雲端式 IOT (Cloud-Based IoT)解決方案：對傳統限制及安全疑慮的回應

傳統物聯網

雲端式IoT

伺服器

優點

• 每個裝置都連接一個專用伺服器。
• 如果維持在小型規模，可以降低硬體和基礎設施的成本。

• 每個裝置都使用自己的雲端伺服器。
• 在大多數情況下，裝置上不需要有伺服器。如有必要，可以使用專用裝置。
• 網頁介面放在雲端可顯著減少受攻擊面並改善使用者體驗（UX）。

缺點

• 主要伺服器提供較少功能且較難擴充。
• 需要專門負責伺服器的內部營運團隊來處理複雜的安全問題。

• 伺服器成本會增加。
• 對於嚴格限制成本的地方，需要與雲端服務商討論資料位置。
• 如果最初是用傳統網路架構設計，可能需要進行大幅度的變動。

資料儲存

優點

• 在空間和能源成本較低的地區，公司可以訂閱以降低成本。
• 資料可以保持簡單以滿足當地儲存相關法律要求。
• 如果資料儲存在裝置內，可以減少中央伺服器的負擔。

• 大多數資料可以在雲端找到。
• 即使是邊界運算解決方案也不會在本地端儲存大量資料。
• 更安全也更容易擴充。

缺點

• 大多數情況下，只能在裝置的本地端連接區域內存取資料。
• 通常是不安全和未加密。

• 伺服器成本一開始會增加。
• 對於嚴格限制成本的地方，需要與雲端服務商討論資料位置。

認證

優點

• 如果產品未暴露到外部網路，則可能只用簡單的認證機制。
• 可以降低成本。
• 可以加速產品開發過程。

• 提供用身份和存取管理（IAM）進行身份認證，並可用於雲端基礎設施。
• 某些雲端解決方案提供共用存取簽章（SAS）金鑰或單一登入（SSO）認證功能。
• 顯著地減少受攻擊面，因為它沒有暴露在網路上且不依賴於開放端口。
• 在大多數情況下，即使裝置被入侵或連接的硬體被破解或被駭，基礎設施也可以保護儲存的資料。

缺點

• 使用本地端密碼。
• 較弱的使用者管理。
• 出現橫向攻擊時，可能會在系統內發生連鎖反應。

• 不同的雲端平台對於客製化和設定IAM/AD有不同的規則和方法。負責為組織建立和維護平台的團隊必須從頭開始學習和測試這些新的開發。
• 如果對IAM、角色或政策設置錯誤，則可能會導致其他地方的錯誤。
• 產品需要逐一客製化，增加交付流程的複雜性。

連線

優點

• 在大多數情況下，另一個使用者能夠直接連接裝置而不必通過雲端基礎設施來「排隊」。

• 會根據JSON加上雲端伺服器內的關鍵安全級別白名單（即TLS）加以限制。
• 通過限制進出雲端API閘道的流量來顯著地減少受攻擊面。

缺點

• 在某些情況下，某些物聯網裝置在資料傳輸過程中會用未加密明文，這可能會導致中間人（MitM）攻擊。

• 對某些雲端服務商來說，「純粹的內網環境」將無法運作。
• 有些雲端服務商為內網提供解決方案，但這些解決方案的功能不如原本的雲端式IoT解決方案，並且只能做為邊界運算操作。

裝置識別

優點

不適用。

• 使用製造商產生的使用者識別符號（UID）編號並且只設定一次。
• 適用於IAM或平台的訂閱機制。
• 每個裝置都有自己的指紋，讓製造商可以輕鬆地追蹤狀態。
• 對於產品服務，可以信任來自裝置的連線而不必擔心假連線造成的攻擊。

缺點

• 如意出現偽裝的裝置。
• 更難識別確認裝置。

• 如果雲端服務商不提供裝置配置服務，則製造商的交付過程變得更加複雜且需要更多資源（如人力和時間）來設定和啟用裝置。
• 儘管有些製造商提供裝置配置服務，但使用者可能無法將該裝置用在二手交易，並且使用者可能到裝置報廢前都會被列出。如果產品有包含退貨授權（RMA），則需要重置或立即放棄（可能是因為不可修復性，如Google Titan藍牙安全金鑰）。

邊界運算

優點

不適用。

• 有些雲端式IoT解決方案具有嵌入式邊界運算解決方案。
• 有些應用程式和產品開發需要可用於雲端開發的框架，如人工智慧（AI）。將AI帶到第一線讓開發人員能更快地為最終使用者進行產品開發。

缺點

不適用。

• 需要有運算能力更強的單晶片，而這會增加成本。

應用程式隔離

優點

不適用。

• 如容器之類的解決方案能夠提供隔離機制。
• 使用分開的作業系統應用程式和無線（OTA）組件，會讓注入惡意程式法、啟用權限和升級權限變得更加困難。
• 如果駭客入侵組件，裝置仍可以保持活動來監控惡意行為。

· 對於某些產品，雲端式IoT解決方案可以加上安全防護層，且OTA組件與韌體是分開的（如Azure Sphere）。

缺點

• 大多數IoT裝置使用Linux或簡單的即時作業系統（RTOS），並沒有應用程式隔離機制。一個錯誤就可能會引發與其他裝置或應用程式的連鎖反應。

• 負責建立和維護平台的程式開發者需要學習和升級技能來滿足這些平台的新要求（例如使用免費的RTOS），以確保可以交付產品給最終使用者。
• 跨程式資料交換會變得更加複雜。
• 需要正確地設定API間的防火牆。
• 許多便捷功能會遭受限制以提高安全性，並且無法直接地存取多數的第三方程式碼。

更新管道（OTA ）維護和軟體開發套件（SDK ）

優點

不適用

• OTA更新是雲端供應商對於物聯網解決方案開發的重點。
• 對於有更積極設計的平台，服務商會強制更新終端裝置的作業系統。
• 如果製造商提供考慮到安全性的SDK，產品開發人員可以便利地只要專注於應用程式開發。
• 開發人員更容易遵循更加安全的SDK和指示，不再需要擔心系統限制。開發流程也更加清楚。

缺點

• 在某些情況下，製造商發布的韌體更新取決於使用者活動。
• SDK由晶片設計者建立，通常不安全。

• 對許多平台來說，如果在開發過程中持續整合與持續交付（CI/CD）存在問題或軟體本身開發出錯，很可能不會被發現而產品部署可能會給最終使用者帶來其他問題。
• 企業需要對其產生的程式碼具有更高的品質和驗證要求。