Costruire città intelligenti sicure nell'era del 5G e dell'IoT

Il termine "Smart City" è una parola popolare che sta facendo il giro in un mondo in cui la connettività pervasiva attraverso l'innovazione del 5G e dell'Internet delle cose, o IoT, è attesa con ansia. Le "vere" città intelligenti sono destinate a diventare realtà in un futuro non troppo lontano. La domanda oggi è: cosa rende una città "intelligente" e come il 5G e l'IoT sono pronti a svolgere un ruolo in questa trasformazione?

Cosa rende una città veramente "intelligente"?

Abbondano molte definizioni sul concetto di "città intelligente". Una che è onnicomprensiva e copre le prospettive umane, tecnologiche e istituzionali è:

"Una città è intelligente quando gli investimenti nel capitale umano e sociale e nelle infrastrutture di comunicazione tradizionali (trasporti) e moderne (ICT) alimentano una crescita economica sostenibile e un'elevata qualità della vita, con una gestione saggia delle risorse naturali, attraverso una governance partecipativa".¹

Da una prospettiva puramente tecnologica, le smart city possono essere definite sinonimo di città digitali, città intelligenti, città cablate, città ibride o città dell'informazione. Gli evangelisti della tecnologia credono inequivocabilmente che la connettività ubiqua resa possibile dal 5G e dall'IoT sarà il motore principale delle prime "vere" smart city del futuro.

Consideri questi scenari di casi d'uso IoT per le città intelligenti:

• Smart traffic soluzioni per controllare il flusso del traffico
• Smart parking soluzioni per gestire i posti auto vuoti o disponibili in tempo reale
• Soluzioni intelligenti per il trasporto pubblico per gestire in modo proattivo la puntualità e il traffico.
• Smart utilities per il monitoraggio remoto, la misurazione affidabile e la fatturazione accurata.
• Illuminazione stradale intelligente per il controllo automatico e intuitivo dei lampioni
• Gestione intelligente dei rifiuti per una programmazione ottimizzata della raccolta.
• Protezione ambientale intelligente per il monitoraggio in tempo reale della qualità dell'aria, dell'acqua e del suolo
• Sicurezza pubblica intelligente per il tracciamento e il monitoraggio in tempo reale di situazioni pericolose

In generale, gli ecosistemi delle città digitali sono progettati per funzionare su strutture di tecnologia dell'informazione e della comunicazione, o ICT, che collegano vaste reti neurali di dispositivi fisici, sensori elettronici, dispositivi mobili, gateway di comunicazione, sistemi di tecnologia dell'informazione e centri dati che lavorano insieme per gestire l'infrastruttura di una città. I dispositivi e i sensori nel quadro ICT abilitato all'IoT sono collegati a una rete a bassa potenza o LPWAN, come l'IoT a banda stretta.

NB-IoT (o Internet delle cose a banda stretta) supporta la connettività a basso costo di Dispositivi IoT, oggetti e sensori su scala massiccia. È la forma di connettività cellulare più adatta per i Dispositivi IoT e le applicazioni che richiedono una copertura eccezionalmente diffusa con un consumo energetico bassissimo.

Mentre oggi NB-IoT può essere distribuito all'interno di un vettore LTE e come soluzione autonoma, nel prossimo futuro, 5G NR (nuova radio) offrirà una migliore operatività. Questo perché il 5G soddisferà i requisiti di velocità, latenza, connettività e capacità necessari per gestire il volume di dati generati dai Dispositivi IoT. Numerose reti small-cell che forniscono servizi ad alta velocità di trasmissione dati e connettività ininterrotta all'interno dell'infrastruttura di rete wireless della città saranno alimentate dal 5G.

I dati in tempo reale generati dalla matrice IoT connessa vengono trasmessi attraverso applicazioni IoT in cloud, progettate specificamente per il quadro ICT. Le analisi avanzate basate sull'AI, derivate da questi dati, consentono poi una gestione intelligente delle operazioni di una città, per migliorare i molti aspetti ambientali, sociali e normativi della vita urbana.

Le sfide per la sicurezza abbondano

Non c'è dubbio che la promessa del 5G sia fondamentale per portare la visione nascente di "vere" città intelligenti dall'aspirazione alla realizzazione. La città di San Francisco lo sa fin troppo bene. Nel settembre 2016, i criminali informatici sono riusciti a compromettere quasi un quarto delle reti utilizzate dalla San Francisco Municipal Transportation Agency e ad infettarle con un ransomware.

In generale, queste sfide di sicurezza vanno di pari passo con la visione delle città intelligenti:

1. Massiccia superficie di attacco: A causa del loro volume in continua crescita, i Dispositivi IoT in un ecosistema di smart city possono essere complessi da proteggere, con molti più punti di lancio per gli attacchi. Armati di botnet, i dispositivi IoT diventano canali per infiltrarsi nelle infrastrutture critiche di una città con il malware.
2. Le sfide della sicurezza dei dati: I dati generati dai Dispositivi IoT sono l'impulso principale per il modello operativo di una smart city. Gli hacker possono utilizzare dispositivi e sensori compromessi per ottenere un accesso non autorizzato a dati pubblici sensibili e riservati e sottoporli a manomissioni e intercettazioni in transito, causando gravi problemi di riservatezza, integrità e disponibilità dei dati.
3. Le sfide della rete e del tempo di attività delle applicazioni: I Dispositivi IoT armati si prestano come bersaglio per il lancio di massicce inondazioni di segnali e attacchi volumetrici denial-of-service distribuiti, o DDoS, sulla rete wireless e sulle applicazioni cloud che costituiscono il quadro ICT di una smart city. Questi attacchi compromettono la capacità della rete di fornire messaggi reali alle applicazioni nel cloud. Gli attacchi DDoS possono anche essere utilizzati per avere un impatto negativo sulle applicazioni che elaborano e analizzano i dati delle smart city, paralizzandole o rendendole del tutto non reattive.

Le città intelligenti sono la prossima grande novità e porteranno la vita urbana ad un livello superiore. Tuttavia, l'interconnettività delle città intelligenti è allo stesso tempo la loro più grande forza e la loro più grande debolezza.

¹ R. R. Berkel, A. & Singh, Prince & J. van Sinderen, M, "Un'architettura di sicurezza delle informazioni per le città intelligenti", in Business Modeling and Software Design, 167-184.