 공통적인 특성(민관 파트너십, 지역, 리더십)을 공유합니다.

2021년 12월 초, 영국 정부는 IoT 유통업체, 제조업체 및 수입업체가 특정 사이버 보안 기준을 충족하도록 법제화하기 위한 노력인 제품 보안 및 통신 인프라 법안(PST)을 도입했습니다.이 법안은 또한 소비자 IoT 기기의 보안 자격증을 향상시키고자 합니다.[212]

비판, 문제점 및 논란

플랫폼 단편화

IoT는 플랫폼 단편화, 상호 운용성 및 공통 기술 표준의[213][214][215][216][217][218][219][excessive citations] 부족으로 어려움을 겪고 있습니다. 다양한 IoT 장치들이 하드웨어의 변화와 그 위에서 실행되는 소프트웨어의 차이 측면에서,는 서로 다른 일관성 없는 기술 생태계 간에 일관성 있게 작동하는 애플리케이션을 개발하는 작업을 어렵게 만듭니다.[1]예를 들어, IoT 기기를 위한 무선 연결은 블루투스, Wi-Fi, Wi-Fi HaLow, Zigbee, Z-Wave, LoRa, NB-IoT, Cat M1 뿐만 아니라 자체적인 장점과 단점이 있는 완전히 사용자 지정 전용 라디오, 그리고 독특한 지원 생태계를 사용하여 수행할 수 있습니다.[220]

코어 운영 체제에서 발견되는 버그에 대한 패치가 구형 및 저가 기기 사용자에게 도달하지 못하는 경우가 많기 때문에 IoT의 비정형 컴퓨팅 특성 또한 보안의 문제입니다.[221][222][223]한 연구자는 공급업체가 패치 및 업데이트를 통해 구형 기기를 지원하지 못하면 87% 이상의 활성 Android 기기가 취약해진다고 말합니다.[224][225]

개인정보 보호, 자율성 및 통제

필립 N. 교수이자 저자인 하워드는 사물인터넷이 시민들에게 힘을 실어주고, 정부를 투명하게 만들며, 정보 접근을 넓힐 수 있는 엄청난 잠재력을 제공한다고 쓰고 있습니다.하지만 하워드는 사회적 통제와 정치적 조작의 가능성과 마찬가지로 사생활의 위협이 엄청날 것이라고 경고합니다.[226]

프라이버시에 대한 우려로 인해 많은 사람들이 사물 인터넷 및 데이터 마이닝과 같은 빅 데이터 인프라가 본질적으로 프라이버시와 호환되지 않을 가능성을 고려하게 되었습니다.[227]물, 교통 또는 에너지 부문에서 디지털화 증가의 핵심 과제는 개인 정보 보호 및 사이버 보안과 관련되어 있으며, 이를 위해서는 연구 및 정책 입안자 모두의 적절한 대응이 필요합니다.[228]

작가 애덤 그린필드는 광고를 읽기 위해 멈춘 행인들의 인구통계를 추적한 몰래카메라가 설치된 광고판의 사례를 들어 IoT 기술이 공공공간을 침범할 뿐 아니라 규범적 행동을 영속화하는 데 활용되고 있다고 주장합니다.

사물인터넷 위원회는 사물인터넷으로 인해 디지털 감시의 보급이 증가한 것을 18세기에 제레미 벤담이 설명한 개념적 파놉티콘과 비교했습니다.[229]그 주장은 프랑스 철학자 미셸 푸코와 질 들뢰즈의 작품에 의해 옹호되었습니다.훈육 및 처벌: 감옥의 탄생 푸코는 파놉티콘이 산업화 시대에 발전된 규율 사회의 중심적인 요소였다고 주장합니다.[230]Foucault는 또한 공장과 학교에서 확립된 규율 체계가 범옵티즘에 대한 벤담의 비전을 반영한다고 주장했습니다.[230]1992년 그의 논문 "통제의 사회에 대한 후기"에서 들뢰즈는 컴퓨터가 파놉티콘을 규율과 통제의 도구로 대체하면서 여전히 파놉티콘과 유사한 특성을 유지하면서 규율 사회가 통제 사회로 전환되었다고 썼습니다.[231]

네덜란드 트웬테 대학의 기술철학 교수인 Peter-Paul Verbek는 기술은 이미 우리의 도덕적 의사결정에 영향을 미치고, 이는 인간의 대리인, 사생활, 자율성에 영향을 미친다고 쓰고 있습니다.그는 기술을 단지 인간의 도구로만 보지 말라고 경고하고 대신 그것을 능동적인 행위자로 간주할 것을 주장합니다.[232]

민주주의와 기술 센터의 저스틴 브룩맨은 IoT가 소비자의 사생활에 미치는 영향에 대해 우려를 표명했습니다. "상업 공간에서 '오, 빅 데이터 - 글쎄, 모든 것을 수집하고 영원히 주변에 두자, 누군가가 나중에 보안에 대해 생각하도록 대가를 지불할 것이다'라고 말하는 사람들이 있습니다."문제는 우리가 그것을 제한하기 위해 어떤 종류의 정책 틀을 마련하기를 원하느냐 하는 것입니다."[233]

Tim O'Reilly는 기업들이 소비자들에게 IoT 장치를 판매하는 방식이 잘못되었다고 생각하며, IoT는 모든 종류의 장치를 온라인에 올려놓고 "IoT는 정말로 인간의 증강에 관한 것"이라고 가정함으로써 효율성을 얻는 것이라는 개념을 반박합니다.의사결정을 주도하는 센서와 데이터가 있을 때 애플리케이션은 크게 다릅니다."[234]

WIREED의 사설들도 우려를 표하고 있습니다. "당신이 잃게 될 것은 당신의 사생활입니다.사실은 그보다 더 심해요.사생활을 잃을 뿐만 아니라, 바로 그 사생활의 개념이 당신의 코밑에서 다시 쓰여지는 것을 보아야 할 것입니다."[235]

미국 시민자유연맹(ACLU)은 사물인터넷이 사람들의 삶에 대한 통제력을 약화시킬 수 있는 능력에 대해 우려를 표명했습니다.ACLU는 "재정적 이익을 추구하는 기업과 더 많은 지배력을 갈망하는 정부의 손에 불균형적으로 축적되는 이러한 거대한 힘이 어떻게 사용될 것인지 예측할 수 있는 방법은 없습니다.빅 데이터가 발생할 가능성이 높고 사물인터넷은 점점 더 불투명해지는 강력한 기업과 정부 기관에 점점 더 투명해지고 있기 때문에 우리 자신의 삶을 통제하는 것을 더 어렵게 만들 것입니다."[236]

개인정보 보호와 스마트 기술에 대한 우려가 증가함에 따라 2007년 영국 정부는 스마트 미터링 프로그램을 시행할 때 공식적인 설계별 개인정보 보호 원칙을 따를 것입니다.이 프로그램은 전통적인 전력 측정기를 스마트 전력 측정기로 대체하게 되어 에너지 사용량을 더 정확하게 추적하고 관리할 수 있게 될 것입니다.[237]하지만 영국 컴퓨터 협회는 이 원칙들이 실제로 실행된 적이 있는지 의심하고 있습니다.[238]2009년 네덜란드 의회는 사생활 문제에 대한 그들의 결정에 근거하여 유사한 스마트 미터링 프로그램을 거부했습니다.네덜란드의 프로그램은 이후 2011년에 수정되어 통과되었습니다.[238]

데이터 저장

IoT 애플리케이션 생산자의 과제는 센서가 수집한 방대한 양의 데이터를 정리, 처리 및 해석하는 것입니다.무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks)라고 불리는 정보의 분석을 위해 제안된 솔루션이 있습니다.[239]이러한 네트워크는 센서 노드 간에 데이터를 공유하며, 센서 노드는 센서 데이터의 분석을 위해 분산 시스템으로 전송됩니다.[240]

또 다른 과제는 이 대용량 데이터의 저장입니다.애플리케이션에 따라 높은 데이터 획득 요구사항이 발생할 수 있으며, 이로 인해 높은 스토리지 요구사항이 발생할 수 있습니다.현재 인터넷은 이미 발생하는 총 에너지의 5%를 책임지고 있으며,[239] 데이터를 수집하고 저장하는 "고통스러운 전력 도전" IoT 장치는 여전히 남아 있습니다.[241]

데이터 사일로는 레거시 시스템의 일반적인 과제이지만 IoT 장치의 구현, 특히 제조업 내에서 여전히 흔히 발생합니다.IoT 및 IIoT 장치에서 얻을 수 있는 많은 이점이 있기 때문에 데이터를 저장하는 수단은 자율성, 투명성 및 상호 운용성의 원칙을 고려하지 않고 심각한 문제를 야기할 수 있습니다.[242]문제는 장치 자체에서 발생하는 것이 아니라 데이터베이스가 웨어하우스가 되는 수단을 설정하는 것입니다.이러한 과제는 디지털 전환을 시작한 제조업체와 기업에서 공통적으로 확인할 수 있으며, 디지털 기반의 일부이므로, IoT 장치로부터 최적의 이점을 얻고 의사 결정을 위해 기업은 먼저 데이터 저장 방법을 다시 조정해야 합니다.Keller(2021)는 독일 M&E 제조업체 내 I4.0 구현의 IT 및 애플리케이션 환경을 조사하면서 이러한 과제를 파악했습니다.[242]

보안.

보안은 사물 인터넷 기술을 채택하는 데 있어 가장 큰 관심사이며,[243] 관련된[244] 심각한 보안 문제와 필요할 수 있는 규제 변화에 대한 적절한 고려 없이 급속한 발전이 이루어지고 있다는 우려가 있습니다.[245][246]사물인터넷(IoT)의 급속한 발전으로 수십억 대의 기기가 네트워크에 연결될 수 있게 되었습니다.연결된 기기가 너무 많고 통신 보안 기술의 한계로 인해 IoT에서는 다양한 보안 문제가 점차 나타나고 있습니다.[247]

대부분의 기술적 보안 문제는 기존 서버, 워크스테이션 및 스마트폰과 유사합니다.[248]이러한 문제에는 취약한 인증 사용, 기본 자격 증명 변경을 잊어버림, 장치 간에 전송되는 암호화되지 않은 메시지, SQL 주입, 중간자 공격, 보안 업데이트 처리 불량 등이 포함됩니다.[249][250]그러나 많은 IoT 장치는 사용 가능한 계산 능력에 심각한 운영 제한이 있습니다.이러한 제약으로 인해 방화벽을 구현하거나 다른 장치와의 통신을 암호화하기 위해[251] 강력한 암호 시스템을 사용하는 등의 기본적인 보안 조치를 직접 사용할 수 없는 경우가 종종 발생하며, 많은 장치의 저렴한 가격과 소비자 초점으로 인해 강력한 보안 패치 적용 시스템이 흔하지 않습니다.[252]

기존 보안 취약점보다는 IoT 기기를 겨냥한 장애 주입 공격이 늘고 있습니다.결함 주입 공격은 의도된 동작을 변경하기 위해 시스템에 결함을 의도적으로 도입하기 위해 장치를 물리적으로 공격하는 것입니다.환경 소음과 전자기장에 의해 의도치 않게 고장이 발생할 수 있습니다.고장 주입 공격을 방지하고 고장 전에 시스템을 정상 상태로 복구하기 위한 제어 흐름 무결성(CFI)에서 비롯된 아이디어가 있습니다.[253]

사물인터넷 기기는 또한 새로운 영역의 데이터에 접근할 수 있고 종종 물리적 기기를 제어할 수 있기 [254]때문에 2014년까지 많은 인터넷 연결 가전제품들이 텔레비전, 주방 가전제품,[255] 카메라 및 온도 조절기를 포함하여 이미 "자신의 집에 있는 사람들을 감시"할 수 있다고 말할 수 있었습니다.[256]브레이크, 엔진, 잠금 장치, 후드 및 트렁크 해제, 경적, 열 및 대시보드와 같은 자동차의 컴퓨터 제어 장치는 온보드 네트워크에 접근할 수 있는 공격자에게 취약한 것으로 나타났습니다.어떤 경우에는 차량 컴퓨터 시스템이 인터넷에 연결되어 있어 원격으로 이용할 수 있습니다.[257]2008년까지 보안 연구원들은 권한 없이 원격으로 심박 조정기를 제어할 수 있는 능력을 보여주었습니다.나중에 해커들은 인슐린[258] 펌프와 이식형 심장박동 제세동기의 원격 제어를 증명했습니다.[259]

보안이 허술한 인터넷 접근성 IoT 기기는 다른 기기를 공격하기 위해 전복될 수도 있습니다.2016년, 미라이 멀웨어를 실행하는 사물인터넷 기기에 의해 구동되는 분산 서비스 거부 공격으로 DNS 제공업체와 주요 웹 사이트가 다운되었습니다.[260]미라이 봇넷은 첫 20시간 동안 약 65,000개의 IoT 기기를 감염시켰습니다.[261]결국 감염자는 20만~30만 명 정도로 늘어났습니다.[261]브라질, 콜롬비아, 베트남이 41.5%를 차지했습니다.[261]Mirai Botnet은 DVR, IP 카메라, 라우터 및 프린터로 구성된 특정 IoT 장치를 선별했습니다.[261]감염된 기기를 가장 많이 보유한 상위 판매업체는 다화, 화웨이, ZTE, 시스코, 자이XEL 및 MicroTik로 확인되었습니다.[261]2017년 5월, Cloudflare의 컴퓨터 과학자 Junade Ali는 게시-구독 패턴의 잘못된 구현으로 인해 IoT 장치에 고유 디도스 취약성이 존재한다고 지적했습니다.[262][263]이러한 종류의 공격으로 인해 보안 전문가들은 IoT를 인터넷 서비스에 대한 실질적인 위협으로 간주하게 되었습니다.[264]

미 국가정보위원회(National Intelligence Council)는 기밀이 아닌 보고서에서, "미국의 적국들이나 범죄자들, 그리고 장난꾸러기들이 원격으로 조종하는 센서와 물체들의 네트워크에 접근하는 것을 부인하기는 어려울 것"수집된 센서 데이터에 대한 공개 시장은 범죄자와 스파이가 취약한 대상을 식별하는 데 도움이 되는 것 못지 않게 상업과 보안의 이익에 도움이 될 수 있습니다.따라서 대규모 병렬 센서 융합은 불합리한 검색에 대한 수정헌법 제4조 보장과 근본적으로 양립할 수 없는 것으로 판명될 경우 사회적 결속력을 약화시킬 수 있습니다."[265]일반적으로 정보 커뮤니티는 사물 인터넷을 풍부한 데이터 소스로 보고 있습니다.[266]

2019년 1월 31일, 워싱턴 포스트는 IoT 초인종과 카메라로 발생할 수 있는 보안 및 윤리적 문제에 관한 기사를 작성했습니다. "지난 달,링은 우크라이나에 있는 팀에게 특정 사용자 비디오를 보고 주석을 달도록 허용했다가 적발되었습니다. 회사는 공개적으로 공유된 비디오와 링 소유주의 동의를 제공하는 비디오만 보고 있다고 말합니다.바로 지난 주, 캘리포니아의 한 가정의 네스트 카메라는 해커가 약한 비밀번호를 사용했을 때 미사일 공격에 대한 가짜 오디오 경고를 넘겨받아 방송하도록 했습니다."[267]

보안에 대한 우려에 대한 다양한 반응이 있어 왔습니다.사물인터넷 보안 재단(IoTSF)은 지식과 모범 사례를 촉진하여 사물인터넷을 안전하게 보호한다는 사명으로 2015년 9월 23일 출범했습니다.그것의 창립 이사회는 기술 제공자와 통신 회사들로부터 만들어졌습니다.또한, 대형 IT 기업들은 IoT 기기의 보안을 보장하기 위한 혁신적인 솔루션을 지속적으로 개발하고 있습니다.2017년 모질라는 IoT 장치를 안전한 사물인터넷 게이트웨이로 라우팅할 수 있는 Project Things를 시작했습니다.[268]KBV리서치의 추정에 따르면,[269] 2016~2022년 동안 사물인터넷에 대한 인프라 문제의 증가와 다양한 활용으로 인해 전체 IoT 보안 시장은[270] 27.9%의 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다.[271][272]

IoT 기기를 확보하기 위한 시장 인센티브가 충분하지 않기 때문에 IoT 기기와 더 넓은 인터넷을 확보하기 위해 정부 규제가 필요하다는 주장이 일부에서 제기되고 있습니다.[273][245][246]대부분의 IoT 개발 보드의 특성상 예측 가능하고 약한 키를 생성하여 중간자 공격에 쉽게 활용할 수 있는 것으로 나타났습니다.그러나 SSH weak 구현 및 weak key 문제를 해결하기 위해 많은 연구자들에 의해 다양한 경화 접근법이 제안되었습니다.[274]

제조 분야의 IoT 보안은 다양한 과제와 다양한 관점을 제시합니다.EU와 독일에서는 제조 및 디지털 정책 전반에 걸쳐, 특히 I4.0의 데이터 보호를 지속적으로 참조하고 있습니다.그러나 기업 입장에서는 데이터 보안에 대한 태도가 다른 반면 제조업 분야의 IoT 기기에서 수집되는 데이터는 개인정보를 표시하지 않기 때문에 GDPR 형태의 데이터 보호가 덜하다는 점에 중점을 두고 있습니다.[242]그러나 연구 결과에 따르면 제조 전문가들은 "상호 연결에 대한 노력이 더욱 강화됨에 따라 국제적인 경쟁업체로부터 기계 기술을 보호하기 위한 데이터 보안"에 대해 우려하고 있습니다.[242]

안전.

IoT 시스템은 일반적으로 감지된 데이터, 사용자 입력 또는 (인터넷으로부터) 다른 외부 트리거 중 하나를 입력으로 받아 다양한 형태의 자동화를 제공하기 위해 하나 이상의 액추에이터를 명령하는 이벤트 기반 스마트 앱에 의해 제어됩니다.[275]센서의 예로는 매연 감지기, 모션 센서, 접촉 센서 등이 있습니다.액츄에이터의 예로는 스마트 락, 스마트 전원 콘센트, 도어 컨트롤 등이 있습니다.타사 개발자가 이러한 센서 및 액츄에이터와 무선으로 상호 작용하는 스마트 앱을 구축할 수 있는 인기 있는 제어 플랫폼으로는 삼성의 스마트(Smart)가 있습니다.물건들,[277] [276]애플의 홈키트, 아마존의 알렉사 [278]등이 있습니다.

IoT 시스템 특유의 문제는 버그가 있는 앱, 예측하지 못한 나쁜 앱 상호 작용 또는 장치/통신 장애가 "집에 아무도 없을 때 현관문을 잠그는" 또는 "온도가 섭씨 0도 이하이고 사람들이 밤에 자고 있을 때 히터를 끄는" 등 안전하지 않고 위험한 물리적 상태를 유발할 수 있다는 것입니다.[275]이러한 상태를 초래하는 결함을 탐지하려면 설치된 앱, 구성 요소 장치, 구성, 더 중요한 것은 상호 작용 방식에 대한 전체적인 보기가 필요합니다.최근, 캘리포니아 리버사이드 대학의 연구원들은 모델 검사를 빌딩 블록으로 사용하여 시스템을 안전하지 않은 상태로 이끌 수 있는 사건을 식별함으로써 "상호작용 수준의" 결함을 드러내는 새로운 실용적인 시스템인 IotSan을 제안했습니다.[275]삼성 스마트에서 IotSan을 평가했습니다.사물 플랫폼.수동으로 구성된 76개 시스템에서 IotSan은 147개의 취약점(즉, 안전한 물리적 상태/속성 위반)을 탐지합니다.

설계.

사물 인터넷의 설계와 관리의 진화하는 특성에 대한 광범위한 인식을 고려할 때, 지속 가능하고 안전한 IoT 솔루션 배치는 "무정부적 확장성"을 위해 설계되어야 합니다.[279]무정부적 확장성 개념의 적용은 불확실한 경영 미래를 설명하도록 설계된 시스템으로 인해 물리적 시스템(즉, 통제된 실제 객체)으로 확장될 수 있습니다.따라서 이러한 하드 아나키식 확장성은 물리적 장애의 위험 없이 모든 관리 체제를 허용하도록 물리적 시스템을 선택적으로 제한함으로써 사물 인터넷 솔루션의 잠재력을 완전히 실현할 수 있는 길을 제공합니다.[279]

브라운 대학 컴퓨터 과학자 마이클 리트먼(Michael Littman)은 사물인터넷을 성공적으로 실행하려면 기술 자체뿐만 아니라 인터페이스의 사용성을 고려해야 한다고 주장했습니다.이러한 인터페이스는 사용자 친화적일 뿐만 아니라 더 잘 통합되어야 합니다. "사용자가 진공청소기, 잠금 장치, 스프링클러, 조명 및 커피 제조기를 위해 다양한 인터페이스를 배울 필요가 있다면 그들의 삶이 더 쉬워졌다고 말하기 어렵습니다."[280]

환경적 지속가능성 영향

사물 인터넷 기술과 관련된 문제는 반도체가 풍부한 모든 장치의 제조, 사용 및 최종 폐기에 따른 환경적 영향과 관련이 있습니다.[281]현대 전자제품은 매우 독성이 강한 합성 화학 물질뿐만 아니라 다양한 중금속과 희토류 금속으로 가득 차 있습니다.이것은 그것들을 적절히 재활용하는 것을 극도로 어렵게 만듭니다.전자 부품은 종종 소각되거나 일반 매립지에 보관됩니다.또한, 현대 전자 부품에 필수적인 희토류 금속을 채굴하는 데 드는 인적 및 환경적 비용은 계속해서 증가하고 있습니다.이로 인해 IoT 기기가 수명 전반에 걸쳐 미치는 환경 영향에 대한 사회적 의문이 제기됩니다.[282]

의도적인 기기 노후화

Electronic Frontier Foundation은 연결된 기기를 지원하는 데 필요한 기술을 사용하여 원격 소프트웨어 업데이트를 통해 또는 기기 작동에 필요한 서비스를 비활성화함으로써 고객의 기기를 의도적으로 비활성화하거나 "벽돌"할 수 있다는 우려를 제기했습니다.한 예로, "평생 구독"을 약속하며 판매된 가정용 자동화 기기는 Nest Labs가 Revolv를 인수하고 Revolv 기기가 운영하던 중앙 서버를 종료하기로 결정한 후 무용지물이 되었습니다.[283]네스트는 알파벳(구글의 모회사)이 소유한 회사이기 때문에, EFF는 이것이 "개인의 생계 또는 신체 안전에 필수적일 수 있는 자율 주행 자동차, 의료 기기 및 기타 고급 장치를 판매하려는 야망을 가진 회사에 끔찍한 선례가 된다"고 주장합니다.[284]

소유자는 자신의 기기를 다른 서버로 자유롭게 가리키거나 개선된 소프트웨어를 공동 작업해야 합니다.그러나 이러한 조치는 "현지 사용"에 대한 면제 규정만 있는 미국 DMCA 섹션 1201을 위반하는 것입니다.이것은 자신들의 장비를 계속 사용하고 싶어하는 깡통들을 합법적인 회색 지대로 강요합니다.EFF는 구매자들이 자신의 희망보다 제조사의 희망을 우선시하는 전자제품과 소프트웨어를 거절해야 한다고 생각합니다.[284]

판매 후 조작의 예로는 Google Nest Revolv, Android에서 개인 정보 보호 설정 비활성화, PlayStation 3에서 Linux를 비활성화하는 Sony, Wii U에서 강제 EULA 등이 있습니다.[284]

헷갈리는용어

비즈니스 기술 잡지인 Information Age의 케빈 론러간(Kevin Lonergan)은 IoT를 둘러싼 용어를 "용어 동물원"이라고 언급했습니다.[285]명확한 용어의 부족은 "실용적인 관점에서" 유용하지 않으며 "최종 사용자에게 혼란을 주는 원인"입니다.[285]IoT 분야에서 활동하는 회사는 센서 기술, 네트워킹, 임베디드 시스템 또는 분석과 관련된 모든 분야에서 일할 수 있습니다.[285]Lonergan에 따르면, IoT라는 용어는 오늘날 우리가 알고 있는 스마트폰, 태블릿, 그리고 기기가 존재하기 전에 만들어졌으며, 다양한 정도의 중복과 기술적 융합을 가진 용어들의 긴 목록이 있습니다.사물인터넷, 사물인터넷, 사물인터넷(IoE), 물품인터넷(공급망), 산업인터넷, 퍼베이시브 컴퓨팅, 퍼베이시브 센싱, 유비쿼터스 컴퓨팅, 사이버-물리 시스템(CPS), 무선 센서 네트워크(WSN), 스마트 오브젝트, 디지털 트윈, 사이버 오브젝트 또는 아바타,[142] 협력 오브젝트, 머신 투 머신(M2M),주변지능(AmI), 운영기술(OT),[285] 정보기술(IT).IoT의 산업 하위 분야인 IIoT와 관련하여, 산업 인터넷 컨소시엄의 어휘 태스크 그룹은 산업 인터넷 컨소시엄이 발행하는 간행물 전반에 걸쳐 "일관된 용어"[286][287]를 보장하기 위해 "공통하고 재사용 가능한 용어의 어휘"[286]를 만들었습니다.IoT One은 새로운 용어가 게시될 때 알림을 받을 새로운 용어 알림이[288] 포함된 IoT 용어 데이터베이스를 만들었습니다.2020년 3월 현재, 이 데이터베이스는 "투명하고 포괄적인" 자료를 유지하면서 807개의 IoT 관련 용어를 집계하고 있습니다.[289][290]

입양장벽

William Ruh GE Digital CEO는 제1회 IEEE Computer Society TechIgnite 컨퍼런스에서 IoT 서비스 시장에서의 발판을 마련하려는 GE의 시도에 대해 언급했습니다.

상호 운용성 부족 및 가치 제안 불명확

IoT의 잠재력에 대한 공통된 믿음에도 불구하고 업계 리더들과 소비자들은 IoT 기술을 보다 광범위하게 채택하기 위한 장벽에 직면해 있습니다.Mike Farley는 Forbes지에서 IoT 솔루션이 얼리 어답터에게는 매력적이지만 상호 운용성이 부족하거나 최종 사용자에게는 명확한 사용 사례가 없다고 주장했습니다.[291]덴마크 기업들의 IoT 채택에 관한 에릭슨의 연구에 따르면 많은 기업들이 "IoT의 가치가 정확히 어디에 있는지 정확히 파악하기 위해" 고군분투하고 있다고 합니다.[292]

개인 정보 보호 및 보안 문제

IoT, 특히 소비자 IoT와 관련하여 사용자의 일상에 대한 정보를 수집하여 사용자 주변의 "사물"이 협력하여 개인의 선호를 충족시키는 더 나은 서비스를 제공할 수 있습니다.[293]서비스, 디바이스, 네트워크의 다양한 통합으로 인해 사용자를 상세하게 설명하는 수집된 정보가 네트워크 내의 여러 홉을 이동할 경우, 디바이스에 저장된 정보는 IoT 네트워크 내에 존재하는 노드를 손상시켜 프라이버시 침해에 취약합니다.[294]

예를 들어, 2016년 10월 21일, 도메인 네임 시스템 프로바이더인 Dyn에 의해 운영되는 시스템을 공격하는 다중 분산 서비스 거부(DDoS)가 발생하여 GitHub, Twitter 등과 같은 여러 웹 사이트에 액세스할 수 없게 되었습니다.이 공격은 IP 카메라, 게이트웨이, 심지어 아기 모니터를 포함한 많은 수의 IoT 장치로 구성된 봇넷을 통해 실행됩니다.[295]

근본적으로 IoT 시스템이 요구하는 보안 목표는 4가지입니다. (1) 데이터 기밀성: 권한이 없는 당사자는 전송 및 저장된 데이터에 액세스할 수 없습니다. (2) 데이터 무결성: 전송 및 저장된 데이터의 의도적 및 비의도적 손상을 감지해야 합니다. (3) 거부: 전송자는 다음을 전송한 것을 부인할 수 없습니다.주어진 메시지; (4) 데이터 가용성: 전송되고 저장된 데이터는 DOS(Denial of Service) 공격을 받더라도 승인된 당사자가 사용할 수 있어야 합니다.[296]

정보 개인 정보 보호 규정은 또한 조직이 "합리적인 보안"을 실천하도록 요구합니다.캘리포니아의 SB-327 정보 프라이버시: 연결된 장치는 "해당 용어가 정의된 바와 같이 연결된 장치의 제조업체가 해당 장치를 수집, 포함 또는 전송할 수 있는 정보에 적합한 합리적인 보안 기능 또는 장치의 특성과 기능에 적합한 기능을 갖추고 있어야 합니다.기기 및 기기에 포함된 모든 정보를 명시된 대로 무단 접근, 파괴, 사용, 수정 또는 노출로부터 보호하도록 설계되었습니다."[297]각 조직의 환경이 독특하기 때문에 "합리적인 보안"이 무엇인지, 비즈니스에 어떤 잠재적인 위험이 수반될 수 있는지를 입증하기가 어려울 수 있습니다.Oregon's HB 2395 2020년 9월 30일 Wayback Machine에서 보관된 Oregon's HB 2395 또한 "[연결된 장치를 제조, 판매 또는 판매 제안하는] 제조업체는 연결된 장치를 보호하는 합리적인 보안 기능과 연결된 장치가 수집, 포함하고 있는 정보를, 소비자가 허가하지 않은 접근, 파괴, 수정, 사용 또는 공개에 이르기까지 저장 또는 전송합니다."[298]

바이러스 백신 제공업체인 카스퍼스키(Kaspersky)에 따르면 2020년 IoT 장치의 데이터 침해는 6억 3900만 건, 2021년 상반기에는 15억 건에 달했습니다.[212]

전통적 지배구조

중국 항저우에 있는 사물인터넷의 모습

덴마크 기업들의 사물인터넷 채택과 관련하여 에릭슨이 발표한 연구는 "IoT가 여전히 불확실성과 역사적 선행성 부족을 제시하고 있기 때문에 IoT와 기업의 전통적인 지배 구조 간의 충돌"을 확인했습니다.[292]인터뷰에 응한 응답자 중 60%는 "자신이 조직 역량을 가지고 있다고 생각하지 않으며, 4명 중 3명은 IoT 기회를 포착하는 데 필요한 프로세스를 가지고 있다고 생각하지 않는다"고 말했습니다.[292]이로 인해 조직 설계 프로세스를 원활하게 하고 새로운 혁신 관리 관행을 테스트하기 위해 조직 문화를 이해해야 할 필요성이 대두되었습니다.디지털 전환 시대에 디지털 리더십의 부족으로 인해 많은 기업들이 불확실성에 직면하여 "시장의 역동성이 발휘되기를 기다리고 있었다"[292]거나 IoT와 관련한 추가 조치가 "경쟁사의 움직임, 고객 유치 또는 규제 요구 사항에 보류 중"일 정도로 혁신과 IoT 채택이 억제되었습니다.[292]이러한 기업들 중 일부는 "디지털 중단이 필름 사진을 디지털 사진으로 덮기 전까지 Kodak은 시장의 선두주자였습니다"라고 말하며 "그들의 산업에 영향을 미치는 파괴적인 힘을 파악하지 못하고"[299] "파괴적인 변화가 열리는 새로운 비즈니스 모델을 진정으로 수용하는 데 실패했습니다"라고 말합니다.[299]스콧 앤서니(Scott Anthony)는 하버드 비즈니스 리뷰(Harvard Business Review)에서 코닥이 "디지털 카메라를 만들고 이 기술에 투자했으며 심지어 사진이 온라인에서 공유될 것이라는 것을 [299]이해했다"고 썼지만, 결국 "온라인 사진 공유는 인쇄 사업을 확장하기 위한 방법이 아니라 새로운 사업"이라는 것을 깨닫지 못했습니다.[299]

사업계획 및 프로젝트 관리

2018년 연구에 따르면, IoT 배포의 70-75%가 파일럿 또는 프로토타입 단계에서 정체되었으며, 부분적으로 비즈니스 계획의 부족으로 인해 규모에 도달할 수 없었습니다.[300][page needed][301]

전 세계의 과학자, 엔지니어 및 관리자들이 IoT 제품의 이점을 개발하고 활용하기 위해 지속적으로 노력하고 있지만, 이러한 프로젝트의 거버넌스, 관리 및 구현에는 약간의 결함이 있습니다.정보 및 기타 기반 기술 분야에서 엄청난 전진 모멘텀이 있음에도 불구하고 IoT는 여전히 복잡한 영역으로 남아 있으며 IoT 프로젝트가 관리되는 방식의 문제는 여전히 해결되어야 합니다.IoT 프로젝트는 단순하고 기존의 IT, 제조 또는 건설 프로젝트와는 다르게 운영되어야 합니다.IoT 프로젝트는 프로젝트 일정이 길고, 숙련된 자원이 부족하며, 보안/법적인 문제가 많기 때문에, 새롭고 구체적으로 설계된 프로젝트 프로세스가 필요합니다.IoT 프로젝트의 성공률을 높이기 위해서는 다음과 같은 관리 기법이 필요합니다.[302]

  • 별도의 연구개발 단계
  • 실제 프로젝트가 시작되기 전 개념 증명/원형
  • 학제 간 기술적 지식을 갖춘 프로젝트 관리자
  • 범용적으로 정의된 비즈니스 및 기술 용어

참고 항목

메모들

  1. ^ 실제 표준은 여기에 제시된 것과 다른 용어를 사용하거나 다른 계층 경계를 정의할 수 있습니다.

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