【Yahoo論壇/毛敬豪】5G來了!7大應用場景大剖析

資策會資安所所長
毛敬豪
圖片來源:Getty image
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作者為資策會資安所所長

台灣5G開台,5G 應用充滿想像,各行各業都想搶搭這班 5G 的金礦列車,5G「大頻寬、高速率、低延遲」的三大特性,帶動多元 應用加速發展,無可避免地,都必須面對隨之而來,資安的嚴峻挑戰。 全面性導入資安防護、隱私與資安陸續法制化、產品安全、資料安全保護技術等,都將受到高度重視。預估 2020 年,光是全球企業在資安防護上的投資,將比 2017 年增長 28%,資安危機的背後是龐大的商機。本文就先帶您盤點 5G 在以下這些應用領域背後的資安危機。 

一、 智慧交通 

1982 年,美國影集《霹靂遊俠》中主角李麥克的黑色跑車「夥計」,搭載 AI 人工智慧,擁有連 Siri 也甘拜下風的語音溝通能力,同時還配備醫療掃描儀甚至是防衛性武器。2002 年史蒂芬史匹柏執導,湯姆克魯斯主演的科幻電影《關鍵報告》中,2054 年的未來世界裡,人類交通也已經智慧化。如今這些不思議的電影場景, 都將跟著 5G 時代的來臨一一實現,人人都可以是李麥克,也都有機會擁有「夥計」般的智慧汽車,在城市的大街小巷暢行無阻。 

除了交通工具本身 AI 化,數位道路的時代,所有道路也都會被編碼,透過 RFID(無線射頻辨識)發射訊號,在智慧交通控制中心的掌控下,所有智慧汽車透過訊號讀取精準定位,並沿著數位道路行駛,能有效降低車禍肇事率,縮短行車距離和時間,還能降低油耗,當然,哪裡有停車位也一目了然。 而車聯網下的自動駕駛、編隊行駛、遙控行駛、車輛生命週期維護,一直到計程車、大客車等大眾運輸、交通資訊等,都在 5G 連結下,高效穩定的運行。 

資安隱憂:軟體漏洞遭駭客攻擊,危害乘客安全 

《霹靂遊俠》曾上演「夥計」被駭後成為反派的劇情,並非毫無科學根據和邏輯。事實上,軟體漏洞確實為智慧交通系統和工具的一大風險。2015 年就已有安全專家與 Wired 雜誌合作展示,透過遠端入侵並控制克萊斯勒 Uconnect 中控系統。若是智慧汽車本身具備 OTA 無線更新功能,可和交通號誌相互通訊,很可能因而連帶從遠端遭到漏洞攻擊,或者收到假冒的 OTA 更新,掌握車輛部分功能、發送錯誤的交通資訊給駕駛人,都將引發難以想像的後果。 

交通運輸工具連結應用程式、智慧交通號誌等,高度便利的背後也必須承擔高度的風險,一旦駭客找到漏洞並發動攻擊,輕則免費使用交通工具或停車位、拖慢車流,重則遠端駭入系統,使油門失去作用或關閉安全氣囊等, 癱瘓交通甚至危害乘客生命安全。別說是駭客,2013 年美國舊金山灣區捷運系統(BART)也曾因軟體升級不當導致捷運系統發生故障,導致早上 7 點尖峰時刻嚴重交通堵塞。 

二、 聯網無人機

過去十年,無人機廣泛運用在物流、救災、農業、建築、專業巡檢和安防等各領域,在 3G、4G 網絡中實現部分應用,未來,這些應用隨著 5G 時代的來臨,型態和品質上都將都大幅升級。 

以電力或基站巡檢為例,電塔或基站設備位處高空,應用無人機巡查, 可免除人力巡檢的高風險作業,還可 360°全視角查看設備細節,而過去 4G 網絡下只能達到 1K 的傳輸,影像解析度明顯不足,未來在 5G 的特性下,影像流暢的同時,細節更加清晰,也大幅提高巡檢的效率和品質。救災應用上, 除能傳回災難現場的清晰影像,還可結合邊緣運算能力和 AI 技術,快速進行人員辨識和周邊環境分析,提高救援效率。 

此外,在科技農業的應用上,透過 5G 技術的大數據針對氣候、土壤、 種子、肥料、用藥等系統化處理,可望更大幅度擺脫自然條件的限制,同時利用物聯網,把氣象站、盤商甚至農業機械製造商納入連結,實踐農業智慧化和精準化,解決糧食危機的問題。甚至在農業和其加工都精準監控的情況下,農產、加工和食品安全體系重新建構,食安問題也徹底解決。 

不只是原有的應用,品質上大幅升級,應用領域上也將更加多元,像是2019年5月,德國新創公司 Lilium 開發的無人駕駛噴射飛行器「空中計程車」, 已成功完成處女航測試,目標 2025 年前提供「隨選空中計程車服務」。而物流業也將在 5G 普及化後,產生革命性改變,在傳統物流包裝、運輸、裝卸到倉儲等環節,注入物聯網、AI、無人機、遠端監控等技術,大幅提高產業的效率與品質。 

駭客入侵強奪控制權,巡檢利器成犯罪工具 

從應用領域角度來看無人機所衍伸的犯罪問題,輕則侵犯個人隱私,重則危及飛航安全,滅火的功能還恐將淪為恐怖分子的武器,或販毒走私的工具。從資安角度來談,以利用 5G-enabled 無人機進行鐵路巡航監控為例,影像可能中途被駭客攔截後,再回傳像是「軌道狀況被實體偽裝之畫面」等假影像,也可能強奪控制權,任意操控飛行,甚至因為訊號被阻斷而墜毀,或是能挾持登入憑證,竊取無人機管理平台資料(Check Point)。 

三、 智慧醫療

5G 萬物聯網,人工智慧也將落實在醫療領域,逐步開展全面性的智慧健康管理,像是透過具備藍牙和 GPRS 的醫療儀器,全天候監測身體狀況,持續性處理分析收集到的資料數據再進行回傳,以提供最佳治療方案。以配戴 5G IoMT 感測器的心臟病患者為例,一旦有突發狀況,訊息隨即傳送到最近的醫院,進而提供最即時的治療,驗證 5G 在醫療領域的最佳體現-「醫療個性化」。

此外,AR/VR 也廣泛運用在像是遠端診斷,遠端遙控手術、醫療培訓 (手術教學)、醫療監視器等,醫生只需戴上 VR 頭盔或眼鏡,就可進行遠端醫療,甚至在千里之外透過機器人進行手術。

醫療物聯網(IoMT)輕則病患隱私洩漏,重則駭命 

智慧醫療系統與醫院內外大量設備連結,可隨時被讀取應用,也因此資料外洩的風險也跟著遽增,且系統架構複雜,病毒暗藏其中難以被察覺。2015 年美國與德國的醫療系統都曾被病毒攻擊,而根據後來調查,該病毒潛藏期長達 1 年,因為醫療系統日趨龐大且複雜,病毒若是未啟動,系統偵測更是極其困難。 

相較於企業單位面臨的風險為經濟損失,醫療組織所要承擔的,除了病患龐大的個資和病歷等隱私,更直接攸關生命安全。2015 年就曾發生美國安全研究人員 Billy Rios 發現藥物輸液泵系統中至少有 5 個模式存在漏洞,駭客可以利用遠端控制把藥物的劑量變到致命劑量。而遠距手術若遭攻擊網絡中斷,或生命監控系統遭駭,也將嚴重危及病患的生命安全。

四、 智慧居家 

比爾蓋茲曾在 1995 年出版的《未來之路》一書中預言:「在不遠的未來, 沒有智慧家居系統的住宅會像不能上網的住宅一樣不合潮流。」而就在這本書出版兩年後,他耗資 9,700 萬美元打造的智慧豪宅也正式完工,大從門窗小到燈具、電器都可透過中央電腦控制,而手機連接這台中央電腦,人還沒到家,就可遠端遙控開啟空調、調整浴缸水溫、預做簡單的料理等。當然,屋裡也配備了聲控和指紋技術,而未來,這些也不再只是富豪限定,因為他所預言未來世界已經近在你我眼前。 

3G 和 4G 時代,透過手機遠端遙控智慧家居設備,如今 5G 時代來臨,進一步聚焦智慧設備的「自我感知」,智慧家居設備已能主動感應環境的變化而做出相對應的處理,無須再仰賴人為控制,系統也能獨立運作。舉凡室內照明、窗簾、安全監控、家電、溫度和濕度及節能控制、影音播放、AI 機器人等,都能透過家庭智慧系統集中監控、自主管理,在 NB-IoT、eMTC 技術被廣泛採用後,我們所能享受的智慧居家甚至能超越比爾蓋茲。 

智慧進入家居,駭客也駭入你家,隱私外露、智慧家電遭非法入侵 

科技串聯家庭內智慧裝置,增加生活便利性,提升居家安全,但水可載舟亦可覆舟,安全防護系統潛藏個人隱私洩漏的風險;智慧家電也有可能遭到非法入侵。2016 年 IEEE(電機電子工程師學會)研討會就曾公告三星 SmartHome 系統存在漏洞,駭客遠端攻擊用戶住家,打開與系統相連的門鎖。 

美國亞馬遜日前也公開坦承,Alexa 設備記錄長期儲存使用者的互動紀錄,即使使用者刪除錄音檔,亞馬遜仍長時間保存,嚴重侵犯使用者個人隱私。此外,像是烤箱、電棒離子夾等,也曾被駭後遠端遙控開啟電源或調高溫度,演變成縱火案。

五、 智慧城市 

傳統電網送電的模式為單向,從發電、輸電與配電再送往使用者家中,過程中常常有輸電效率不佳、再生能源難以整合等問題。但 5G、感測器和雲端技術崛起,發展出智慧電網,電力和數據從原本的單向轉為雙向交換互動, 系統整合感測器和無線傳輸,透過數位技術進行電網監控及管理,電力公司更精準能掌握用電數據,調整尖峰時間內的發電量,進而預測能源需求,大幅提升安全性和穩定度。 

不只如此,電力管理也開始設置饋線自動化系統。饋線自動化是智慧電網最重要的基礎工程之一,台電研究顯示,饋線自動化之後,事故發生時用於尋找故障與隔離處理的時間,可把原本 1 小時的人工處理時間,縮短到 30 秒到 1 分鐘。由於 5G 可提供 10 毫秒的超低延遲和千兆吞吐量,才能達成 5G 無線分布式饋線系統,達成更快更精準的電網控制。

除了水電、交通外,安防、水質監測、水位監控、地震偵測、颱風預測、 污染監控等也都能透過 AI 影像監控提升城市的安全。以巴西為例,里約熱內盧透過 80 多台螢幕來顯示即時路況、天氣預報,以及來自 500 多台監視攝影機的影像,由 20 多位人員負責操作這些 360 度影像。此外,像是車站等特定場域,部署整合 5G、AI、影像監控的保全管理平台,也可即時性的把危險狀況或可疑人物通報給警消單位。 

市場研究機構 Marketsandmarkets 指出,影像監控的市場產值,正以每年 13.1% 複合成長率的速度成長,與此同時,機器學習(ML)與深度學習(Deep Learning)等 AI 技術,也在提升監控系統效能和發展多元應用上成為重要關鍵,而 AI 前端(攝影機)與後端(雲平台)皆仰賴順暢、穩定的影像聯網, 5G 扮演關鍵角色。 

智慧電網遭駭,市政服務全面癱瘓 

以智慧電表為例,駭客可能竊取其中的資料,進而掌握特定家庭的用電狀況。HEMS(家庭能源管理系統)若無適當的防護,也可能遭歹徒暴力破解,連帶著駭入用戶家中其他連網裝置。此外,駭客也可干擾智慧電表的傳輸訊號,造成家用電表通訊延遲,或是透過掌握能源系統彼此之間的通訊方式,可對城市內大型系統發動分散式阻斷服務攻擊(DDoS),癱瘓重要的市政服務。 

2015 年 12 月,俄羅斯駭客集團 Sandworm 成功攻擊烏克蘭電網,破壞供電。電廠操作員雖藉由手動重置斷路器在 6 小時內恢復供電,但若發生在美國大城市,可能需要更長時間才能恢復供電。 

AI 影像監控遭殭屍惡意程式攻擊,成 DDos 幫兇 

AI 影像監控也並非 100% 安全,若是遭殭屍惡意程式攻擊,將導致大量網絡攝影機與數位影像錄影機變成 DDoS 的幫凶。 

2016 年法國網站代管業者曾遭 14.5 萬台網絡攝影機組成殭屍網絡發動 DDoS 攻擊,其顛峰攻擊流量接近 1Tbps。2016 年 9 月殭屍網絡病毒 Mirai(殭屍網絡程式)在網絡發動多起攻擊。該殭屍網絡程式專門感染無線攝影機、 路由器與監視器等 IoT 裝置,利用已知或未公開的安全漏洞入侵並控制這些裝置,在最高峰的時期操控數十萬台的 IoT 裝置,並用來執行分散式阻斷服務攻擊(DDoS),直到 2016 年秋天 Jha 把 Mirai 程式碼貼在網絡犯罪論壇, 原始的 Mirai 殭屍網絡才終止。 

六、 智慧製造 

工控物聯網的目的,無非是能對工業製造實施精準控制,可應用於無線機器人雲端控制、物流和庫存監控、工業感測器等,同時透過感測器數據的採集、展示、建模、分析、應用等過程,在雲端形成決策,並轉換成工業設備可以理解的控制指令,進而操作設備。 

如今多數工業控制系統仍需設置在本地,受通信技術和處理能力的限制,工業雲平台涉及工業控制的深度仍不足,而 5G 可以滿足工業系統對通信能力的要求,實現工業控制的目標。 

工業物聯網智慧製造遭受攻擊,陷產線當機、機密外洩危機 

工業物聯網(IIoT)遭網絡攻擊的風險持續攀升,駭客藉由勒索病毒感染破壞設備、造成營運停擺,或竊取敏感的企業資料。2018 年下半年臺灣晶圓代工龍頭因為資安疏失造成產線大當機,營收損失高達新臺幣 52 億;2016 年德國鋼鐵工業巨頭遭網絡間諜攻擊,導致企業專業技術機密外泄(含工業解決方案、鋼鐵生產單元等)。 

萬物聯網讓製造業不再受限人工勞力,轉而透過物聯網帶動智慧製造, 但在發展智慧製造,自動化、數位化及網絡化的同時,伴隨而來的是極大的資安疑慮。電腦可安裝防毒軟體,但多數工業設備受限於軟硬體規格、網絡連線需求等無法比照辦理,一旦駭客把不安全的企業網絡設備當成跳板,再移轉到最容易攻擊的工業控制系統設備和資料庫,甚至可能只要簡單的病毒,就可造成運轉停擺、能源供應中斷等難以估計的損失。 

七、 消費娛樂 

在 VR(虛擬實境)或 AR(擴增實境)需大量的數據傳輸、儲存和計算, 對於頻寬有極大需求,高品質的 VR 和 AR 內容處理走向雲端,即能利用雲端的儲存和高速計算能力。同時預估在未來十年,因為 5G 強化了傳輸速度, 電視從 4K/UHD 邁向 8K,能顯示 VR 和 AR 的頭戴裝置也可望普及,應用領域從遊戲擴展到運動賽事、演唱會、影音串流等服務。未來辦公室或家裡的桌機和筆電的使用率將越來越低,轉而使用連接到雲端的各種人機介面, 搭載語音和觸摸等多種模式。 

個資安全如何防護?成為最大資安隱憂 

除此之外,5G 時代的來臨,感應技術日趨成熟,不只是影音多媒體娛樂 的型態不斷升級,無論是世界盃足球賽,還是張學友的演唱會,只要戴上頭盔就能有如親臨現場,就連網絡購物的支付方式也都徹底顛覆傳統,像是科幻電影中透過虹膜辨識進入豪宅的情節,未來將應用在 5G 時代的支付技術, 透過眼睛和虛擬的相連,只要眨眼就能完成支付,甚至可望發展出其他的人體部位辨識模式。只是,在沒有密碼的情況下,資安問題如何解套,仍是關鍵。 

八、 結語 

一、資安即國安!安全合規是最重要的基本功 

根據2019年 4 月美國 IDC 公司發表《全球安全支出指南半年報》指出,2019 年到 2022 年,全球資訊安全解決方案支出將以每年 9.2%的速度穩定成長; 2019 市場規模達 1,031 億美元,超過臺幣 3 兆元,2022 年的市場規模更將突破 1,338 億美元,約新臺幣 4 兆元。根據行政院國家資通安全發展方案報告也顯示,臺灣資安產業產值 2020 年時,規模將上看臺幣 550 億元。 

臺灣資安產業初步可歸納出 3 種商業模式:提供在地服務的資安維運管理服務、利用資安技術結合硬體銷往國際、提供資安軟體服務。5G 時代的未來世界已經近在咫尺,資安危機也為資安產業帶來新的市場機會,但在這之前,無論是哪一種商業模式,政策到位、資安達標,才能取得進入市場的入場券。而從軟、硬體、終端機到服務,所有的領域都需要建立相關資安機制。

二、應用領域不同,功能安全標準大不同 

5G 時代資安挑戰的背後是商機,如何不讓「Internet of Things」成為 「Internet of Threats」,無疑是政府和廠商共同的目標,而建立完善資安等級制度,不同領域產業,明訂不同的資安檢測範圍,則是邁向目標的第一步, 更是未來搶攻 5G 商機的關鍵。

我們常說:「資安即國安」,5G 時代來臨,這是個必須重視的議題,因為進入 5G 時代,所有能連結上網的基站、機台、設備都成為駭客的新入口,各式資料遭受盜竊、竄改與挾持的機會恐將直線上升。最後提供一個數據給大家參考,根據微軟亞太研究資安報告顯示,臺灣在 2017 年受到資安事件造成的經濟損失達 8,100 億元,等於是臺灣 GDP 總值的 5%,由此可見資安的重要性。在迎接享受 5G 所帶來生活上便利的同時,產學研以及消費者的資安意識也該同步提升。

(本文由T&D飛訊授權)

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