مقال تحليلي

إنترنت الأشياء: التطبيقات والتحديات

يُعرّف “إنترنت الأشياء” (Internet of Things – IoT) بأنه جميع الأشياء أو المعدات التي لديها القدرة على الاتصال بشبكة الإنترنت وببعضها بعضًا، كي تقوم بتأدية وظائف محددة بكفاءةٍ وجودةٍ عالية. وعلى الرغم من اتساع تطبيقاته المدنية والعسكرية على حدٍّ سواء، يواجه “إنترنت الأشياء” جملةً من التحديات والمعوقات التي تقوض فعاليته، وتحول دون توظيفه على نطاق واسع، خاصة في المجال العسكري. الماهية والأهمية تشمل معدات وأجهزة “إنترنت الأشياء” كلًّا من: الساعات الذكية، والنظارات الذكية، والمنازل الذكية، والأسلحة الذكية، والخوذة الذكية، والبدلة العسكرية الذكية، والهواتف الذكية، وغير ذلك. بعبارةٍ أخرى، فإن إنترنت الأشياء يشمل كلًّا من: أجهزة الاستشعار، والكاميرات، وعدادات جمع البيانات…

د. رغدة البهي
رئيس وحدة الأمن السيبراني

يُعرّف “إنترنت الأشياء” (Internet of Things – IoT) بأنه جميع الأشياء أو المعدات التي لديها القدرة على الاتصال بشبكة الإنترنت وببعضها بعضًا، كي تقوم بتأدية وظائف محددة بكفاءةٍ وجودةٍ عالية. وعلى الرغم من اتساع تطبيقاته المدنية والعسكرية على حدٍّ سواء، يواجه “إنترنت الأشياء” جملةً من التحديات والمعوقات التي تقوض فعاليته، وتحول دون توظيفه على نطاق واسع، خاصة في المجال العسكري.

الماهية والأهمية

تشمل معدات وأجهزة “إنترنت الأشياء” كلًّا من: الساعات الذكية، والنظارات الذكية، والمنازل الذكية، والأسلحة الذكية، والخوذة الذكية، والبدلة العسكرية الذكية، والهواتف الذكية، وغير ذلك. بعبارةٍ أخرى، فإن إنترنت الأشياء يشمل كلًّا من: أجهزة الاستشعار، والكاميرات، وعدادات جمع البيانات عن الظروف المادية والبيئية (مثل: معدل ضربات القلب، وحركة مرور السيارات القادمة، وظروف المحاصيل)، وغير ذلك.

ولم يقتصر الأمر على الأشياء غير الحية، حيث يمكن زرع رقاقة صغيرة متصلة بشبكة الإنترنت في جسم الإنسان فيمكن تحديد هويته، وحركاته اليومية، وحالته الصحية، وتعليمه، وعمله.. إلخ. لكن البعض ذهب إلى أن البشر لا يعدون كونهم شيئًا من تلك الأشياء. 

وبهذا المعنى، يُعد إنترنت الأشياء هو الجيل الجديد من شبكة الإنترنت، ليتجاوز المفهوم التقليدي لمستخدميها؛ فلم يعد هؤلاء المستخدمون مقصورين على الأفراد بطبيعة الحال، بل امتدوا ليشملوا مختلف الأجهزة والأدوات أيضًا. 

وكذا يُشير إنترنت الأشياء إلى دمج الأجهزة اليومية مع أجهزة الكمبيوتر الصغيرة التي يمكنها عرض المعلومات وتنفيذ الأوامر من خلال التحكم الذاتي. وبهذا المعنى، لا يقتصر إنترنت الأشياء على الهواتف الذكية أو مراقبي الصحة أو اللياقة البدنية أو السيارات ذاتية القيادة. فهو عبارة عن عداداتٍ ذكية تُمكِّن من إدارة الموارد والطاقة، وأجهزة الاستشعار، ومراقبة أداء المحركات النفاثة، وتشخيص الأمراض عبر شبكة الإنترنت بمزيدٍ من الدقة.

وفي هذا السياق، تنتقل البيانات عبر شبكة الاتصال -سواء السلكية أو اللا سلكية- إلى أجهزة الكمبيوتر والخوادم التي تقوم بتخزين ومعالجة البيانات باستخدام مختلف التطبيقات والبرامج. وغالبًا ما تحتوي الأجهزة على تطبيقات وتحليلات مدمجة لتتمكن من معالجة البيانات. ومن ثمّ، يمكن استخدام المعرفة المستقاة من تحليل البيانات التي تم جمعها للكشف عن الحالات الشاذة والتحكم فيها والتنبؤ بها وتحسينها. 

وتتجاوز أنظمة إنترنت الأشياء أجهزة الاستشعار التي تجمع كمياتٍ هائلة من البيانات؛ فلكي يكون نظام إنترنت الأشياء حقيقيًّا يجب أن تخضع البيانات للتحليل وتنتج استجاباتٍ مادية أو افتراضية. 

ومن ثم، يُمكِّن إنترنت الأشياء مختلف الأفراد من تجاوز حاجز المكان، نظرًا لإمكانية التحكم في مختلف الأدوات والأجهزة دون التواجد في أماكن بعينها للتحكم فيها. كما أنه يغير الطريقة التي تتواصل من خلالها مختلف المؤسسات، وتدير بها عملياتها التجارية والصناعية اليومية. ويتزايد توظيفه من قبل المؤسسات التي تدير أعدادًا كبيرة من الأصول، وتنسق عملياتٍ معقدةٍ ومنتشرةٍ على طول سلاسل التوريد، وصولًا لأتمتة العمليات الصناعية المعقدة. فتُحسِّن تقنيات إنترنت الأشياء الكفاءة والفعالية وتقلل التكلفة.

ويرجع الانتشار السريع لإنترنت الأشياء إلى أربع تطوراتٍ رئيسية على صعيد التقنيات الرقمية، هي: انخفاض تكلفة وحجم أجهزة الاستشعار ووحدات التحكم وأجهزة الإرسال الأكثر قوة، وزيادة تغلغل الإنترنت واتساع نطاق الاتصالات اللا سلكي (مثل: Wi-Fi، وBluetooth) التي مكنت مجموعاتٍ هائلةٍ من الأجهزة في مواقع متباينة من الاتصال بالإنترنت بسهولة، واتساع سعة تخزين البيانات ومعالجتها مما أدى إلى انخفاض التكلفة وسهولة التخزين، والقدرة على تحويل البيانات إلى المعرفة القابلة للتنفيذ بفعل تطبيقات وتحليلات البرامج المبتكرة.

تطبيقات متعددة

توظف تطبيقات إنترنت الأشياء في مجالات عدة بفعل قدرته -من بين أمورٍ أخرى- على زيادة الإنتاجية والربح، وتقليل التكاليف، وإدارة سلاسل التوريد. فتتجسد تلك التطبيقات -على سبيل المثال- في “المدن الذكية” التي تُدار بواسطة الأنظمة الذكية ذات الصلة بإنترنت الأشياء والتي ستصبح واقعًا ملموسًا في السنوات القليلة القادمة. وكذا في المنزل الذكي، حيث التحكم عن بعد بالثلاجات، والمكيفات بل والأبواب والنوافذ، بواسطة جهازٍ ذكيٍ يتحكم بها جميعًا.

وتقوم الأنظمة المتصلة بإنترنت الأشياء بإدارة محطات الطاقة، والمياه، والكهرباء، وتوزيعها على المباني، والمنازل، والمصانع بشكلٍ آلي، بجانب مراقبة ورصد أي عمليات سحب غير قانونية تتم من خلال الشبكة، والتنبؤ بالأعطال قبل حدوثها، وتحليل تدفقات المياه ومنسوبها لتخفيض الهدر.

ويمكن مراقبة حركة المرور في الشوارع والطرقات عبر تحليل بيانات أجهزة الاستشعار، وتوفير المعلومات للسائقين، وحل الاختناقات المرورية، وتنظيم حركة السير. وفي الإطار ذاته، تساعد السيارات الذكية في تقليل استخدام الوقود والحد من الحوادث والازدحام، فتعمل تلك السيارات من تلقاء نفسها، وتذهب بمفردها إلى أقرب محطة بنزين للتزود بالوقود حسب الحاجة. ويمكن لشبكة إنترنت الأشياء أن تدير محطات الحافلات والقطارات، وتوفر معلوماتٍ دقيقةٍ عن المواقع، وطريق سير القطارات، والوقت المتوقع لوصول المسافرين.

وفي قطاع الطيران، يمكن توظيف إنترنت الأشياء لتعقب بيانات الرحلات، وإجراء الصيانة التنبؤية الوقائية عبر اكتشاف أخطاء إلكترونيات الطيران قبل أن تتفاقم، مما يؤدي إلى تقليل وقت التوقف عن العمل في الإصلاحات الدورية. ويجهز المحرك النفاث الحديث بمجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار التي تخزن بيانات الرحلات، بهدف تحسين أداء المحرك وإدارة الصيانة، لتقليل تكاليف الوقود، وتقليص أوقات السفر، وزيادة الكفاءة.

ومن شأن توظيف إنترنت الأشياء في الصناعات التعدينية أن يضمن السلامة ويخفض التكاليف؛ فمن خلال مراقبة الوقت الحقيقي للمعدات وقدرة أنظمة التعدين المستقلة على تغيير عمليات التعدين، يتاح مزيد من خام النفط وتنخفض التكاليف عبر تقليل الانقطاعات والإصابات والوفيات.

وباستخدام أجهزة الاستشعار والخوارزميات التنبؤية، تستشعر أنظمة إدارة الطاقة الذكية تلقائيًّا مناخ الغرف، وتعدلها تلقائيًّا تبعًا لأنماط الاستخدام بما يحسن الكفاءة. ويمكن كذلك لأجهزة الاستشعار الرقمية وكاميرات الأمان -بالإضافة إلى برامج التعرف على الأنماط وتحليل الصور المتطورة- أن تراقب المنشآت بشكلٍ أكثر فاعلية لمواجهة التهديدات الأمنية. ويمكن إجراء المراقبة عن بُعد وتقليل تكلفة استئجار الحراس للقيام بدورياتٍ في المنشآت الصغيرة وإدارة سلاسل التوريد. 

التطبيقات العسكرية

تتعدد استخدامات إنترنت الأشياء في المجال العسكري؛ وإن كان أبرزها البدلة العسكرية الذكية التي تتصل بأجهزة الاستشعار المتصلة بالإنترنت، والتي تكشف المؤشرات الحيوية للمقاتلين في ميدان المعارك، من خلال اتصالها بأجهزة الكمبيوتر المركزية في مقر العمليات الرئيسي. ويرتدي هذه البدلة المقاتلون أثناء المعارك والعمليات الخاصة، ويمكنها تحديد موقع المقاتلين بدقة، وكذا حالتهم الصحية حال الإصابة أو الوفاة.

وفي ميادين المعركة أيضًا، يمكن للمقاتلين ارتداء الخوذ الذكية المتصلة بالإنترنت. ومن خلالها يمكن الاتصال بمركَزَيِ العمليات والمعلومات الفوري، لإمداد أصحابها بجميع المعلومات التي يحتاجونها، وتوجيه الأسلحة واستشعار الأخطار الجوية أو الأرضية. وتحتوي الخوذ الذكية على آلات تصوير، ويمكنها مراقبة المؤشرات الحيوية لجسم الطيار.

ويستخدم السلاح الذكي تقنيات متقدمة تتضمن إصابة الهدف بدقة (مثل: قياس معدلات الإطلاق، واحتمالات إصابة الهدف، وحالة الجو، وغيرها). فترسل كافة تلك المعلومات إلى مراكز العمليات. على سبيل المثال، قدمت الوكالة الكندية للبحوث العسكرية بالتعاون مع الفرع الكندي لشركة كولت مشروعًا للرشاش النظامي الذكي (الذي بدأ العمل على تصميمه منذ عام 2009 في إطار إنتاج منظومةٍ ذكيةٍ من الأسلحة الحديثة) الذي يستخدم ما يسمى بالإلكترونيات الذكية، وهي أجهزة التسديد البصرية الإلكترونية التي تستطيع إرسال المعلومات عن العدو إلى القيادة جنبًا إلى جنب إلى أفرادٍ آخرين. 

وتعتمد أنظمة القيادة والسيطرة الحديثة في القوات المسلحة على الحاسوب في تبويب وتصنيف وعرض كمية البيانات الهائلة المنتجة بواسطة المستشعرات المختلفة في أجهزة وآليات القوات المسلحة، حتى يمكن اتخاذ القرارات بناءً على المتغيرات السريعة في الموقف القتالي. وتتعدد أنظمة القوات المسلحة التي يمكن ربطها بإنترنت الأشياء، فمنها على سبيل المثال لا الحصر أنظمة الإمداد، والنقل، والعمليات، والتسليح، والتدريب.. إلخ.

ويقدم إنترنت الأشياء صورة شاملة للموقف القتالي مما يسمح بالتحكم فيه على نحوٍ أفضل. ومن خلال المعلومات التي تتلقاها غرف العمليات المركزية يزداد وعي القيادات العسكرية بالمواقف القتالية طوال فترات عملياتهم. 

التحديات والإشكاليات

على الرغم من الزخم الذي يحظى به إنترنت الأشياء في الوقت الحاضر بفعل تزايد أعداد الأجهزة المتصلة بالإنترنت، تعد إشكالية “الأمن” إحدى الإشكاليات الرئيسية التي تقوضه في العالم الحقيقي. إذ يعدّ “الأمن” معيارًا أساسيًّا لجودة إنترنت الأشياء، وشرطًا ضروريًّا لخصوصيته والثقة به. ويتصل أمن إنترنت الأشياء في الأساس بتأمين وحماية الأجهزة المتصلة، والبيانات، والشبكات في إنترنت الأشياء. وتعد أجهزة الكمبيوتر، وأجهزة الاستشعار، والشبكات، وأنظمة المنازل الذكية، القوى المحركة الرئيسية لإنترنت الأشياء.

ومع تعقد عالم إنترنت الأشياء، تتضاعف المخاوف الأمنية بشكلٍ كبير، وبخاصة في ظل صعوبات تطبيق آليات الأمان التقليدية بشكلٍ مباشرٍ على تقنيات إنترنت الأشياء بفعل الطاقة المحدودة والعدد الكبير من الأجهزة المتصلة، مما يثير إشكالِيَّتَيْ عدم التجانس Heterogeneity والقابلية للتوسع Scalability، ومن ثمّ يمكن تهديد أمن وسلامة تلك الأنظمة بواسطة عددٍ كبيرٍ من المخاطر المحتملة المتوقعة وغير المتوقعة.

وتُعد إشكالية عدم التجانس إحدى أبرز القضايا المهمة على صعيد إنترنت الأشياء جنبًا إلى جنب مع إشكالية الأمان. وتشير إشكالية عدم التجانس إلى استحالة تنفيذ الخوارزميات والبروتوكولات الفعالة على جميع الأجهزة المتصلة بإنترنت الأشياء. ولذا، من الضروري تطبيق خوارزميات تشفير فعالة من “طرفٍ إلى طرف” لتوفير قنواتٍ آمنة للاتصال.

وتُعد القابلية للتوسع تحديًا كبيرًا، إذ يصعب توفير حلولٍ موثوقةٍ متطورةٍ لمليارات الأشياء المرتبطة بعددٍ من الشبكات المحلية والعالمية المختلفة. وبالإضافة إلى ذلك، تتعدد الأجهزة المتحركة المتصلة بالشبكة. ولذا يصعب التحقق من مواقعها أو هويتها. 

علاوة على ذلك، تشكل التهديدات الأمنية مشكلة تقوض إنترنت الأشياء، خاصة أن الأجهزة تتواصل لا سلكيًا. وتشمل تلك التهديدات الهجمات السيبرانية وغيرها. وبشكل عام، يمكن تصنيف مشكلات أمن البيانات إلى أربعة أنواع، هي: السرية، والنزاهة، والأصالة، والتوافر. وهي المشكلات التي يمكن حلها عن طريق استخدام التدابير الأمنية، كتلك التي تضمن سرية وحماية البيانات من المستخدمين غير المصرح لهم، مع التأكد من هوية الكيانات التي يمكنها الوصول للشبكة وتوظيف مواردها وخدماتها وتطبيقاتها.

يتعرض عدد كبير من تطبيقات وخدمات إنترنت الأشياء بشكلٍ متزايد للهجمات أو سرقة البيانات. وهو ما يتطلب توفر التكنولوجيا المتقدمة في عدة مجالات. ويجب أن تكون الشبكة مجهزة بخصائص مثل: التعريف، والسرية، والتكامل، والمصادقة لبناء اتصال بين الأجهزة لمنع سرقة البيانات.

وبجانب الإشكاليات السابقة، يمكن لأجهزة إنترنت الأشياء تسجيل البيانات الحساسة والوصول إليها ومتابعة تدفقاتها. وهي البيانات التي يسهل اختراقها بواسطة القراصنة ومجرمي الإنترنت. ومن شأن اختراق الأجهزة المتصلة بالإنترنت أن يمكن المهاجمين من الوصول إلى وظائفها. فتتزايد مخاطر اختراق أنظمة التدفئة أو الآلات الصناعية على سبيل المثال لقدرته على إشعال الحرائق ووقف عمليات الإنتاج بالكامل. ومن ثم، يمكن لأجهزة إنترنت الأشياء أن تشكل خطرًا أمنيًّا على الشركات التي لا تتخذ خطواتٍ جادة لتأمين شبكاتها. فقد كشفت دراسة أجرتها شركة Hewlett Packard أن 70٪ من أجهزة إنترنت الأشياء الأكثر استخدامًا تحتوي على نقاط ضعف خطيرة؛ فأجهزة إنترنت الأشياء عرضة للتهديدات الأمنية نظرًا لافتقار بعضها إلى ميزات الأمان، مثل: وسيط الاتصال غير الآمن، وتكوينات المصادقة، والترخيص غير الكافي.

تحديات المجال العسكري

على الصعيد العسكري، وبجانب الإشكاليات السابقة، تتعدد المعوقات التي تعترض نشر تقنيات إنترنت الأشياء، ذلك أنها تتطلب من القادة والجنود تعلم أساليب جديدة لإنجاز المهام، وهي الأساليب التي يصعب على كبار المسئولين تبنيها أو فهمها، ناهيك عن تزايد تكلفة تطوير ونشر الأجهزة والتطبيقات الجديدة على المدى القريب. كما يحذر عددٌ من القادة العسكريين من وضع حياة الجنود بين أيدي أجهزة الكمبيوتر.

ومن أجل تطوير حلولٍ عسكريةٍ جديدةٍ لإنترنت الأشياء، يجب أن تتعاون المؤسسات العسكرية مع المبتكرين في القطاع الخاص على الرغم من السرية التي تكتنف صناعة التكنولوجيا العسكرية، وطبيعة الاستحواذ العسكري. وتجدر الإشارة هنا إلى أن رغبة المبدعين في العمل مع المؤسسات العسكرية تتراجع بسبب القيود المفروضة على حقوق الملكية الفكرية للاختراعات التي يتم تطويرها جزئيًّا بتمويل منها. وعادةً ما تمتلك الحكومة حقوق الملكية الفكرية للمنتجات التي تمولها مؤسساتها العسكرية.

وتتمتع الولايات المتحدة –على سبيل المثال- بسلطة السماح للمقاولين الآخرين بتصنيع واستخدام الاختراع المحمي ببراءة اختراع لصالح الحكومة أو نيابة عنها دون الحصول على ترخيص من صاحب البراءة أو تعويضه. وبذلك، يجد المخترع الذي يقوم بتطوير منتجات إنترنت الأشياء نفسه أمام خيارين: إما العمل مع مستثمرين من القطاع الخاص لتطوير المنتجات وتسويقها في عمليات شراء مربحة، وإما إنفاق الوقت والموارد لتطوير المنتجات لوزارة الدفاع على الرغم من تراجع أرباحها. كما تحول ضوابط التصدير دون تشجيع القطاع الخاص على العمل مع وزارة الدفاع.

ختامًا، بمكن القول إن إنترنت الأشياء اكتسب زخمًا شديدًا خلال السنوات القليلة الماضية، بفعل جملةٍ من العوامل والأسباب التي يأتي في مقدمتها التزايد العددي والنوعي للأجهزة المتصلة بالإنترنت. ونظرًا للتحديات التي تعترض إنترنت الأشياء، يجب على الدول التعامل مع مختلف تطبيقاته بحذر، مع البحث المستمر عن حلول تعظم المكاسب المتوقعة وتقلل الخسائر المتكبدة.

د. رغدة البهي
رئيس وحدة الأمن السيبراني