Table of Contents
فشبكة الأشياء (IoT) قد توسعت بسرعة من مفهوم النيتشير إلى تكنولوجيا واسعة النطاق تمس تقريبا كل جانب من جوانب الحياة الحديثة، ومن واقع علم الحرارة الذكية ومتعقبات اللياقة إلى أجهزة الاستشعار الصناعية المعقدة والمركبات المستقلة، فإن أجهزة الإيو تي تولد كميات هائلة من البيانات وتتيح مستويات غير مسبوقة من التشغيل الآلي، غير أن هذه القدرة على الاتصال الفائقة تؤدي أيضا إلى وجود مواطن ضعف أمنية خطيرة.
Understanding Blockchain Technology
ويُعدّ هذا الدليل في جوهره دفتر حسابات موزع يسجل المعاملات عبر شبكة من الحواسيب بطريقة تجعل من الصعب للغاية تغيير أي سجل سابق دون توافق في الآراء من أغلبية المشاركين، ويحتوي كل " قفل " على مجموعة من المعاملات، وثباتات الاختراق في الخفاء السابق، مما يشكل سلسلة لا يمكن التغلب عليها، وتحتفظ شبكة من " بروفات " بوثيقة " ، بدلاً من سلطة مركزية واحدة،
وفيما يتعلق بتطبيقات تكنولوجيا المعلومات، فإن الخصائص الرئيسية لقطع الشقيق هي اللامركزية والشفافية وعدم التحلل والأمن البدائي، وهذه الممتلكات تتيح للأجهزة التفاعل مباشرة مع بعضها البعض دون الاعتماد على خادم مركزي، والحد من سطح الهجوم، وجعل من الصعب جدا على خصم النيل من الشبكة بأكملها، وعلاوة على ذلك، يمكن مراجعة كل تبادل للبيانات أو معاملة، مما يوفر سلسلة واضحة من الحضانات للحصول على معلومات حساسة.
كيف يحسن (بلوكشاين) أمن (آيوت)
ويعالج إدماج أجهزة منع التكتل مع أجهزة إيوت العديد من أوجه الضعف الأمنية المتأصلة في الهياكل التقليدية، ويتبع ذلك الطرق الرئيسية التي تؤدي إلى إعاقة الأمن في إيوت.
اللامركزية في نقاط الفشل الوحيدة والقضاء عليها
ويعتمد معظم نظم تكنولوجيا المعلومات الحالية على خادم سحاب مركزي لتجهيز البيانات وتخزينها وتوثيقها، ويخلق هذا النهج نقطة فشل واحدة: إذا تعرض الخادم للخطر، تصبح الشبكة بأكملها عرضة للخطر، ويوزع البلوكشاين البيانات والتحكم في العديد من النوافذ، حتى وإن تعرضت عدة أجهزة للهجوم، فإن الشبكة ككل لا تزال تعمل، ويحتفظ كل جهاز بنسخة من دفتر الأستاذ (أو مجموعة فرعية ذات صلة) ويمكن أن يستمر في أداء وظائفه.
نزاهة البيانات والاتصالات القائمة على الحماية
ولا يمكن تغيير البيانات التي تولدها أجهزة إيوت - مثل قراءة درجة الحرارة من جهاز استشعار سوقي بارد أو من صبور حيوي من جهاز رصد صحي عن بعد، مع وجود سجل بيانات مكتوبة ومتحققة من الشبكة، دون تغيير جميع القطع اللاحقة والحصول على توافق في الآراء على الشبكة، وهذا الخلل يضمن أن تكون البيانات التاريخية دقيقة وقابلة للمراجعة.
التوثيق وإدارة الهوية
ومن أكثر التحديات استمرارا في مجال تكنولوجيا المعلومات التحقق من أن جهازا مشروعا وليس فاعلا متجولا، ويمكن أن يكون بلوكشاين سجلا لا مركزيا للهوية، وكل جهاز يُخصص له زوج مفاتيح مبدئي فريد (عاما وخاصا)، ويُخزن هويته على دفتر الأستاذ، فقبل أن يتمكن جهاز من إرسال البيانات أو تنفيذ صفقة، يجب عليه أن يثبت هويته بتوقيع رسالة بمفتاح خاص، مما يزيل الحاجة إلى شهادة تحديث مركزية.
بروتوكولات الأمن الآلية عن طريق عقود الذكاء
فالعقود الذكية تتيح إنفاذ السياسات الأمنية آليا دون تدخل بشري، مثلا، يمكن برمجة عقد ذكي لحجب جهاز تلقائيا إذا كان يظهر سلوكا غير طبيعي، مثل إرسال عدد غير عادي من الطلبات، وبالمثل، يمكن للعقود الذكية أن تدير مراقبة الدخول، وتمنح الإذن فقط للأجهزة أو المستخدمين المأذون بها، وتلغيها في ظروف محددة مسبقا، وهذا الأمن البرنامجي يقلل من نافذة التعرض للهجمات ويكفل أن تكون الاستجابات متسقة وموثوقة.
التطبيقات العالمية الحقيقية للفول السوداني
وينتقل أمن الحيتاني القائم على الاختناق من النظرية إلى الممارسة في عدة صناعات، وتقوم الشركات وأفرقة البحث بنشر مشاريع رائدة تثبت الفوائد الملموسة لهذا التكامل.
الرعاية الصحية: حماية البيانات الخاصة بالمرضى ونزاهة الأجهزة
ويمكن أن تُسجل [المبادرة الطبية] [الوحدة] كل نقطة بيانات وتفاعل الأجهزة، مما يُنشئ مساراً غير قابل للتعديل يفي بمتطلبات تنظيمية صارمة مثل المبادرة المتعلقة بالاختبارات الطبية وقاعدة البيانات الإلكترونية.() فعلى سبيل المثال، يمكن لشبكة المستشفيات أن تستخدم سلسلة خاصة لضمان أن يقوم مقدمو الرعاية الصحية المرخص لهم بإرسال سجلات عن المرضى.()
سلسلة الإمدادات: نهاية الرؤية والإنعزال
ويمكن للمستشعرات التي تُدرج في حاويات الشحن أو الشحوم أو المنتجات الفردية أن تغذي بيانات آنية مثل درجة الحرارة والرطوبة والموقع والصدمة في سلسلة من المركبات، مما يعطي جميع أصحاب المصلحة سجلاً غير قابل للتعديل في رحلة المنتج من الصانع إلى المستهلك، وفي صناعة الأغذية، يمكن لنظام " إيو-ف- " الذي يتكون من نقطة ضعف أن يتتبع بسرعة مصدر التلوث من قبل مجموعة من المواد الغذائية المسجلة.
دور الذكاء: تأمين التشغيل الآلي ومراقبة الدخول
ويمكن أن يكون لدى المستهلكين أجهزة إيوت في أقفال ذكية، وآلات تصوير، وإحصائيات حرارية، والأجهزة التي كثيرا ما تكون عرضة للانتقاد بسبب ضعف الأمن، ويمكن أن يوفر البلوكشاين نهجا لا مركزيا لإدارة هويات الأجهزة وحقوق الوصول إليها، ويمكن للمالكين المحليين استخدام نظم هوية قائمة على الكتل من أجل منح وصول مؤقت إلى الضيوف أو مقدمي الخدمات، مع كل ما يسجل من حواجز على الشبكة.
البنية التحتية الحيوية
(ب) إن البيئات الصناعية مثل محطات توليد الطاقة ومصافي النفط ومرافق التصنيع تعتمد على آلاف أجهزة الاستشعار والمحاضرات لرصد ومراقبة العمليات، كما أن وجود شبكة إلكترونية من طراز " إيوت " يمكن أن يسبب أضراراً مادية أو حوادث أمان.
التحديات والحدود
ورغم وعدها، فإن إدماج الحيتان مع إيوت ليس بدون عقبات كبيرة، فالتغلب على هذه التحديات أمر أساسي من أجل اعتماده على نطاق واسع.
Scalability
ولا يمكن للشبكات العامة مثل بيتكوين وإثيريوم أن تجهز سوى عدد محدود من المعاملات في الثانية، وقد تولد شبكات الإيوت ملايين من نقاط البيانات في الدقيقة من بلايين الأجهزة، وهذا الخطأ يخلق اختناقا، ويجري تطوير حلول مثل قنوات التقطيع، وقطع القنوات (مثل شبكة البرق)، وتُوجّه دفتر دوكي، ولكن يجري تطويرها.
استهلاك الطاقة
ويتطلب توافق الآراء بشأن البروفك - النفطي، الذي يستخدمه بيتكوين، كميات هائلة من الاحتياجات غير العملية من الكهرباء لمستشعرات الأيوت المزودة بالطاقة الكهربائية، كما أن الألغاريثم الأكثر كفاءة من حيث الطاقة مثل برووف - ستيك، أو المركب الموفد، أو متغيرات القدرة المتناهية الصغر، هي أفضل ملاءمة لأجهزة قياس الوزن المنخفض القائمة على المصادر.
درجة الحرارة
ويتطلب العديد من تطبيقات تكنولوجيا المعلومات ردوداً شبه آنية - مثلاً، يجب أن يقوم نظام تجنب الاصطدام في مركبة مستقلة بعملية البيانات في الألف ثانية، ويمكن أن يؤدي توافق الآراء في بلوكشاين إلى حدوث تأخيرات، لا سيما في الشبكات العامة، أما السلاسل الخاصة أو المصرح بها، التي لا توجد بها سوى عدد أقل من المعالم، والاختتام السريع، فهي أكثر ملاءمة لحالات الاستخدام الحساسة من حيث الوقت، ومع ذلك، فإن تحقيق كل من درجات التحليّة العالية والأمن لا يزال يشكل تحدياً هندساً.
قابلية التشغيل البيني
إن النظام الإيكولوجي للمتفجرات من مخلفات الحرب هو نظام غير متجانس، حيث تستخدم أجهزة مختلفة من الصانعين بروتوكولات وأشكال بيانات مختلفة، كما تختلف منابر البلوكشاين في مؤشراتها القياسية، ولغات العقود الذكية، وحسابات توافق الآراء، وتبذل جهود توحيد المعايير، مثل عمل الشبكة الدولية للتعلم في مجال وضع أطر متكاملة للتبادل، ولكن من الصعب إيجاد حلول شاملة لجميع الشبكات.
الشواغل التنظيمية والقانونية
فالبيانات المخزنة على سلسلة من القطع غير قابلة للتداول، وكثيرا ما تكون عامة (أو شبه عامة)، وهذا يتعارض مع أنظمة الخصوصية مثل " حق النسيان " الذي يتمتع به الناتج المحلي الإجمالي في حين أن القيود الخاصة التي تسمح بالوصول إليها يمكن أن تخفف من هذه المسألة، فإنها تُدخل مبادلات في الشفافية واللامركزية، كما أن المسائل القانونية المتعلقة بالمسؤولية عندما ينفذ عقدا ذكيا لا تزال بحاجة إلى حل.
التوقعات المستقبلية
ويعمل الباحثون والمهندسون بنشاط على التصدي لهذه التحديات، وهناك عدة اتجاهات واعدة تشير إلى تقارب أكثر أمنا وقابلية للاتساع بين الاختراق والتقارب بين الاختراق والتلوث.
بروتوكولات الخفيض الوزن
وتستهدف بروتوكولات مثل دفتر الأستاذ الذي يُستخدم في معهد أوتا (وهو دفتر الأستاذ) وهديرا هاسجراف (DAG-based) تحديداً، حيث تزيل الهياكل الأساسية التقليدية وتستخدم آليات أكثر كفاءة في توافق الآراء، مما يتيح دفعات صغيرة وتبادل البيانات بأقل من الرسوم ورؤوس الطاقة، وتدعي الرابطة، على سبيل المثال، تحقيق معاملات الحدود الصفرية والاختتام شبه المباشر، مما يجعلها مناسبة لمليارات البرمجة.
حاسبة ومحفوظات هجينة
ويمكن أن يؤدي الجمع بين سلسلة الاختراقات والحوسبة إلى الحد من استخدام الترددات وزوارق التردد، وبدلاً من إرسال جميع بيانات التلويث إلى شبكة مركزية من سلسلة السلاسل، يمكن للوقود أن تصلح البيانات قبل التجهيز، وتثبت المعاملات محلياً، وتقتصر على العجلات الموجزة على السلسلة الرئيسية، ويحافظ هذا النهج الهجين على الأمن مع تحسين السرعة والقابلية للتكرار.
الهوية الذاتية للأجهزة
وتبرز معايير اللامركزية في الهوية التي تعطي كل جهاز من أجهزة آيوت هويته الدائمة والناقلة دون الاعتماد على سلطة مركزية، وتسمح الهوية المستقلة القائمة على سلسلة من الشواذ بأن توثق الأجهزة وتأذن بعضها ببعض بصورة مستقلة، وتخلق مجموعة من الثقة تُضخ بطبيعة الحال بعدد الأجهزة، ويقوم الاتحاد العالمي للشبكة العالمية بوضع معايير للـ دي دي دي إيه التي يتوقع أن تكون معتمدة على نطاق واسع.
التكامل مع الاستخبارات الفنية
ويمكن للتعلم من جانب الأجهزة الآيلة والآلات أن يحلل الكمية الهائلة من البيانات المخزنة في شبكات التوحيد المؤمنة للكشف عن الشذوذ، والتنبؤ بالفشل، والارتقاء بالعمليات إلى أقصى حد، فعلى سبيل المثال، يمكن لنموذج " آي " أن يحلل بيانات الاستشعار التاريخي من سلسلة من أجل تحديد الأنماط التي تسبق وقوع سلسلة إلكترونية، ويمكن أن تؤدي عقود الدخان تلقائيا إلى اتخاذ تدابير مضادة، مثل عزل جهاز محجوب.
خاتمة
فتقنية " بلوكشاين " توفر أساساً قوياً للتصدي للتحديات الأمنية التي أعاقت انتشار اعتماد تكنولوجيا إيوت، ومن خلال إضفاء اللامركزية على الثقة، وضمان سلامة البيانات، ووضع بروتوكولات أمنية آلية، وتمكين إدارة هوية الأجهزة القوية، يمكن أن تحمي سلسلة الأدوات الإيكولوجية من مجموعة واسعة من الهجمات، وفي حين أن القدرة على التكرار واستهلاك الطاقة والقابلية للتشغيل المتبادل ما زالت عقبات كبيرة، فإن الابتكارات الجارية في دفترات ذات الوزن الخفيفة، تتطور بشكل مطرد.