Dispositivos inteligentes para ciudades inteligentes: una descripción general

Los dispositivos inteligentes son una parte necesaria de las ciudades inteligentes. Permiten la recopilación, transmisión y gestión eficiente y eficaz de datos. Los dispositivos inteligentes pueden incluir cualquier cosa, desde sensores hasta cámaras y balizas Bluetooth. Permiten la automatización de tareas y la recopilación de datos que pueden utilizarse para mejorar el funcionamiento de una ciudad. También permiten que las ciudades integren la tecnología IoT (Internet de las cosas) en sus estructuras.

¿Qué son los dispositivos inteligentes?

Los dispositivos inteligentes son máquinas pequeñas conectadas a Internet que suelen utilizar algún tipo de red inalámbrica para que sean móviles. Se pueden usar para todo tipo de cosas, pero generalmente se incluyen en una de estas categorías: sensores ambientales como medidores de humedad del suelo y monitores de calidad del aire; cámaras de seguridad; o dispositivos personales que controlan la salud, la ubicación u otros factores del usuario. Los datos que recopilan los dispositivos inteligentes a menudo deben transmitirse de alguna manera después de haberlos recopilado. Si el dispositivo es demasiado grande para la energía de la batería, entonces la transmisión por cable es una opción. Si no es así, hay muchos tipos de redes inalámbricas que pueden transmitir datos a largas distancias con muy poca energía y a altas velocidades. El tipo más común de dispositivo inteligente es un sensor ambiental, pero muchas ciudades también usan cámaras de seguridad.

Además de los propios dispositivos, una ciudad puede emplear la tecnología IoT que hace que la información de esos dispositivos esté disponible a través de Internet. Esto permite conexiones remotas entre usuarios y sensores, así como sistemas de administración basados en software que pueden monitorear todos los sensores en un sistema sin intervención humana. Para que estos sistemas funcionen, pueden requerir tecnologías adicionales como servicios de ubicación o redes a gran escala capaces de transmitir datos a largas distancias. La infraestructura de red a gran escala es importante para recopilar datos de una gran cantidad de dispositivos y enviarlos a una base de datos central donde cualquier persona con conexión a Internet puede acceder a ellos. Administrar este tipo de sistema es complicado y requiere una gran cantidad de planificación e inversión para crearlo.

¿Qué es una ciudad inteligente?

Una ciudad inteligente es una ciudad que utiliza la tecnología para mejorar la eficiencia de sus funciones. Esto puede incluir casi cualquier cosa, desde sistemas de gestión de tráfico hasta plantas de purificación de agua, pero hay muchos puntos en común entre los diferentes tipos de ciudades inteligentes: acceso remoto, automatización, análisis de datos y herramientas de visualización, y el uso de dispositivos IoT y redes a gran escala para dispositivos. integración. Dado que estas tecnologías pueden ser costosas, generalmente lleva tiempo que se extiendan por una ciudad. La clave es que la funcionalidad mejorada prometida por este tipo de tecnología eventualmente supera el costo inicial siempre que siga brindando beneficios a lo largo del tiempo. Para que estas tecnologías funcionen de manera eficiente, deben ser administradas por un sistema central. Este tipo de sistema a menudo se denomina plataforma de gestión de la ciudad.

Internet de las cosas (IoT) es un término general para el uso de varias tecnologías para integrar uno o más tipos de dispositivos inteligentes en lo que normalmente consideramos un dispositivo «inteligente». Estos pueden incluir sensores ambientales, cámaras de seguridad, balizas Bluetooth y otras máquinas con capacidad inalámbrica que recopilan datos de una o más fuentes y luego los transmiten de forma inalámbrica o a través de redes cableadas. La clave es conectar estos dispositivos de tal manera que puedan compartir información con otros dispositivos y sistemas IoT sin sacrificar su funcionalidad individual. Por ejemplo: un semáforo habilitado para IoT tendría sus propios sensores integrados en su estructura para detectar cuándo es seguro cambiar, pero si ese semáforo también está integrado en un sistema más grande con Internet, entonces su estado puede enviar alertas a otros dispositivos IoT. como los teléfonos inteligentes.

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¿Qué es una plataforma de gestión de ciudad inteligente?

Una plataforma de gestión de ciudades inteligentes (SCMP) es un portal de software basado en la web que agrega y analiza datos de todos los componentes de la ciudad inteligente para brindar información útil. Esto significa diseñar y crear nuevas tecnologías para que puedan comunicarse y trabajar juntas, y requiere una fuerte coordinación central entre estos diferentes elementos para mantenerlos eficientes y seguros. Cuando se implementa correctamente, un SCMP puede hacer cosas como proporcionar análisis en tiempo real, herramientas de optimización, herramientas de visualización, sistemas de alerta, capacidades de programación, automatización del flujo de trabajo, intercambio de datos con otros sistemas y más.

¿Cómo un servicio de localización puede mejorar las ciudades inteligentes?

Se puede utilizar un servicio de ubicación para rastrear la ubicación precisa de cualquier dispositivo de ciudad inteligente que tenga la capacidad de transmitir sus coordenadas geográficas de forma inalámbrica o mediante redes cableadas. Esta es una capacidad cada vez más común para los dispositivos IoT, por lo que decidir cómo desea usarla es una de las primeras cosas que debe resolver antes de diseñar su sistema. Hay muchas maneras diferentes en que este tipo de información podría ser útil: facilitando la navegación, brindando alertas en tiempo real, usando sensores ambientales para disuadir el crimen, rastreando el uso del agua en áreas como parques y lagos donde no hay un impacto financiero directo de despilfarro de recursos (por ejemplo, piscinas y fuentes), etc. La clave de un servicio de ubicación es que debe ser rápido y preciso, lo que significa una gran coordinación con otros sistemas.

Uno de los factores clave de las ciudades inteligentes es la integración

La palabra «integración» en este contexto se refiere al proceso de enviar datos de un sistema a otro, o de un conjunto de dispositivos a otro. Los diferentes tipos de dispositivos IoT disponibles tienen diferentes capacidades y casos de uso, pero siempre que sean capaces de intercambiar datos de forma inalámbrica o a través de redes cableadas, puede conectarlos con su SCMP sin demasiados problemas. En el caso de un servicio de ubicación, solo las partes de su sistema de ciudad inteligente que requieren coordenadas geográficas en tiempo real necesitan integración con una API de servicios de ubicación para que no se convierta en un cuello de botella para todo el sistema. La mayoría de los dispositivos de ciudades inteligentes compatibles con Internet ya están configurados con la conectividad básica que requieren para enviar datos a través de las redes, por lo que no tendrá que lidiar con ningún reenvío de puertos complicado u otras tareas de red avanzadas.

¿Cómo asegurar el SCMP?

Un SCMP completo incluirá una serie de características que pueden ayudar a proteger su sistema y, al mismo tiempo, permitir el intercambio de información útil. Muchos dispositivos IoT están conectados en redes IPv4 o IPv6, que son muy difíciles de proteger contra usuarios no autorizados porque sus direcciones IP pueden cambiar en cualquier momento, pero eso también significa que no hay una ubicación central particular donde la seguridad de todo su sistema cuelgue en el equilibrio. La mejor manera de usar este tipo de asignación dinámica de direcciones es usar un servidor de autenticación centralizado (generalmente basado en LDAP) más protocolos de comunicación seguros como HTTPS y SSH, y esto es aún más importante cuando se tienen en cuenta todos los diferentes tipos de dispositivos. su sistema de ciudad inteligente puede incluir.

¿Qué es una red de sensores inalámbricos?

Las redes de sensores inalámbricos (WSN) se pueden usar para aplicaciones como el monitoreo ambiental, donde se debe recopilar una gran cantidad de datos de varios lugares o situaciones diferentes y luego enviarlos de forma inalámbrica a través de pequeños sensores IoT que no necesitan ningún tipo de conexión directa a Internet. Por ejemplo: sensores que detectan temperatura ambiente, fugas de gas, niveles de humedad, calidad del aire, etc. Este tipo de dispositivos a menudo funcionan con baterías, lo que significa que son más adecuados para la instalación en áreas remotas donde no es factible pasarles un cable de alimentación cada pocos meses, y se pueden integrar con un SCMP sin demasiado dificultad si el software en los sensores permite la exportación de datos simples en lugares como el formato CSV.

¿Cómo construir una plataforma de gestión de ciudad inteligente?

Una de las partes más importantes sobre el diseño de una plataforma de gestión de ciudad inteligente es cómo desea monitorearla y mantenerla una vez que todos sus diferentes sistemas estén en funcionamiento. La mayoría de las tareas que deben realizarse (como actualizar el software del sistema) deben realizarse automáticamente, pero incluso cuando todo funciona sin problemas, debe haber al menos una persona cuya responsabilidad principal sea asegurarse de que nada salga mal con ninguna parte de su SCMP general. . Hay muchas opciones para este tipo de seguridad de la información, por lo que es mejor investigar un poco sobre qué es lo mejor para una situación particular: permisos de usuario, acceso remoto, etc.

La integración con los sistemas existentes es otro factor clave importante

Incluso si aún no tiene ningún tipo de sistema de información funcionando en su ciudad inteligente, debería ser relativamente fácil integrar un SCMP con el equipo existente y otros dispositivos especializados debido al alcance limitado de muchas aplicaciones de IoT. Por ejemplo: las farolas inteligentes deben ser compatibles con la mayoría de los demás sistemas de iluminación automatizados, por lo que, siempre que haya una interfaz que permita la exportación/importación de coordenadas geográficas, no debería necesitar ninguna ingeniería o programación personalizada para que funcionen juntas. Al igual que su SCMP no necesita construirse desde cero cada vez que alguien instala una nueva infraestructura de ciudad inteligente (porque los protocolos de datos comunes como MQTT pueden conectar diferentes sistemas), cada dispositivo IoT individual puede integrarse en uno o más de sus sistemas de software existentes. dependiendo de lo que recopile.

Compatibilidad de hardware en la aplicación de ciudades inteligentes basadas en IoT

Este es uno de los principales beneficios de las aplicaciones de ciudad inteligente basadas en IoT: una vez que tenga un sistema de hardware adecuado, teóricamente debería durar muchos años antes de necesitar una actualización o reemplazo, sin dejar de ser compatible con cualquier componente nuevo o actualizado en su SCMP general. . Esto generalmente ahorra dinero durante las primeras etapas de desarrollo y aún permite flexibilidad si desea expandir su red agregando nuevos dispositivos más adelante. Por ejemplo: casi todos los teléfonos móviles se basan en protocolos de comunicación comunes, lo que significa que el hardware funcionará tanto si utiliza el software iOS de Apple como el sistema operativo Android de Google. Por supuesto, este no siempre es el caso porque existe una gran compensación entre tener muchos dispositivos estandarizados y poder personalizar su sistema de ciudad inteligente para cumplir con todos sus requisitos únicos, pero generalmente es menos costoso hacer que todo funcione en conjunto. fuera de la caja.

Más y más sobre seguridad en ciudades inteligentes para la ciberpaz

No hace falta decir que la seguridad es uno de los factores más importantes en cualquier programa de ciudad inteligente: a medida que más datos de diferentes partes de una ciudad están disponibles en línea, también significa que hay más puntos potenciales para que los piratas informáticos de fuera de la red obtengan acceso. . Los mismos tipos de vulnerabilidades de IoT que pueden afectar las redes de menor escala también existen en escalas más grandes, ya que a menudo se basan en tecnologías similares; sin embargo, esto no significa que todos los aspectos de un SCMP deban ser absolutamente herméticos. Simplemente significa que debe considerar cuidadosamente las medidas de seguridad en todas las etapas de su proyecto y luego volver atrás y actualizar partes individuales a medida que se descubren nuevas vulnerabilidades o cambia el factor de riesgo.

La mayoría de los sistemas de ciudades inteligentes actualmente se basan en protocolos de datos no cifrados como MQTT, lo que facilita que los piratas informáticos obtengan contraseñas de usuario mediante el uso de paquetes de información especialmente diseñados que pueden engañar a los dispositivos IoT para que revelen detalles confidenciales sobre sus configuraciones o los tipos de datos que están transmitiendo. . Si bien es más probable que esto suceda durante un ataque de intermediario, en el que un pirata informático intercepta la señal de un dispositivo específico antes de retransmitirla a su destino previsto, no es necesario que se infiltren físicamente en su red para obtener esto. tipo de información Simplemente pueden monitorear el tráfico en diferentes canales físicos y luego usar esos datos para adivinar (o usar fuerza bruta) contraseñas o claves criptográficas una vez que hayan logrado obtener suficientes detalles de la red sobre cómo podría implementarlos.

Los SCMP a menudo usan coordenadas geográficas como longitudes y latitudes como una forma de identificar ubicaciones particulares dentro de las ciudades (por ejemplo, hogares, negocios, puntos de referencia), pero hay ciertos tipos de ataques que se pueden usar contra estos dispositivos según la tecnología que se use para su configuraciones iniciales. Esto significa que, en teoría, los atacantes con algunos conocimientos técnicos podrían obtener acceso o interrumpir su sistema si su objetivo se encuentra entre ciertos puntos, o si la transmisión de su señal se origina fuera de los límites mínimos o máximos de un área en particular. En este caso, puede ser especialmente importante actualizar sus dispositivos IoT regularmente si su software no se basa en un modelo de código abierto que le permita parchear las vulnerabilidades rápidamente.

Toneladas de beneficios para las ciudades inteligentes

Uno de los mayores beneficios de cualquier proyecto de ciudad inteligente es que puede proporcionar una plataforma conveniente para mostrar cómo se pueden analizar, filtrar e interpretar diferentes tipos de datos en tiempo real. Esto significa que las ciudades pueden usar estos sistemas para obtener información útil sobre las tendencias económicas o los cambios demográficos de la población a través de aplicaciones móviles, portales web y otros canales de comunicación sin tener que depender de métodos tradicionales como las encuestas censales, que son cada vez más obsoletas y costosas. En la mayoría de los casos, los SCMP recopilan datos de redes de TIC de bajo nivel a nivel de la calle, pero también tienen la capacidad de interactuar con una variedad de otros tipos de información sobre el entorno que los rodea, incluido cómo se utilizan los servicios de la ciudad, dónde camina la gente. o conducir en un momento dado e incluso qué tipo de mercancías se envían dentro y fuera de un área en particular.

A diferencia de otras redes de IoT que han existido durante décadas, las ciudades inteligentes deben poder monitorear continuamente los cambios en su entorno urbano como parte de las operaciones diarias. Esto significa que debe estar preparado para actualizar constantemente su SCMP a medida que las nuevas tecnologías estén disponibles a lo largo de su vida útil. En algunos casos, esto significará actualizaciones de software cada dos años, mientras que también podría requerir reemplazos de hardware si sus dispositivos IoT existentes no pueden adaptarse lo suficientemente rápido a nuevos tipos de ataques como interferencia o suplantación de identidad. Si bien este tipo de flexibilidad puede parecer costoso durante las primeras etapas de un proyecto de ciudad inteligente, tiene el potencial de reducir los costos generales asociados con las infracciones de seguridad y el tiempo de inactividad de la infraestructura más adelante.

La estandarización es un punto crucial para las ciudades inteligentes de la ciberpaz

Los SCMP son probablemente algunas de las redes de IoT más complicadas de las que será responsable de proteger, pero también tienen mucho en común con otros tipos de sistemas municipales en su núcleo, incluida la forma en que recopilan, procesan y comparten datos utilizando sensores que dependen de protocolos de comunicaciones inalámbricas para transmitir información de ida y vuelta entre diferentes dispositivos. Por esta razón, es importante que siga los estándares de la industria lo más cerca posible durante cada etapa de su proyecto para que otras partes no introduzcan vulnerabilidades similares en su sistema (o peor aún, las introduzcan y luego las exploten) en el mismo suministro o distribución. cadena.

Al igual que muchos tipos de SCMP, los sistemas de ciudades inteligentes, como la gestión del tráfico y la visualización de datos, se pueden usar para una variedad de fines comerciales e industriales, según el tipo de licencias que necesite obtener antes de instalarlos en espacios públicos. Por ejemplo: si planea identificar patrones de tránsito dentro de su entorno urbano a través de sensores Bluetooth que dependen de frecuencias sin licencia, es especialmente importante que estos dispositivos estén diseñados teniendo en cuenta la seguridad para que no haya puntos de acceso no autorizados a lo largo de sus rutas de señal. Permitir que cualquier persona interfiera con las redes inalámbricas de uso gratuito podría exponer a su ciudad a riesgos legales innecesarios y, al mismo tiempo, crear vulnerabilidades que podrían ser aprovechadas por terceros malintencionados.

De la misma manera que debe asegurarse de que sus SCMP utilicen un modelo de código abierto, también es importante que piense en la seguridad desde una perspectiva de todo el sistema cuando implemente nuevos tipos de dispositivos en espacios públicos, incluidos los datos que se compartida entre diferentes redes TIC o almacenada en almacenamiento en la nube. Dado que los dispositivos IoT tienden a depender de bibliotecas y marcos de terceros que pueden no estar siempre actualizados con las últimas actualizaciones de software de una ciudad determinada, deberá asegurarse de que este tipo de dependencias se crearon desde cero o se probaron exhaustivamente antes de su uso en una ciudad inteligente. proyectos

Si bien la mayoría de los municipios han dependido de las redes cableadas durante décadas, se están moviendo rápidamente hacia las tecnologías inalámbricas debido a los costos más bajos y la instalación más sencilla: un SCMP moderno, como un sistema de transporte inteligente, puede enviar y recibir millones de paquetes de datos cada día, razón por la cual es muy importante que este tipo de sistemas se diseñen teniendo en cuenta la seguridad desde cero.

Cuando se trata de proteger los SCMP que se basan en tecnologías inalámbricas, hay tres componentes principales que debe conocer: interferencia, interferencia y suplantación de identidad. Puede pensar en la interferencia como un ruido de señal no deseado o pérdida de datos causada por dos o más fuentes que luchan por el tiempo de aire en la misma pieza de hardware, mientras que la interferencia es cualquier intento intencional de evitar que otro dispositivo reciba señales a través de la fuerza bruta (dominando la señal con ruido) o bloqueando el rango de frecuencia utilizado por ese otro dispositivo. La suplantación de identidad es una forma de robo de identidad que ocurre cuando personas malintencionadas intentan enviar paquetes desde otro dispositivo que finge ser una fuente confiable. Los tres tipos de ataques podrían dar lugar a la exposición o manipulación de información confidencial y, dependiendo de la banda de frecuencia utilizada por sus SCMP, es posible que este tipo de brechas de seguridad pasen desapercibidas para las personas responsables del mantenimiento del sistema.

Si bien algunos tipos de interferencia se pueden mitigar con una gestión de protocolos adecuada (especialmente si son causadas por elementos naturales como las erupciones solares), debe comenzar a pensar en la interferencia y la suplantación de identidad como dos áreas principales en las que los estándares de seguridad de IoT aún se están poniendo al día con las necesidades de la industria. . Un tema común entre todos los sistemas inalámbricos es que necesitan permiso para operar en frecuencias específicas dentro de sus bandas permitidas, lo que significa que un ataque de interferencia se puede detectar al observar las frecuencias vecinas en busca de ruido excesivo. Los ataques de suplantación de identidad son un poco más complicados de detectar, ya que requieren que los investigadores averigüen si un paquete determinado proviene de una fuente autorizada o no, algo que es casi imposible si el intento de suplantación de identidad fue exitoso.

A medida que los municipios continúan invirtiendo en SCMP diseñados para uso público, es importante que tengan en cuenta este tipo de ataques durante el diseño del hardware y la integración del sistema: mientras que empresas como Cisco han estado incorporando herramientas de seguridad de radiofrecuencia en sus plataformas IoT durante años (ver cómo están abordando amenazas como la interferencia y la suplantación de identidad aquí), otros no han incluido explícitamente la protección de redes inalámbricas entre sus principales preocupaciones, a pesar de varios incidentes que involucran ataques físicos a infraestructuras TIC locales. Al igual que cualquier otro tipo de red sensible, los SCMP se basan en una combinación de métodos cableados e inalámbricos para la transmisión de datos, lo que significa que los administradores del sistema deberán asegurarse de que sus estándares tengan en cuenta todos los tipos de interferencias detectables dentro de determinadas bandas de frecuencia.

Si bien la fuente principal de este tipo de ataques todavía se atribuye a los piratas informáticos que buscan información personal o datos de puntos de interés, no hay razón por la cual otros atacantes no puedan perseguir diferentes tipos de infraestructura crítica si no están construidos con seguridad. en mente desde cero. Dada la cantidad de dinero que los municipios han estado invirtiendo en Wi-Fi público durante la última década, es importante que mantenga sus SCMP a salvo de ataques al pensar en la protección de la red inalámbrica de adentro hacia afuera.

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