インダストリーを変革する：コネクテッドデバイスの未来

デジタル技術の高度化に伴い、データ取得現場のすぐ近くで、感知・分析・応答ができるコネクテッド製造システムのビジョン（いわゆる「インテリジェントエッジ」）が、まもなく現実のものとなります。このビジョンは、コンピューティングパワー、データ分析、高度な接続性を組み合わせ、データ取得地点に近い場所で応答を可能にします。新たなモノのインターネット（IoT）とインダストリー4.0の能力を次のレベルへ引き上げます。

サイバーセキュリティはこのビジョンで複雑な役割を果たします。一方では、技術進歩がサイバーセキュリティ能力向上につながります。他方で、プライバシー、データ完全性、ネットワークレジリエンスへの配慮なく構築されれば、技術進歩がサイバーリスクを劇的に増大させる可能性もあります。

インテリジェントエッジを実現する主要能力には、人工知能（AI）、コンピューティングハードウェア、ネットワーキング能力、標準プロトコルがあります。これらの進歩が融合し、インダストリー4.0実現を加速するコンポーネントを結びつけています。新しい働き方、製品・サービス、価値創造を可能にする主要コンポーネントは以下の通りです：

• AIはすでに幅広いアプリケーションを支えています。クラウドベースのAIとリアルタイムデータ処理の組み合わせにより、AIはエッジで高負荷タスクを処理できます。例えば、プロセス非効率、品質欠陥、疑わしいサイバー攻撃にエッジで自律的に対応し、継続的な学習をコアで行うなどです。
• コンピューティングハードウェアとファームウェアは、より小型・堅牢・省電力化が進み、処理能力向上により仮想化、自動化、ユーザーの運用・目標に合わせたカスタマイズ機能を実現。エッジでは、データの取得、暗号化、統合、処理、保存が、ますます高速・高レスポンス・高セキュリティで可能になります。
• 5GワイヤレスとWi-Fi 6の普及・展開拡大が、ますます複雑化するコネクテッドデバイスシステムの安全な導入を後押しします。これらのワイヤレス技術進歩は、以下の現在のネットワーク制約を解決します：
  • より柔軟でスケーラブルな展開
  • 信頼性、データ容量、速度、レイテンシ、デバイス密度の向上
  • WPA3暗号化と鍵管理のサポート
  • コネクテッドデバイスの精密な位置検知
  • 消費電力比の低減（結果としてコネクテッドデバイスの小型化）
• 初期コンピュータネットワークを現在のインターネットへ進化させた鍵の一つは、特定の構造に依存せずネットワークとデバイスが通信できる汎用通信プロトコルの採用でした。改善された標準とプロトコルも同様に、IoT、特に産業用IoTの成長を促進します。これらの標準とプロトコルには：
  • IO-Link（IEC 61131-9）：スマートセンサーとアクチュエータの標準ケーブル、コネクタ、通信プロトコルを定義。センサーの健全性・状態に関する追加情報へのアクセスも可能。
  • OPC UA：1990年代半ばから運用技術デバイス間データ交換に使われてきたOPC相互運用性標準の拡張。新しい統合アーキテクチャにより、プラットフォーム非依存のデバイス間通信を、追加の暗号化・認証セキュリティと将来対応の拡張性で実現。
  • MQTT：デバイス・ツー・クラウド、クラウド・ツー・デバイス通信を可能にする双方向メッセージングプロトコル。最小プロセッササイズと最適化ネットワークを実現し、IoTネットワークに必要な信頼性・セキュリティ・拡張性を内包。
  • 軽量暗号：IoTのような制約環境での通信暗号化に使われる新興標準暗号アルゴリズム。

これらをはじめとする新興・進化技術を踏まえれば、コネクテッドデバイスの応用の広がりと規模を限定するのは想像力だけのように思えます。ブレイクスルーを活かす準備ができているいくつかの例：

• 自動運転： この自動車業界のビジョンの核心は、Vehicle-to-Everything（V2X）接続性。汎用プロトコルによる通信、高度なリアルタイム処理、高速データ消費を活用し、データ完全性とプライバシー保護に注力。
• ワイヤレスセンシングと位置追跡： 海上コンテナ、荷物、車両フリート、配送ドローン等、あらゆる資産をリアルタイム追跡し、効率データ取得と盗難・偽造・セキュリティリスク防止を両立。
• ネットワークドリアリティ： 拡張・仮想・複合現実（AR/VR/XR）の概念を拡張。コネクテッドデバイスにより、オフサイト技術者による機械遠隔メンテナンス、視覚的脅威監視、新入社員向け没入型トレーニングシミュレーションが可能に。
• 重要インフラの監視と制御： インテリジェントエッジコンピューティングにより、道路、鉄道、送電線、スマートグリッド、ビル、橋梁、ユーティリティなど重要インフラへのスマート監視デバイスの大規模展開が可能。故障、脅威、サイバー攻撃、潜在的故障を検知するスマートシステムが、脆弱性を特定し、予測的・プロアクティブに是正措置を講じます。
• スマートファクトリー： より小型・スマート・ワイヤレスなデバイスを工場とサプライチェーンに大規模展開し、現場とフィールドのオペレーションステータスを安全・リアルタイムに把握。予測手法、モデルベース設計、デジタルツインアーキテクチャにより、あらゆるプロセスやセキュリティの弱点をリアルタイムで特定・監視。

エッジコンピューティング、コネクテッドデバイス、IoTの未来を見据えるとき、サイバーセキュリティは極めて重要かつ不可欠な役割を果たします。各技術・アプリケーションの成否は、サイバーセキュリティがフレームワークにどう組み込まれるかにかかっています。これは「信頼できるモノのネットワーク（TNoT）」と呼ばれることもあります。NISTが業界と協力して主導するTNoTの取り組み目標は、「IoTデバイスをインターネットから守り、インターネットをIoTデバイスから守る」こと、すなわち大規模IoT展開のセキュリティと堅牢性を向上させることです。

将来の分散型環境（リモートコネクテッドデバイス、インテリジェントエッジゲートウェイ、リモートサーバー、分散ユーザー）は、データの収集・処理・利用のあり方について慎重な計画と配慮を要します。これには、信頼できるテクノロジーパートナーエコシステムの構築原則、デバイスとプロトコルのセキュリティ、データの完全性と正確性の維持が含まれます。また、これらの新技術の安全な導入、利用、監視、保守を確実にするため、サイバーセキュリティに関する意識、教育、トレーニングの大幅な強化も必要です。

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このブログは、全国サイバーセキュリティ意識向上月間（NCSAM）向けシリーズの一環です。シリーズの他のブログには、セリア・ポールセン「セキュリティ文化の構築」、ゼイン・パタライブ「つなぐなら守れ」、パット・トス「あなたのビジネスがハッキングされたかもしれない非技術的兆候」、ジェニファー・カーツ「インターネット接続医療機器のセキュリティ確保」があります。