Brillo – system operacyjny dla Internetu Rzeczy?

Dwudziestego ósmego maja podczas konferencji Google IO 2015 został przedstawiony projekt Brillo.  Jest to okrojona wersja Androida, która przez wielu została ogłoszona systemem operacyjnym dla Internetu Rzeczy. Teoretycznie podobnie jak w telefonach komórkowych, taki system wymusiłby standaryzację oraz mógłby zwiększyć bezpieczeństwo rozwiązań. Jest to jednak według mnie Android dla Inteligetnego domu. Dlaczego? Brillo ma on wbrew pozorom całkiem spore wymagania, podobno będzie mógł działać nawet na urządzeniach z 32M RAM. W porównaniu z telefonami to rzeczywiście bardzo mało, w porównaniu z Arduino Uno to ponad tysiąc razy więcej (32kb). Oznacza to, że Brillo będzie potrzebować sprzętu, który jest kilka razy droższy od rozwiązań opartych o SoC (Broadcom WICED, Marwell ezConnect), które już teraz są certyfikowane z Homekit Apple. To są moje spekulacje bo więcej będzie wiadomo za kilka miesięcy kiedy Brillo wejdzie w fazę „developer preview” (Q3 2015).

Brillo czy HomeKit?

Brillo jest silnie powiązane z akwizycją firmy Nest (inteligentne termostaty) przez Googla, należy też zatem spodziewać się, że pierwsze jego zastosowania będą z obszaru inteligentnego domu (Smart Home), gdzie może spotkać się ze sporą konkurencją ze strony Apple i już wspomnianego HomeKit. Podobno już w tym miesiącu pierwsze urządzenia wspierające HomeKit mają pojawić się na rynku. Stawia to oczywiście przyszłość Brillo pod znakiem zapytania. Z drugiej jednak strony sam HomeKit też zmaga się z problemami – został ogłoszony w 2014 i dopiero teraz mają się pojawić urządzenia, które będą z nim zgodne (stworzenie „rzeczy” wykorzystującej HomeKit wymaga certyfikacji ze strone Apple). Google korzystając z tych doświadczeń może stworzyć lepszy produkt. Być może Brillo będzie tylko, w niektórych urządzeniach a np. żarówki i inny mały sprzęt będzie komunikować się z użyciem protokołu Weave? Sam protokół też jest zagadką, która ma ujrzeć światło dzienne dopiero w Q4 2015 – nazwa sugeruje, że jest związany z Nest, ale na chwile obecną nic więcej nie wiemy.

Przyszłość Inteligetnego domu

Czy w przyszłości jedna z tych platform zdominuje rynek? Byłoby absurdalne gdyby wszyscy domownicy musieliby się dostosowywać z wyborem telefonu do tego co wspiera ich dom. Albo wybierać gorszy sprzęt tylko dlatego, że mają np. iPhona. Spodziewam się rozwiązań, które pozwolą na bezproblemową wymianę danych między różnymi platformami i dadzą użytkownikom wolność wyboru.

Niebezpieczna pompa lekowa

Zbrodnia doskonała, haker włamuje się do pompy podającej leki i zwiększa dawkę tak, że zabija ofiarę. Wbrew pozorom nie jest to takie trudne do wykonania, w jednym z modeli wystarczy połączyć się na port 23 (telnet) aby bez podawania hasła uzyskać uprawnienia root’a. Ten błąd doczekał się nawet własnego ostrzeżenia w amerykańskiej bazie NIST. Jeśli tak kiepsko są zabezpieczone urządzenia, od których zależy nasze życie to co dopiero sprzęt domowy. W zeszłym roku firma Proofpoint wykryła botnet wysyłający spam złożony nie tylko z komputerów ale także z routerów, telewizorów i przynajmniej jednej lodówki.  Obawiam się, że to dopiero początek problemów, których źródłem będą coraz to bardziej „inteligetne” ale i bezbronne rzeczy.

Jednym z podstawowych problemów w zabezpieczaniu przedmiotów, które są podłączone do Internetu jest brak możliwości wykrycia ataku przez normalnego użytkownika. To nie komputer, na którym mamy działający system antywirusowy i który nagle zaczyna dziwnie działać. Tutaj często jedyną metodą jest analiza ruchu sieciowego – coś co jest automatycznie robione tylko w dużych firmach a nie w domu. Pozostaje mieć nadzieję, że zostanie opracowany system certyfikacji, który da końcowym użytkownikom gwarancję, że ich „rzeczy” są odpowiednio zabezpieczone. Jedną z takich inicjatyw jest OWASP – Internet of Things Top Ten Project.  OWASP jest organizacją non-profit promującą bezpieczeństwo w oprogramowaniu (w szczególności aplikacji webowych). Projekt jest godzien uwagi i w kolejnych notatkach przybliżę na przykładach poszczególne jego punkty.

Prawo Koomey’a

Prawdopodobnie wszyscy słyszeli już o prawie Moore’a (liczba tranzystorów w procesorze podwaja się co 24 miesiące). Jego wpływ na internet rzeczy jest oczywisty, gdyż pozwala nam na budowanie coraz to tańszych czujników i wbudowywanie inteligencji tam gdzie wcześniej było to zbyt kosztowne. Prawo Koome’ya jest zbliżone (jest konsekwencją zmniejszania wielkości tranzystorów w układach). Zgodnie z tym empirycznym prawem ilość energii potrzebnej do wykonania takich samych obliczeń spada o 50% co 18 miesięcy. Prawo to ma teoretyczną granicę, która jest związana z minimalną ilością energii jaką można zużyć do wykasowania bitu danych (reguła Landauera). Granica ta ma być osiągnięta w 2048 roku. Niestety nie oznacza to, że za dziesięć lat bateria w telefonie umożliwi mu działanie przez sto dni (większość energii jest zużywana na połączenie z siecią a nie obliczenia).

Jakie są konsekwencje dla internetu rzeczy? Jednym z podstawowych problemów jest czas „życia” danego urządzenia na baterii. Koszt wymiany może często przekraczać koszt samego urządzenia. W ciągu kilku lat jeśli prawo Koome’ya będzie wciąż ważne to być może większość tych urządzeń zamiast baterii będzie wykorzystywać naturalne źródła energii, w tym cukier we krwi i energię z fal radiowych. Czujnik, które będą działać przez lata to nie tylko bardziej ekologiczne rozwiązanie ale także krok w stronę przetwarzania bez granic (ang. ubiquitous computing). Oczywiście jeśli uda się przesłać dane do odbiorcy.

 

 

Koomeys law graph, made by Koomey.jpg
Koomeys law graph, made by Koomey” by Dr Jon Koomey – http://www.koomey.com/post/14466436072. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons.

Czym jest Internet Rzeczy?

Internet Rzeczy (IoT – Internet of Things) to bardzo modny termin używany i występujący często w różnych odmianach (Internet Wszechrzeczy, Internet Pojazdów itd.). Czy to tylko marketing? Czy też może coś więcej? W ostatnim zestawieniu „Gartner Hype Cycle” z 2014 IoT jest na samym szczycie jako technologia co do której jest najwięcej oczekiwań. Często sam termin jest używany na wyrost tylko po to aby wypowiedź uchodziła za ciekawszą niż jest w rzeczywistości.

Sam sformułowanie zostało użyte po raz pierwszy w 1999 roku przez Kevina Ashton’a podczas konferencji P&G poświęconej technologiom RFID. Podstawowym jego znaczeniem jest połączenie przedmiotów z Internetem, tak aby mogły one przekazywać informacje o swoim stanie oraz aby można było nimi sterować. Jest to bardzo ogólna definicja, którą można odnieść praktycznie do wszystkiego. Począwszy od automatycznych stacji pogodowych, termostatów (Nest), wszystkiego co ma w nazwie ‚Smart’, światłach na skrzyżowaniach, skończywszy na krowach. Co jest zatem tak ciekawego w tym, że możemy podłączyć rzecz do Internetu? Tutaj dochodzimy do drugiego znaczenia terminu – jest to wizja świata, który do tej pory znaliśmy z filmów fantastyczno-naukowych. Dzięki możliwości zbierania i wymiany danych pochodzących z różnych źródeł np. nasza lodówka może wysłać do sklepu internetowego zamówienie oparte o historie naszych zakupów oraz fakt, że w naszym kalendarzu mamy zaplanowane spotkanie rodzinne na piętnaście osób. Okna w naszym domu zostaną automatycznie zamknięte bo zbliża się burza. Fizyczny świat będzie się dostosowywał do tego co robimy zwalniając nas z obowiązku pamiętania o takich szczegółach jak pilot do garażu. Praktycznie każda dziedzina naszego życia może być zmieniona przez technologię Internetu Rzeczy pod warunkiem, że zyski z tego przewyższą poniesione koszty.

To wizjonerskie podejście sprawia, że wielu patrzy na Internet Rzeczy jak na kolejny gadżet, którym fascynują się duzi chłopcy. Ale warto pamiętać, że coś co kiedyś wydawało się gadżetem (jak smartfony) dzisiaj jest używane powszechnie przez wszystkich. To nie tylko rynek konsumencki. Dla firm jednak wdrożenie tej technologii może oznaczać poważne redukcje kosztów poprzez lepsze zarządzanie i wykorzystanie posiadanych zasobów. Firmy transportowe dzięki monitorowaniu komponentów tirów, mogą je wysłać na przegląd zanim ulegną awarii z cennym ładunkiem. To także roboty przenoszące przesyłki w firmie Amazon dużo sprawniej i bezpieczniej niż gdyby robili to ludzie. W służbie zdrowia to monitorowanie pacjentów także poza szpitalem, wykrywanie problemów zanim zagrożą one życiu.

Dlaczego dopiero teraz?

Technologie stojące za Internetem Rzeczy nie są nowe, jednak parę czynników sprawiło, że praktycznie codziennie słyszymy o nowych zastosowaniach:

  • Malejące koszty sprzętu – zbudowanie np. czujnika, który by wysyłał dane w świat nigdy nie było tak relatywnie tanie jak teraz. A będzie jeszcze tańsze. Dzięki temu przedmioty stają się „inteligentne” bez konieczności podnoszenia ich cen.
  • Malejące koszty transmisji danych – firmy telekomunikacyjne prześcigają się w darmowych pakietach dostępnych w ramach abonamentu. Dołożenie karty sim do urządzenia i regularne przesyłanie danych nie jest dzięki temu tak drogie jak kiedyś.
  • Big Data – miliardy urządzeń produkują tryliony danych, dzięki rozwojowi oprogramowania do analizy jest możliwe przetwarzanie i reagowanie na te dane w czasie rzeczywistym.

Per Aspera ad astra

„Przez ciernie do gwiazd”. Wizja połączonego świata jest jeszcze daleka od pełnej realizacji. Obecnie widać, że połączenia między rzeczami są realizowane w ramach tylko jednego ekosystemu. Brakuje standardów, które pozwoliłyby zabezpieczyć się przed „zamknięciem” w ramach tylko jednego systemu komunikacji. Jest jednak nadzieja, że nie będziemy musieli wybierać jak kiedyś między VHS  a Betacom. Unia Europejska w ramach inicjatywy #DigitalSingleMarket chce zadbać o stworzenie takich standardów.

Kolejnym wyzwaniem jest bezpieczeństwo i prywatność. Jak zagwarantować, że „rzeczy”, które nas otaczają nie przekażą zbyt wielu danych, nad którymi nie będziemy mieli kontroli? Czy wszystkie systemy będą odpowiednio zabezpieczone? Można sobie przecież wyobrazić przejecie przez hackerów samochodu w celu wymuszenia okupu. Problemy, które do tej pory widzieliśmy tylko w filmach teraz mogą stać się naszą rzeczywistością.