Revolucionando la Industria: El Futuro de los Dispositivos Conectados

Con el creciente poder de la tecnología digital, la visión de un sistema de manufactura conectado que pueda detectar, analizar y responder pronto será una realidad. Esta visión — llamada "borde inteligente" — combina poder de cómputo, análisis de datos y conectividad avanzada para permitir que las respuestas se tomen mucho más cerca de donde se capturan los datos. Lleva las capacidades emergentes de Internet de las Cosas (IoT) e Industria 4.0 al siguiente nivel.

La ciberseguridad juega un papel complejo en esta visión. Por un lado, los avances tecnológicos pueden llevar a capacidades mejoradas de ciberseguridad. Por otro lado, cuando se construyen sin consideración por la privacidad, integridad de datos o resiliencia de red, tales avances tecnológicos pueden en su lugar aumentar dramáticamente los riesgos cibernéticos.

Las capacidades que habilitan el borde inteligente incluyen inteligencia artificial (IA), hardware de cómputo, capacidades de red y protocolos estándar. Los avances en estas capacidades han convergido para ayudar a unir componentes que aceleran la realización de la Industria 4.0. Los componentes clave que habilitan nuevas formas de trabajar, nuevos productos y servicios, y nueva creación de valor son:

• La IA ya impulsa una amplia gama de aplicaciones. La IA basada en la nube acoplada con procesamiento de datos en tiempo real permite a la IA manejar tareas de alta demanda. Por ejemplo, la IA puede responder autónomamente a ineficiencias de proceso, defectos de calidad y ciberataques sospechosos en el borde, con aprendizaje continuo realizado en el núcleo.
• El hardware y firmware de cómputo se están volviendo más pequeños, robustos y eficientes energéticamente, mientras que los aumentos en el poder de procesamiento permiten virtualización, automatización y otras características personalizadas para las operaciones y objetivos de un usuario. En el borde, los datos pueden ser capturados, encriptados, integrados, procesados y almacenados con velocidad, capacidad de respuesta y seguridad cada vez mayores.
• El crecimiento en la adopción e implementación de tanto 5G inalámbrico como Wi-Fi 6 puede ayudar a impulsar la implementación segura de sistemas cada vez más complejos de dispositivos conectados. Estos avances en tecnologías inalámbricas pueden abordar varias limitaciones de red actuales con:
  • Implementaciones más flexibles y escalables.
  • Mejor fiabilidad, capacidad de datos, velocidades de datos, latencia y densidad de dispositivos.
  • Soporte para encriptación WPA3 y gestión de claves.
  • Detección precisa de ubicación de dispositivos conectados.
  • Ratios de consumo de energía más bajos (y a su vez requisitos de tamaño reducidos para dispositivos conectados).
• Uno de los conceptos clave que permitió que las primeras redes de computadoras se convirtieran en el internet del que ahora dependemos fue la adopción de un protocolo de comunicación universal que permite que redes y dispositivos se comuniquen independientemente de su construcción específica. Mejores estándares y protocolos impulsarán igualmente el crecimiento del IoT, y en particular del IoT Industrial. Estos estándares y protocolos incluyen:
  • IO-Link – (IEC 61131-9) define cableado estándar, conectores y un protocolo de comunicaciones para sensores y actuadores inteligentes. IO-Link también permite acceso a información adicional sobre salud y condición del sensor.
  • OPC UA – una extensión del estándar de interoperabilidad OPC que se ha usado desde mediados de los 90 para intercambio de datos entre dispositivos de tecnología operacional. La nueva Arquitectura Unificada proporciona comunicación independiente de plataforma entre dispositivos con seguridad de encriptación y autenticación añadida, mientras proporciona expansibilidad a prueba de futuro.
  • MQTT – un protocolo de mensajería bidireccional desarrollado para permitir comunicaciones dispositivo-a-nube y nube-a-dispositivo. Este protocolo permite tamaños de procesador mínimos y redes optimizadas, incorporando la fiabilidad, seguridad y escalabilidad requeridas para redes IoT.
  • Criptografía Ligera – algoritmos criptográficos estándar emergentes que pueden usarse para encriptar comunicaciones en entornos restringidos como con IoT.

A la luz de estas y otras tecnologías emergentes y en avance, la imaginación parece ser el único límite para la amplitud y escala de aplicaciones para dispositivos conectados. Aquí hay algunos ejemplos que están preparados para aprovechar avances:

• Conducción autónoma: En el corazón de esta meta visionaria para la industria automotriz está el concepto de conectividad Vehículo-a-Todo (V2X). Esto aprovechará protocolos universales para comunicación, procesamiento avanzado en tiempo real y consumo de datos de alta velocidad, con un enfoque concertado en proteger la integridad y privacidad de los datos.
• Detección Inalámbrica y Rastreo de Ubicación: El rastreo de contenedores de envío, paquetes, flotas de vehículos, drones de entrega o cualquier otro activo puede hacerse en tiempo real para proporcionar datos de eficiencia, así como prevenir robos, falsificaciones y otros riesgos de seguridad.
• Realidad en Red: Expandiendo los conceptos de realidad aumentada, virtual y extendida (AR/VR/XR), los dispositivos conectados pueden permitir cosas como mantenimiento remoto de máquinas por un técnico fuera del sitio, monitoreo visual de amenazas, y simulaciones de entrenamiento inmersivas para nuevos empleados.
• Monitoreo y Control de Infraestructura Crítica: La computación de borde inteligente permitirá la implementación más amplia de dispositivos de monitoreo inteligente en infraestructura crítica como carreteras, ferrocarriles, líneas de energía, redes inteligentes, edificios, puentes y servicios públicos. Sistemas inteligentes que detectan fallas, amenazas, ciberataques o fallas potenciales pueden identificar vulnerabilidades e iniciar medidas correctivas de manera predictiva y proactiva.
• Fábricas Inteligentes: Dispositivos más pequeños, inteligentes e inalámbricos pueden implementarse a mayor escala en fábricas y cadenas de suministro para proporcionar estado seguro en tiempo real de operaciones en la planta y en el campo. Métodos predictivos, diseño basado en modelos y arquitecturas de gemelo digital permitirán la identificación y monitoreo en tiempo real de cualquier debilidad de proceso o seguridad.

A medida que miramos hacia el futuro de la computación de borde, dispositivos conectados e IoT, la ciberseguridad juega un papel crucial e integral. Cada tecnología y cada aplicación puede tener éxito o fracasar basándose en cómo se integra la ciberseguridad en el marco. A esto a veces se le refiere como la Red Confiable de las Cosas (TNoT). El objetivo del esfuerzo TNoT liderado por NIST en colaboración con la industria es "proteger dispositivos IoT de internet y proteger internet de dispositivos IoT" mejorando la seguridad y robustez de implementaciones IoT a gran escala.

La naturaleza descentralizada del futuro — incluyendo dispositivos conectados remotos, puertas de enlace de borde inteligente, servidores remotos y usuarios distribuidos — requiere planificación cuidadosa y consideración de cómo se recopilan, manejan y usan los datos. Esto incluye principios de desarrollo de un ecosistema confiable de socios tecnológicos, seguridad de dispositivos y protocolos, y mantenimiento de la integridad y precisión de los datos. También implicará un aumento significativo en la conciencia, educación y capacitación en ciberseguridad para garantizar la implementación, uso, monitoreo y mantenimiento seguros de estas nuevas tecnologías.

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Este blog es parte de una serie publicada para el Mes Nacional de Concientización sobre Ciberseguridad (NCSAM). Otros blogs en la serie incluyen Crear una Cultura de Seguridad por Celia Paulsen, Si Lo Conectas, Protégelo por Zane Patalive, Mentes Sospechosas: Señales No Técnicas de que su Negocio Podría Haber Sido Hackeado por Pat Toth y Asegurando Dispositivos Médicos Conectados a Internet por Jennifer Kurtz.