Enterprise-IoT-Fernverwaltung: Der skalierbare Weg zur Überwachung und Absicherung von IoT-Geräten

Die Fernverwaltung von IoT-Geräten ist heute eine der praktischsten Anwendungen des Internets der Dinge (IoT), eines Konzepts, das schon seit mehr als zwei Jahrzehnten existiert. Der Begriff wurde 1999 erfunden, um die Radiofrequenz-Identifikation (RFID)-Technologie zu fördern. Von 2008 bis 2009 übertraf die Anzahl der mit dem Internet verbundenen Geräte die Anzahl der Personen, die es nutzten. Heute, Die Fernverwaltung über das IoT ist eine Kernfunktion. für jede Organisation, die vernetzte Geräte in großem Maßstab betreibt.

Seitdem sind vernetzte Geräte zu einem Alltagsereignis geworden. Apple, Cisco, General Motors und andere Tech-Giganten produzieren IoT-Sensoren und -Geräte. Die IoT-Technologie wird in fast allen Branchen eingesetzt: Verarbeitende Industrie, Gesundheitswesen, Logistik, Energie, Landwirtschaft, Smart Cities… und so weiter.

Da diese Geräte in zunehmendem Maße in den Alltag integriert werden, ist es entscheidend, die Möglichkeit zu haben, sie effizient von überall aus zu verwalten. Eine IoT-Plattform mit Fernzugriff ermöglicht dies, indem Benutzer Geräte auch dann remote nutzen und verwalten können, wenn sie sich weit entfernt von dem Standort befinden.

In diesem Beitrag werden alle Aspekte behandelt, von der Funktionsweise von IoT-Systemen über die Cloud-Infrastruktur, die den Remotezugriff ermöglicht, bis hin zu den Sicherheitsverfahren und dem schrittweisen Ansatz, der eine zuverlässige Fernverwaltung großer IoT-Geräte ermöglicht. IoT-Geräte Ob es sich um eine Handvoll Websites oder Tausende handelt, die Grundprinzipien sind dieselben.

Lesen Sie weiter, um das Ganze zu verstehen.

Eine Einrichtung für die Fernverwaltung über das IoT umfasst typischerweise zwei Ebenen: Sensoren, die Daten aus der physischen Welt erfassen, und Gateways (oder Router), die diese Daten aggregieren und in die Cloud übertragen. Sensoren verarbeiten Messwerte wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck und Bewegung. Gateway-Systeme sammeln diese Messwerte über Protokolle wie LoRaWAN, Bluetooth oder Sigfox, Danach werden alle Daten an einen zentralen Server weitergeleitet, um verarbeitet zu werden. Da Sensoren so günstig, energieeffizient und langlebig konstruiert sind, können sie in der Regel nicht selbstständig mit dem Internet verbunden werden. Hier kommen Gateways ins Spiel. Ein einziger Gateway kann Tausende von Sensoren bedienen, Und dank ausreichender Rechenleistung an Bord können Administratoren auch Remote-IoT-Geräte verwalten. Ohne dass man physisch auf die Hardware zugreifen muss.

Wie sich die Rust-Firmware und moderne Gateways die Verwaltung von IoT-Geräten aus der Ferne verändern

Die Notwendigkeit einer zuverlässigen Fernverwaltung von IoT-Geräten hat sowohl die Cloud-Technologie als auch die Firmware-Entwicklung vorangetrieben. In Bezug auf die Firmware gibt es einen deutlichen Trend hin zu Speicher-sichere Sprachen wie Rust und performanzorientiertes C++ zur Entwicklung von Gateway-Software. Die Speicher-Sicherheit reduziert das Risiko von Remote-Exploitationen direkt, was wichtig ist, wenn man Tausende von Geräten verwalten muss, die man nicht physisch berühren kann.
Diese Verbesserungen helfen Organisationen dabei, Remote-IoT-Geräte in großen und verteilten Netzwerken sicherer zu verwalten.

Historisch gesehen mussten viele IoT-Anbieter den Benutzern eine enge physische Nähe zu IoT-Geräten für Einrichtung und Wartung bieten. Dies liegt daran, dass ein IoT-Gateway, wie ein Internet-Router, einen Benutzer in dem Abdeckungsbereich benötigen muss, um mit ihm zu verbinden.

Bei Unternehmen hingegen werden oft Dutzende Gateways an schwer zugänglichen und verstreuten Standorten installiert, um mit Tausenden von Knoten zu verbinden. All diese Gateways erfordern dennoch eine ständige Einrichtung und Überwachung. Können wir IoT-Geräte aus der Ferne betreiben? Selbstverständlich können wir dies. Moderne IoT-Fernverwaltungsplattformen ermöglichen es Nutzern, aus einem einzigen Ort aus die Überwachung, Konfiguration und Verwaltung von IoT-Geräten auszuführen, unabhängig davon, wo die Hardware physisch lokalisiert ist.

Lassen Sie uns nachsehen, wie Unternehmen von der Fernwartung von IoT-Systemen profitieren können – anhand von Beispielen aus den Bereichen Logistik, Landwirtschaft und Fertigung.

Logistik: Flottenverfolgung und Lagerüberwachung in großem Maßstab

Laut dem IoT-Marktforschungsbericht für den Logistikmarkt Laut Research and Markets wird der globale IoT-Markt im Supply Chain-Bereich voraussichtlich weiter wachsen. 13,2 Prozent jährlicher Wachstum von 2020 bis 2030. Die folgenden Geschäftsbereiche der Lieferkette werden Sie profitieren am meisten von der Möglichkeit, die physische Fernsteuerung von IoT-Geräten zu verwalten:

• Wie ein Gateway pro Lager die manuellen Zustandsüberprüfungen ersetzt

Gabelstapler, Paletten und andere Geräte können mit Sensoren ausgestattet werden, um sie einfach zu lokalisieren. Für die Zustandsüberwachung können Organisationen Sensoren innerhalb eines Gebäudes bereitstellen, um Temperatur, Luftqualität, Luftfeuchtigkeit, Rauch usw. zu überwachen. Die Fernverwaltung von IoT-Systemen erfordert in der Regel ein Gateway pro Lager und einen stabilen Zugriff auf IoT-Geräte, damit Teams Daten prüfen können, ohne sich vor Ort aufhalten zu müssen.

• Warum logistische Unternehmen in IoT-Sensoren investieren

Ein Bericht von Research and Markets zeigt, dass das IoT-Fahrdienstmanagement den größten Umsatzanteil am Logistikmarkt unter allen anderen Geschäftsbereichen der Branche erzielt hat. IoT in der Logistik Der Markt ist von 2014 bis 2019 gewachsen. Dies ist teilweise auf die Bereitstellung einer Echtzeit-Fleet-Visualisierung zurückzuführen. Fahrzeuge, Container und sogar wertvolle Pakete können mit Sensoren ausgestattet werden.

Um Standorte zu identifizieren, nutzen Logistikunternehmen private oder öffentliche IoT-Netzwerke. Wenn private Netzwerke verwendet werden, können Unternehmen Gateway-Geräte in Lagern platzieren, über die Fahrzeuge hinwegfahren. Wenn öffentliche Netzwerke verwendet werden, erhalten Unternehmen in der Regel Daten von Gateways von Betreiberplattformen, die an Straßenlaternen montiert sind. Mit der Implementierung einer IoT-Datenanalyseplattform können diese Systeme tiefergehende Erkenntnisse aus den gesammelten Daten gewinnen und die Prozesse weiter optimieren.

• Temperaturausbrüche erkennen, bevor sie Ihnen das Geld kosten

Temperatursensible Güter wie Arzneimittel, Lebensmittel und biologische Proben benötigen eine kontinuierliche Überwachung von Lager bis zum Bestimmungsort. Mit der Fernüberwachung über das IoT können Sensoren in gekühlten Containern die Temperatur in Echtzeit überwachen und Benachrichtigungen generieren, sobald die Messwerte außerhalb der zulässigen Grenzen liegen. Diese Art von Einrichtung Verringert den Produktverlust und hilft Logistikdienstleistern dabei, die regulatorischen Anforderungen bezüglich der Rückverfolgbarkeit zu erfüllen. In Kühlkettenprozessen, die den GS1-Standards entsprechen, wird jeder Dateneinheit entlang der Strecke eine Bedeutung zugewiesen. verifizierbarer Audit-Trail, das besonders nützlich ist, um kritische Ereignisse zu verfolgen und die Einhaltung während Inspektionen nachzuweisen.

Landwirtschaft: Warum Landwirte aufhören, zu jedem Feld zu fahren

Ein Agrarunternehmen kann mehrere Flächen mit einer Größe von 10 bis 100 Hektar besitzen. Um eine effektive Bewässerung sicherzustellen, sollte es die aktuellen Wetterbedingungen berücksichtigen, und um dies zu ermöglichen, sollten Sensoren eingesetzt werden, die die folgenden Parameter überwachen: Bodendruck und Temperatur Es kann in den Boden gegraben werden.

Um Daten an Gateways zu übertragen, können Sensoren Funkfrequenzbänder verwenden, die sich für landwirtschaftliche Zwecke eignen, da sie große Flächen abdecken, problemlos durch den Boden gelangen und energieeffizient sind. Die letzte Eigenschaft gewährleistet, dass ein solcher Sensor mehrere Jahre lang funktionieren kann. Ein Gateway kann an einem Mast montiert werden und reicht in der Regel für ein Feld aus.

Mit Tools zur Fernverwaltung von IoT-Geräten müssen Landwirte nicht jedes einzelne Remotebedienungspunkt aufsuchen, um Sensordaten zu erhalten.

Fertigung: Verkürzung der Ausfallzeiten und Einhaltung der IEC 62443-Compliance von zu Hause aus

Laut Statista wird 2020, 57 Prozent Der größte Teil der globalen Investitionen in die IoT-Produktion ging an Geräte, die für die Fabrikautomatisierung eingesetzt werden. Dies liegt daran, dass eine effektive Verwaltung der Feldgeräte die Kosten senkt und die operative Effizienz in der Gerätewartung und im täglichen Betrieb verbessert.

Eine Anwendung für die Fernverwaltung von IoT-Geräten in Feldbereichen findet in Fabriken statt, die strenge Reinluftvorschriften einhalten müssen. Ausrüstung wie Filter und Turbinen muss angepasst werden, um das erforderliche Luftreinheitsniveau zu gewährleisten.

Um die Geräteleistung aus der Ferne zu überwachen und Anomalien frühzeitig zu erkennen, können Sensoren, die Luftgeräusche und Druck messen sowie die Anwesenheit von Mikropartikeln und andere Messwerte erheben, überall auf dem Gerät installiert werden. Ein Gateway, das normalerweise an der Decke angebracht wird, kann diese Daten dann an Mitarbeiter weiterleiten, die für die Geräteüberwachung zuständig sind, was dazu beiträgt, kostspielige Folgen der Luftverschmutzung zu verhindern.

Diese Art von Konfiguration ist Teil eines wachsenden Trends in industriellen IoT-Lösungen, bei denen vernetzte Systeme Fabriken dabei unterstützen, effizienter zu arbeiten und auf Probleme schneller zu reagieren. IoT-Präzisionswartung für Hersteller Eine zunehmend praktikable und wertvolle Strategie.

Für Hersteller, die in regulierten Umgebungen tätig sind, spielt die Fernverwaltung über das IoT ebenfalls eine Rolle, um die Sicherheitsstandards wie z. B. IEC 62443. Dieser Standard definiert Sicherheitsniveaus für industrielle Automatisierungs- und Steuerungssysteme. Die Möglichkeit, Geräte remote zu überwachen und zu aktualisieren, hilft Unternehmen dabei, die Compliance einzuhalten, ohne ständige Audits vor Ort zu planen. Die Konvergenz zwischen Betriebstechnologie (OT) und Informationstechnologie (IT) macht dies noch relevanter. Alte Geräte, die nie für Netzwerkverbindungstauglichkeit entwickelt wurden, befinden sich nun neben modernen IoT-Sensoren. Die Verwaltung dieser Mischung aus verschiedenen Geräten aus der Ferne erfordert eine sorgfältige Planung hinsichtlich der Netzwerksegmentierung, des Zugriffsmanagements und der Firmware-Updates.

Die Fernverwaltung in der IoT-Technologie wird ebenfalls unterstützt. Prädiktive Instandhaltung Strategien, die messbare Ergebnisse liefern. Anstatt Teile in einem festen Zeitplan zu ersetzen oder zu warten, können Teams Vibrationen, thermische Messwerte und Stromverbrauchstrends aus der Ferne überwachen. Wenn die Daten einen Hinweis darauf geben, dass ein Bauteil an seine Grenzen gelangt, werden Wartungsarbeiten proaktiv geplant, um Ausfallzeiten zu minimieren. Für große Fertigungsbetriebe ist dieser Ansatz ideal. Kann unvorhergesehene Ausfallzeiten reduzieren um 30 bis 50 Prozent und ermöglicht erhebliche Kosteneinsparungen bei der Lagerhaltung von Ersatzteilen.

Gesundheitswesen: Verwaltung von FDA-zulassenen Geräten ohne physischen Besuch vor Ort

Die Gesundheitsversorgung ist einer der am schnellsten wachsenden Bereiche für die Fernverwaltung von IoT-Geräten. Krankenhäuser und Kliniken setzen auf vernetzte Geräte zur Patientenüberwachung, Infusionpumpe, Bildgebungssysteme und diagnostische Instrumente. Diese Geräte benötigen regelmäßige Software-Updates und Konfigurationsänderungen, jedoch kann der physische Zugriff eingeschränkt sein, insbesondere in sterilen Umgebungen oder an mehreren Standorten.
Für Hersteller von Medizinprodukten ist die Möglichkeit, IoT-Geräte aus der Ferne zu verwalten, auch direkt mit regulatorischen Pflichten verbunden. In den USA sind die Vorschriften der FDA in Bezug auf Klasse II und Klasse III Geräte Erfordern detaillierte Aufzeichnungen jeder Softwareänderung, was bedeutet, dass Audit-Trails und Versionskontrolle keine Option sind. In Europa schreibt die Medizinprodukteverordnung (MDR) ähnliche Anforderungen vor. Organisationen, die ihre Remote-Management-Systeme mit ISO 13485-Konformität Um kostspielige Nacharbeit später zu vermeiden, sollten Sie von Anfang an darauf achten, dass Sie HIPAA einhalten. HIPAA bietet jedem System, das Patientendaten verarbeitet, eine weitere Sicherheitsstufe hinzu: Verschlüsselung in Transit und im Ruhezustand, Zugriffserfassung und rollenbasierte Berechtigungen.

IoT-Anbieter sorgen zunehmend dafür, dass die oben genannten Funktionen der Fernwartung von Geräten die wachsenden Anforderungen erfüllen und ihr Geschäft erweitern. Hier kommen Cloud-Plattformen zum Einsatz.

Führende Cloud-Anbieter wie AWS, Microsoft Azure und Google Cloud bieten spezialisierte Cloud-Infrastrukturen und Ansätze zur Organisation der Fernwartung von IoT-Netzwerken. Diese Systeme werden als IoT-Managementplattformen bezeichnet und bieten den Nutzern die folgenden wesentlichen Vorteile:.

Wie Device Shadows die Synchronisierung Ihrer IoT-Flotte rund um die Uhr sicherstellt

Neben Rechenzentren ermöglichen Cloud-Anbieter ihren Kunden die Nutzung einer Reihe von Diensten zur Wartung der IoT-Infrastruktur. Diese Dienste tragen dazu bei, eine qualitativ hochwertige Synchronisierung zwischen Software und physischen Geräten zu gewährleisten. So bietet AWS beispielsweise folgende Dienste an: IoT Device Shadow-Dienst.

Im Rahmen dieser Dienstleistung wird jedem Gateway eines Netzwerks eine sogenannte “Schattierung” zugewiesen. Diese Schattierung ist buchstäblich eine Cloud-Infrastruktur-Äquivalent des jeweiligen Geräts. Die Schattierung synchronisiert sich ständig mit dem Gerät und verfügt über eine Liste aller zu konfigurierenden Parameter. Der Gateway meldet der Schattierung entsprechend die aktuellen Einstellungen und Statistiken des Geräts, während die Schattierung Updates an den Gateway sendet.

Von der manuellen Überwachung zu einer automatisierten Überwachung mit einem Klick: Gateway-Management auf Skalenebene automatisieren

Bevor man auf die Cloud umstieg, bot die Technologie keine Möglichkeit, mehrere Gateways automatisch zu verwalten. Manuelle Einrichtung großer Gruppen von Gateways einzeln war jedoch extrem zeitaufwändig.

Cloud-Technologie hilft Organisationen dabei, alle Gateways zu erkennen und verschiedene Geschäftsflüsse zu gewährleisten. Diese Flüsse können die Kombination von Gateways in Netzwerken umfassen sowie die Zuordnung von Gateways zur Gruppierung nach verschiedenen Parametern (Innen- oder Außenbereich, mit oder ohne GPS-Modul, alt oder neu). Durch die Gruppierung von Gateways nach verschiedenen Parametern kann eine Organisation eine umfangreiche Einrichtung mit nur einem Klick durchführen.

Ein IoT-Hersteller kann alle von ihm hergestellten Gateways in der Ferne verbinden und Sicherheitspatches sowie Notfall-Firmware-Updates bereitstellen, sobald Sicherheitslücken entdeckt werden. Kunden können wiederum Firmware-Updates von einem zentralen Ort herunterladen. Diese Einrichtung unterstützt außerdem die Fernaktualisierung von IoT-Geräten, sodass Änderungen auch ohne physischen Zugriff erfolgen können.

Was passiert, wenn ein Gateway offline geht (und warum erhält es immer noch das Update)?

Gateway können aufgrund von Signalstörungen regelmäßig offline sein. Wenn jedoch während der Sendeaktivität eine Verbindung zum Gateway unterbrochen wird, werden die Einstellungen nicht an das Gateway weitergeleitet. Ein Cloud-System, das 24/7 verfügbar ist, kann jedoch alle Daten empfangen und speichern. Wenn das Gateway wieder online geht, kann es mit der Cloud synchronisieren und alle fehlenden Aktualisierungen erhalten.

Um von den oben genannten Vorteilen zu profitieren, muss ein IoT-Anbieter die Cloud-Migration-Strategie befolgen, die wir im nächsten Abschnitt besprechen.

Wie man die Sicherheit und Compliance der Fernverwaltung von IoT-Systemen in regulierten Branchen gewährleistet

Da immer mehr Branchen die Fernverwaltung über das IoT anwenden, Sicherheit und Compliance sind von einem Nützlichkeitsfaktor zu einem unverhandelbaren Anspruch geworden. Wenn Sie IoT-Geräte über Tausende von Endpunkten aus aus der Ferne steuern können, Jedes Verbindungspunkt wird zu einer möglichen Sicherheitslücke.. Organisationen in regulierten Branchen sind mit einer zusätzlichen Komplexität konfrontiert, da sie sicherstellen müssen, dass die spezifischen Standards eingehalten werden, die ihre Branche regeln.

Warum das Vertrauen in den Netzwerkperimeter für IoT nicht mehr funktioniert

Die traditionelle Methode, alles innerhalb eines Netzwerkperimeter zu vertrauen, funktioniert nicht, wenn Geräte über Lagerhallen, Fabriken, Krankenhäuser und Felder verteilt sind. Zero-Trust-Modell Es behandelt jedes Gerät, jeden Benutzer und jede Verbindung als potenziell gefährdet, bis der Umstand anders bewiesen wird. In der Praxis bedeutet dies: Jedes IoT-Gerät authentifiziert sich einzeln Bevor auf eine Cloud-Ressource zugegriffen werden kann, gelten keine allgemeinen Berechtigungen. Jedes Gateway überprüft seine Identität mithilfe einer Zertifikatsauthentifizierung, und jeder Antrag wird zunächst einer Richtliniensuche und gegebenenfalls einer Mehrfaktorauthentifizierung unterzogen, bevor etwas geschieht. Diese Vorgehensweise ist besonders wichtig für Organisationen, die Remote-IoT-Geräte an mehreren Standorten mit unterschiedlichen Sicherheitsrichtlinien verwalten müssen.

Die Zertifikatsverwaltung auf Tausende von IoT-Geräten im Netzwerk ausweiten

Public Key Infrastructure (PKI) Es ist die Grundlage für sichere Fernverbindungen von IoT-Geräten mit der Cloud. Jedes Gerät erhält während der Herstellung oder beim Bereitstellen ein einzigartiges Zertifikat, das es ermöglicht, einen verschlüsselten Kanal mit der Cloud-Plattform zu etablieren. Die Verwaltung von Zertifikaten in großem Maßstab stellt jedoch eine eigene Herausforderung dar. Zertifikate verfallen, müssen erneuert werden und müssen manchmal auch widerrufen werden, wenn ein Gerät kompromittiert wird. Die Automatisierung dieses Prozesses ist entscheidend. Die manuelle Zertifikatsverwaltung über Tausende von IoT-Geräten aus der Ferne ist nicht realistisch, und ein veraltetes Zertifikat kann eine ganze Anlage offline machen.

Welche Compliance-Rahmen gelten für Ihre IoT-Implementierung?

Verschiedene Branchen wenden unterschiedliche Compliance-Frameworks für ihre IoT-Implementierungen an, und es ist wichtig zu verstehen, welche für Ihren Anwendungsfall relevant sind, bevor Sie mit der Entwicklung beginnen. In der Gesundheitsbranche, ISO 13485 beinhaltet Qualitätsmanagement für Medizinprodukte, während FDA 21 CFR Part 11 Reguliert elektronische Aufzeichnungen und Signaturen. Jedes System, mit dem Sie IoT-Geräte in einer klinischen Umgebung remote verwalten können, muss beide Anforderungen erfüllen. In industriellen Umgebungen ist IEC 62443 der Standard für die Sicherung von Industrieautomatisierungs- und Steuerungssystemen. Es definiert Sicherheitsstufen, Methoden zur Risikobewertung und technische Anforderungen, die direkt auf die Art und Weise angewendet werden, wie Sie den Remotezugriff auf Anlagen auf der Fabrikgelände verwalten. ISO 27001 Gilt in weiten Umfang für das Informationssicherheitsmanagement und ist oft eine grundlegende Voraussetzung für jede Organisation, die sensible betriebliche Daten verarbeitet. Für die Logistik:, ISO 28000 Sie adressieren die Sicherheit in der Lieferkette, und die GS1-Standards umfassen die Rückverfolgbarkeit und den Datenaustausch.

Warum jede Konfigurationsänderung eine manipulationssichere Aufzeichnung erfordert

In regulierten Branchen ist es genauso wichtig, zu beweisen, was passiert ist, wann und von wem es genehmigt wurde, wie die Aktion selbst. Jede Konfigurationsänderung, Firmware-Update und Zugriffsvorgang muss in einer Protokolldatei festgehalten werden. unabhämmbarer Audit-Trail. Das geht nicht nur darum, Prüfungen erfolgreich zu bestehen. Es geht darum, die notwendigen Beweise zu haben, wenn etwas schief geht. Ein solides Audit-Verlauf unterstützt zudem die Ursachenanalyse und hilft den Teams herauszufinden, ob ein Geräteausfall auf eine falsche Aktualisierung, einen Konfigurationsfehler oder ein Hardwareproblem zurückzuführen ist. Für Organisationen, die in strengen Compliance-Richtlinien agieren müssen, spart die Integration der Audit-Verarbeitung in die Architektur bereits von Anfang an erheblichen Aufwand im Vergleich zu einer späteren Implementierung.

IoT-Anbieter wie RAKwireless, Wanesy Management Center und Gemtek haben es bereits geschafft, ihren Kunden Fernwartungsplattformen für IoT-Geräte bereitzustellen, die bereits in aktiver Nutzung sind. Solche IoT-Anbieter ermöglichen Kunden außerdem die automatisierte Einrichtung und Wartung von Gateways. Dies ist besonders hilfreich für große Organisationen, die mehrere große und schnell wachsende Netzwerke von IoT-Geräten für den Fernzugriff ins Internet an verschiedenen Standorten verwalten.

Solche Softwarelösungen sind auf Netzwerkadministratoren zugeschnitten und erfordern keine Spezialisten mit Kenntnissen in der IoT-Infrastruktur innerhalb eines Unternehmens. Diese Remote-IoT-Management-Lösungen enthalten bereits nutzbare Tools zur Verwaltung der IoT-Infrastruktur und bieten Nutzern praktische Einblicke darin, IoT-Geräte in großem Maßstab aus der Ferne zu verwalten.

Um eine solche IoT-Netzwerkverwaltung sicherzustellen, muss ein IoT-Anbieter drei wichtige Schritte unternehmen. Lassen Sie uns sie einzeln betrachten.

Schritt 1. Erweiteren Sie Ihre IoT-Infrastruktur

Als Ausgangspunkt kann ein IoT-Anbieter lediglich eine Hardwareinfrastruktur besitzen. Der Anbieter kann Gateway-Geräte herstellen und eine F&E-Abteilung haben, die Firmware – die Software, die in den Speicherchips von Gateway-Geräten installiert ist und das Gateway in ein Smart Device verwandelt – entwickelt. Um diese Infrastruktur auszubauen, nutzt ein IoT-Anbieter eine IoT-Managementplattform von einem Cloud-Anbieter. Unternehmen können auch in Investitionen in Entwicklung eingebetteter Firmware für IoT-Geräte Um robuste und sichere Firmware für Gateways zu erstellen und eine reibungslose Fernverwaltung über große Netzwerke zu gewährleisten.

Schritt 2. Sicherstellen der Synchronisierung zwischen der Cloud und den Gateways

Obwohl eine IoT-Managementplattform wie AWS Werkzeuge zur Sicherstellung der Synchronisierung bereitstellt, muss die Firmware Ihres Gateways wissen, wie man dessen Shadow verwendet, wie man Einstellungen von ihr akzeptiert und wie man diese Synchronisierung zuverlässig und sicher durchführt.

Dies erfordert, dass Sie die Firmware Ihres Gateways anpassen und Cloud-Services einrichten, um eine bidirektionale Synchronisierung zu ermöglichen. Da dieser Service normalerweise nicht von einem Cloud-Anbieter angeboten wird, können unabhängige Technologieanbieter mit IoT-Know-how wie Yalantis Ihre IoT-Managementplattform einrichten.

Die Synchronisierung zwischen einem Cloud-Dienst und Gateways ermöglicht es jeder externen Software-Dienstleistung – beispielsweise einer Gateways-Onboarding-Plattform –, mit einem Gateway zu kommunizieren. Dies wird durch den Cloud-Dienst gewährleistet, der stets online ist und dessen Verbindungsregeln eindeutig festgelegt sind.

Im Rahmen dieses Schritts ist es ebenfalls wichtig, eine Einrichtung zu treffen. zertifikatsbasierte Authentifizierung für jeden Gateway. Jedes Gerät sollte über ein eigenes, einzigartiges Zertifikat verfügen, mit dem es einen sicheren Kanal mit der Cloud aufbaut. Ohne dieses Zertifikat ist die Tür für nicht autorisierte Geräte offen, die mit Ihrem System verbinden können. Rollenbasierte Zugriffskontrolle Diese Einstellungen sollten ebenfalls in dieser Phase vorgenommen werden, damit nur die richtigen Personen Änderungen an den entsprechenden Geräten vornehmen können.

Sobald Sie das Ziel der qualitativ hochwertigen Synchronisierung zwischen der Cloud, den Schattenobjekten und Ihren Gateways erreicht haben, können Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren.

Schritt 3. Ermöglichen Sie Benutzern die Fernverwaltung von Geräten und Gateways

Ein IoT-Anbieter muss seinen Kunden ein effektives Tool für die einfache Verwaltung des IoT-Netzwerks anbieten. Dieses Tool soll Netzwerkadministratoren von der Seite des Kunden dabei helfen, alle IoT-Netzwerke des Unternehmens zu verwalten und jede IoT-Gerät remote zu steuern, ohne auf physischen Zugriff zu einzelnen Standorten angewiesen zu sein. Ein gut ausgelegtes IoT-Fernverwaltungsystem ermöglicht dies selbst für Teams mit begrenzten IoT-spezifischen Kompetenzen.

Insgesamt muss ein solches ferngesteuertes IoT-Management-System Folgendes bieten:

• haben spezifische Merkmale wie unterschiedliche Skalen für die Instandhaltung der Geräte
• bietet Reporting-Funktionen und Problembehebungswerkzeuge an
• sein sicher durch die Bereitstellung von Audit-Logdateien und Benutzerberechtigungen

Funkupdates (OTA) sind eine der größten Vorteile der Fernverwaltung von IoT-Geräten, aber sie bringen auch echte Risiken mit sich. Ein falscher Update, der gleichzeitig auf Tausende von Geräten angewendet wird, kann die Hardware beschädigen, Sicherheitslücken aufweisen, frühere Fehlerbehebungen rückgängig machen oder unerwartetes Verhalten in Produktionsumgebungen verursachen. Die korrekte Durchführung von OTA-Updates erfordert eine sorgfältige Planung in jeder Phase.

Warum jedes Firmware-Paket eine kryptografische Signatur benötigt

Jedes Firmware-Paket sollte vor der Verteilung kryptografisch signiert werden. Das Gerät überprüft die Signatur, bevor das Update angewendet wird, was verhindert, dass gefälschte oder unautorisierte Firmware installiert wird. Dies ist besonders wichtig für IoT-Geräte in der Ferne, die in Umgebungen eingesetzt werden, in denen physische Manipulation möglich ist. Wenn es jemandem gelingt, eine Aktualisierung im Transit zu interceptieren, stellt die Signaturprüfung sicher, dass korrupte oder bösartige Code niemals auf dem Gerät ausgeführt wird.

A/B-Partitionen: wie Geräte sich selbst von einem schlechten Update erholen

Unabhängig davon, wie viel Testarbeit bei der Veröffentlichung einer Firmware erforderlich ist, können dennoch Fehler im Einsatz auftreten. A/B-Partitionstrategien Geben Sie jedem Gerät zwei Firmware-Slots zu. Das Gerät startet von einer Partition, während das andere die vorherige, funktionierende Version enthält. Wenn das neue Firmware-Update nicht booten kann oder einen Gesundheitscheck bestanden hat, kehrt das Gerät automatisch zur bekannten, korrekten Version zurück. Diese Art von Sicherheitsvorkehrung ist besonders wichtig, wenn Sie IoT-Geräte aus der Ferne verwalten und keinen Techniker an jeden Ort schicken können, der mit einem Problem zu kämpfen hat.

Warum das Verschieben von Updates auf die gesamte Flotte auf einmal ein Risiko ist, das man vermeiden kann

Es ist riskant, eine Aktualisierung für die gesamte Flotte auf einmal durchzuführen. Progressiver Rollout Es beginnt mit einer kleinen Gruppe von Geräten, überwacht ihr Verhalten und erweitert erst dann den Bereich der Überwachung auf die übrigen Geräte. Diese Vorgehensweise begrenzt den Spreizradius im Falle eines Fehlers. Typische Rollout-Strategien umfassen folgende Schritte: eine Kanariegruppe 1 bis 5 Prozent der Geräte, dann 25 Prozent, dann 50 Prozent, und schließlich die gesamte Flotte. In jeder Phase überprüft das System die Anomalieerkennung hinsichtlich Fehlerraten, Konnektivitätsproblemen und Leistungsproblemen, bevor es fortfährt. Für Organisationen in regulierten Branchen bieten progressive Rollouts außerdem die Dokumentation, dass die Sorgfaltsprüfung vor dem Einsatz der Änderungen auf den Produktionsgeräten durchgeführt wurde.

Wie können Sie IoT-Geräte sicher und zuverlässig steuern? Die Bereitstellung der Möglichkeit für Ihre Kunden, von der Fernverwaltung von IoT-Geräten zu profitieren, ist eine anspruchsvolle Aufgabe mit zahlreichen versteckten Gefahren. Im Allgemeinen beziehen sich diese auf die folgenden Aspekte.

Wie der Wechsel in die Cloud die Angrifffläche verändert

Bevor man auf die Cloud umstieg, musste man sich in der Nähe eines Gateways befinden und dessen lokales Passwort kennen, um es zu verwalten. Mit der Cloud ist das System jedoch anfällig für Cyberbedrohungen wie unbefugten Zugriff und Malware. Neben der Implementierung strenger Benutzerberechtigungen, die bestimmen, welche Benutzer eine bestimmte Gateway erkennen und verwalten können, sollten Sie folgende Maßnahmen beachten.

Um eine Gateway-Einrichtung in der Lage zu machen, sicher mit der Cloud zu kommunizieren, sollte ein sicherer Kommunikationskanal eingerichtet werden. Eine Möglichkeit dazu ist der Austausch von Zertifikaten zwischen der Gateway-Einrichtung und der Cloud. So kann andere Hardware den Account des Cloud-Providers nicht erreichen, da dieser den richtigen Zertifikat fehlt. Diese Schutzschichten sind von entscheidender Bedeutung. Sie basieren oft auf gut konzipierten IoT-Sicherheit die auf die besonderen Risiken vernetzter Systeme eingehen.

Um einen sicheren Kanal zwischen der Cloud und einer für Kunden zugänglichen App zu schaffen, sollte Ihr Gateway in der Lage sein, automatisch Berechtigungen zu vergeben, sich in der Cloud zu registrieren und den Dienst von der Cloud abzurufen. Anschließend muss der Endbenutzer seine Gateway-Einrichtung über die benutzerspezifische App durchführen können. Um dies zu erreichen, gibt der Benutzer die eindeutige Seriennummer seines Gateways in das System ein. Um dem Benutzer zu helfen, seine Eigentumsrechte an seinem Gateway zu bestätigen, IoT-Anbieter Sie können verschiedene Ansätze umsetzen, wie zum Beispiel die Einführung eines Felds in der Gatewayschnittstelle, in das ein Benutzer eine eindeutige Kunden-ID eingeben muss, oder die zusätzliche Kennzeichnung der Seriennummer des Gateways mit einer zusätzlichen Schlüsselung.

Die sichere Verwaltung von IoT-Geräten erfordert die Kombination dieser Schritte mit strikter Zertifikatverarbeitung, Zugriffskontrolle und cloudbasierten Validierungen.

Es ist auch wichtig, die häufigsten Angriffsvorgänge zu verstehen, die auf entfernte IoT-Implementierungen abzielen. Man-in-the-middle-Angriffe Sie kann unverschlüsselte Datenverkehrsströme zwischen Geräten und der Cloud abfangen. Credential-Füllung Ziel ist es, schwache oder veraltete Passwörter in Gerätenutzungsportalen aufzuspüren. Firmware-Injektionsangriffe Ausnutzen Sie Update-Kanäle, die keine Signaturenverifizierung bieten. Jede dieser Bedrohungen kann zu Sicherheitsverletzungen führen, aber sie können alle verhindert werden, wenn die Sicherheit bereits von Anfang an in die Architektur integriert wird, anstatt erst später hinzugefügt zu werden. In Gesundheitsumgebungen könnte ein kompromittiertes Gerät die Patientensicherheit gefährden. In industriellen Anlagen könnte der unbefugte Zugriff auf ein Steuerungssystem zu physischen Schäden führen. Die Belastung variiert je nach Branche, aber die Grundprinzipien zur Sicherung eines IoT-Fernverwaltungssystems bleiben jedoch gleich: Alles verschlüsseln, alles authentifizieren und alles protokollieren.

Die Verzögerung zwischen Cloud-Befehlen und Reaktionen der Geräte bewältigen

Ihre Webplattform sollte sowohl asynchrone als auch synchrone Interaktionen unterstützen, da die Einrichtung des Gateways über die Cloud teilweise asynchron erfolgt. Wenn die cloud-fähige Plattform mit der Cloud kommuniziert, empfängt sie Daten und verlangt, dass Sie warten, bis die Cloud die Daten zum Gateway sendet.

Allerdings ist es oft unmöglich, den Standby-Modus innerhalb der Plattformarchitektur umzusetzen (zum Beispiel im Falle der Verwendung des serverless-Ansatzes). Um asynchrone Interaktionen für die RAKwireless-App zu ermöglichen, haben wir eine kontinuierliche bidirektionale Gateway-Datensynchronisierung basierend auf AWS IoT Core-Shadows und die Implementierung spezifischer Geschäftslogikflüsse sichergestellt.

Einige Systeme benötigen außerdem einen Plan für die Fernwartung von IoT-Geräten, insbesondere wenn Netzwerkverzögerungen oder nicht vernetzte Geräte häufig auftreten.

Entwicklung für Langzeitbetrieb, Firewalls und serverlose Timeout-Funktionen

Bei der Gestaltung einer Webplattformarchitektur sollten Sie nicht nur die Unterstützung für asynchrone/synchronische Interaktionen berücksichtigen. Da IoT-Geräte eine begrenzte Rechenleistung haben, kann es lange dauern, Dinge wie die Bereitstellung vieler Einstellungen auf der Hardware-Geräteebene durchzuführen. Solche langen Vorgänge könnten die vorhandene Timeout-Einstellung des Cloud-API-Gateways überschreiten.

Für die Web-App von RAKwireless haben wir eine Architektur mit dem Serverless-Stack Lambda entwickelt, die zusätzliche Mechanismen für die Unterstützung von Langzeitoperationen bietet. Um den Timeout-Vorgaben der AWS-API zu entsprechen, haben wir Job-Verarbeitung und Polling-Mechanismen verwendet.

Darüber hinaus bringt das Management von IoT-Geräten hinter einem Firewall-Schutzschild eigene Herausforderungen mit sich. Firewalls mit eingeschränkten Portnummern oder NAT-Einstellungen können die Verbindungen blockieren, die Geräte zur Verbindung mit der Cloud benötigen. In vielen Unternehmensumgebungen verbieten IT-Sicherheitsrichtlinien die Öffnung von eingehenden Ports, weshalb der Standardansatz darin besteht, die Geräte so zu konfigurieren, dass sie Verbindungen über Protokolle wie HTTP/HTTPS starten. MQTT über TLS auf Port 443. Bei komplexeren Netzwerktopologien können VPN-Tunnel oder spezielle IoT-Verbindungspakete die Lücke zwischen dem Gerät und der Cloud überbrücken, ohne dass Änderungen an den bestehenden Firewall-Regeln erforderlich sind. Organisationen, die Remote-IoT-Geräte hinter strengen Unternehmens-Firewalls verwalten müssen, sollten diese Verbindungsbeschränkungen bereits in der Architekturphase planen.

Wenn Sie sich für die Implementierung einer serverlosen Architektur entscheiden, um das System kosteneffizient zu machen, sollten Sie bedenken, dass diese Art von Architektur besondere Herausforderungen hinsichtlich der Sicherstellung von Langzeitbetrieb, Unterstützung für asynchrone Vorgänge, Sicherheit und Fehlervermeidungsfunktionen mit sich bringt. Diese Herausforderungen veranlassen Entwickler dazu, nicht standardisierte Architekturmechanismen zu entwickeln.

Wenn Sie sich entscheiden, mit einem technischen Partner zusammenzuarbeiten, um Ihren Kunden qualitativ hochwertige Dienste im Bereich der Fernverwaltung von IoT anzubieten, stellen Sie sicher, dass Ihr Partner weiß, wie man mit den Herausforderungen umgeht, die die Implementierung der in diesem Beitrag beschriebenen Lösung mit sich bringt. Bei Yalantis unterstützen wir seit Jahren IoT-Lösungsanbieter. Sehen Sie sich an, wie wir einem unserer Kunden langfristige Team-Augmentation-Services bereitgestellt haben.

Bei Yalantis kennen wir die Verwaltung von IoT-Geräten aus der Ferne aus erster Hand. Unser Engineering-Team arbeitet über die gesamte Bandbreite hinweg, von eingebettetem Firmware-Code, der in Rust und C++ für die Sicherheit und Leistung der Speicher, für die Cloud-Infrastruktur und für die für die Benutzer zugänglichen Plattformen. Wir halten ISO 27001-ZertifizierungWir berücksichtigen die Compliance in jeder Ebene der von uns bereitgestellten Systeme. Ein starkes Beispiel für unsere Arbeit ist das Benutzerfreundliche Steuerungsplattform Wir haben sie für RAKwireless entwickelt.

Die SaaS-Webanwendung kommuniziert mit dem IoT-Management-Ökosystem von RAKwireless über die AWS IoT Core Message Broker. Neue Gateways werden automatisch in AWS IoT Core bereitgestellt und bieten technische Funktionen, die Nutzern helfen, Gateways zu lokalisieren, zu integrieren und zu konfigurieren. Benutzer können Gateways remote aktualisieren und erhalten dabei nahezu Echtzeit-Benachrichtigungen, wenn ihre Geräte offline gehen. Die Firmware-Ebene nutzt Rust und C++ zur Sicherstellung der Speicherzuverlässigkeit bei Fernbedienungen und reduziert so das Risiko von Exploits, die die Geräte im Feld gefährden könnten. Im Gegensatz zu Software-Anbietern verwaltet Yalantis die Voller Zyklus: Hardware-Tests in unserem internen R&D-Labor, Die Entwicklung von Firmware, die Cloud-Architektur und die Plattform zur Verwaltung der Endnutzer erfordern eine Kombination aus einer starken technischen Architektur und praktischen Erfahrungen mit der Implementierung von IoT-Systemen in der realen Welt.

Aufgrund unserer fundierten Expertise haben wir einen Artikel über die SaaS-Migration-Strategie erstellt, der Ihnen vielleicht nützlich sein kann.

Die Fernsteuerung von IoT-Geräten ist mittlerweile fester Bestandteil der Funktionsweise vernetzter Systeme. Mit zunehmender Verbreitung von Netzwerken benötigen Teams eine zuverlässige Möglichkeit, Geräte zu verwalten, ohne persönlich vor Ort sein zu müssen. Dazu müssen sie sicher und gemäß den Standards arbeiten, die ihre Branche vorschreibt.

Solche Zugänge entstehen nicht zufällig. Die IoT-Fernverwaltungs-Tools und die Architektur, die Sie früh auswählen, prägen später die Funktionsweise Ihres Systems und die Aufwandsintensität, die für die Instandhaltung, die Sicherheit und die Einhaltung der Compliance erforderlich sind.

Wenn Sie frühzeitig alles richtig machen, wird Ihr System einfacher zu verwalten sein und Ihr Team kann sich auf die tägliche Arbeit konzentrieren. Wenn Sie etwas so entwickeln und die Architektur besprechen möchten, Wir sind hier.