Sécuriser l’Internet des objets pour accélérer le développement durable

« La dernière nouveauté ne devrait pas tarder ! ». C’est en général ce que l’on se dit à propos de la sûreté de l’Internet des objets (IoT). Car on a beau adopter et déployer le dernier outil à la mode en moins de temps qu’il n’en faut pour l’écrire, une nouvelle version est déjà annoncée ! En ce qui concerne l’infrastructure traditionnelle, il est trop onéreux d’effectuer un changement dès que la technologie évolue — ce qui ne signifie pourtant pas qu’elle ne joue aucun rôle. L’IoT occupe une place majeure dans la transformation numérique en incorporant des capteurs dans les infrastructures dans le but de minimiser les mouvements physiques en déplaçant des données. Nul besoin d’être grand clerc pour saisir que cette situation a des répercussions significatives sur la création d’un écosystème planétaire davantage durable.

Nous traversons aujourd’hui une crise énergétique sans précédent qui requiert la mise en place d’écosystèmes mondiaux plus durables et la diminution de notre empreinte carbone. Selon le laboratoire américain Lawrence Livermore (LLNL), 67,5 quads d’énergie, soit 71 exaJoules1, ont été rejetés ou non utilisés en 2019i. Autrement dit, plus de la moitié de la totalité de l’énergie générée est perdue sous forme de chaleur inutilisée — un chiffre qui souligne notre incapacité flagrante à mettre à profit l’énergie produite à grande échelle. L’Internet des objets (IoT) permet de relever les défis liés à l’efficacité énergétique en accumulant des données et en facilitant leur exploitation. L’aptitude à mesurer la façon dont l’énergie est utilisée en faisant appel à des techniques de détection sophistiquées marque la première étape vers l’amélioration du rendement énergétique et du développement durable.

Estimation de la consommation
Figure 1. Estimation de la consommation et des flux d’énergie aux États-Unis en 2019.

Un grand nombre d’individus, d’entreprises et de gouvernements se démènent pour tenter de comprendre notre impact sur les écosystèmes, et cherchent à transformer notre planète pour bâtir un avenir meilleur. Les objets connectés (IoT) sont utilisés pour réduire la demande et tirer parti des ressources existantes de manière plus productive. Le rythme soutenu de l’innovation et le lancement accéléré de nouvelles technologies favorisent à la fois le développement d’une énergie plus durable, la réduction de notre empreinte carbone et l’amélioration de l’impact social.
Vers un avenir meilleur

Il existe trois façons de peser sur le développement durable. Primo, en réduisant la demande par la virtualisation et l’utilisation de solutions « intelligentes ». Secundo, en augmentant le rendement énergétique : la possibilité d’améliorer notre manière d’exécuter certains processus — par exemple, remplacer les moteurs à combustion par des moteurs électriques ou produire de l’énergie à partir de sources renouvelables comme l’éolien au lieu de brûler du charbon — constituent deux moyens écologiques et efficients de produire de l’énergie. Tertio, en gérant la pollution par le biais de mesures de surveillance et de séquestration. Ces trois méthodes s’appuient sur notre capacité d’innovation et le développement de nouvelles technologies.

impact sur le développement durable
Figure 2. L’impact sur le développement durable peut prendre trois formes.

L’électronique a connu plusieurs phases de transition pour répondre à des besoins d’efficience. L’Internet des objets représente notre meilleure chance d’avoir un impact positif sur le développement durable.

La mise en œuvre de l’IoT et de l’informatique en périphérie de réseau (edge computing) marque un changement de paradigme selon lequel l’énergie n’est plus consommée lorsque ce sont des objets physiques, mais des données qui se déplacent. Ce changement s’opère de deux manières. L’IoT peut être utilisé pour optimiser des processus existants — ce qui améliore le rendement — ou pour adopter de nouveaux processus. Si ces deux approches sont nécessaires pour influer de façon significative sur le développement durable, l’introduction de nouveaux processus est porteuse de transformations.

changement de paradigme
Figure 3. Dans le cadre d’un changement de paradigme, l’énergie n’est plus utilisée pour déplacer des objets physiques, mais des données.

L’IoT, moteur de quatre grandes tendances

L’IoT et ses solutions s’imposent dans tous les domaines d’activité. Même si le secteur de l’électronique grand public propose certains des gadgets les plus intéressants pour équiper notre domicile ou nos habits, l’Internet des objets a un impact considérable sur le développement durable, ainsi que sur le plan social. Plusieurs grandes tendances se dégagent actuellement.

En tant que technologie, la 5G va transformer en profondeur le fonctionnement des infrastructures critiques. Outre la création de technologies telles que les véhicules autonomes, la 5G permet de connecter des infrastructures traditionnelles sans qu’il soit nécessaire de poser des fils de cuivre pour les interconnecter. Dans l’un et l’autre cas, le volume de déchets diminuera considérablement. En outre, il sera plus facile de déployer des infrastructures dans certains endroits qui en étaient traditionnellement dépourvus, ce qui permettra aux communautés concernées de s’épanouir.

Dans un environnement post-pandémique, on assistera à une accélération du lancement de nouvelles solutions de santé numériques, ainsi qu’à un accès accru à la télémédecine. Des appareils électroniques portés (« wearables ») aux dispositifs médicaux de qualité clinique utilisés à domicile, tout est mis en œuvre pour aider les particuliers à mieux s’occuper de leur santé. De plus, face à la hausse du coût des soins, il devient urgent de pouvoir surveiller et gérer la santé de manière proactive en évitant les hospitalisations. En effet, c’est en évitant des séjours en hôpital grâce à la prévention ou aux soins à domicile que l’on parviendra à juguler avec efficacité la hausse des coûts et à améliorer la qualité de vie du plus grand nombre.

L’électrification et les véhicules autonomes s’attaquent frontalement à l’un des plus grands contributeurs aux émissions de carbone, la réduction de la demande globale en combustibles fossiles constituant l’un des moyens les plus rapides d’abaisser le niveau des émissions. À titre d’exemple, le lancement d’un programme de « covoiturage autonome » à grande échelle permettrait aux particuliers d’accéder à des moyens de transport « à la demande », avec à la clé une diminution du trafic global et du parc automobile. En outre, l’utilisation de sources d’énergies renouvelables et de moteurs électriques accélérera la réduction des émissions de carbone.

La quatrième mégatendance concerne l’automatisation et les chaînes d’approvisionnement connectées. Le recours à l’automatisation améliore considérablement la sécurité des opérateurs en exécutant des tâches qui exposent leur organisme à des contraintes excessives ou les exposent à des situations dangereuses. En outre, l’utilisation de données pour améliorer la précision de la chaîne d’approvisionnement réduit globalement la consommation d’énergie globale et le volume de déchets produits.

internet des objets
Figure 4. La sûreté de l’Internet des objets (IoT), moteur de nombreux marchés.

Ces quatre « mégatendances » sont rendues possibles en exploitant les données collectées par les appareils connectés à l’IoT et l’informatique en périphérie de réseau. Toutefois, cette évolution n’est pas sans soulever certains problèmes. Pour suivre la demande numérique, le marché exige des cycles de conception de plus en plus courts et de plus en plus dynamiques. À mesure que la demande s’accroît, les marchés traditionnels bénéficient de l’ouverture d’écosystèmes fermés, ce qui favorise la contribution aux solutions de conception par le biais de partenariats nouveaux ou existants. Ce besoin est de manière générale satisfait par des consortiums et des alliances industriels qui définissent des architectures ouvertes.

Accélérer l’innovation pour relever les défis

La création d’alliances et de standards industriels résulte de deux catalyseurs majeurs. D’une part, les marchés exigent des cycles de conception plus courts et un plus grand nombre de partenaires capables d’apporter des solutions compétitives au bon moment. D’autre part, l’intégration d’appareils connectés à l’IoT au sein d’une infrastructure physique implique le recours à des architectures ouvertes adaptées. La réponse à ces deux exigences passe par la formation de standards, d’alliances et de consortiums industriels.

L’alliance O-RAN (Open Radio Access Network) est un excellent exemple de cette situation. Cette alliance a été lancée pour donner une voix aux opérateurs de télécommunications à propos de ce qu’il est possible d’accomplir. Son objectif est de déployer des réseaux mobiles intelligents, ouverts, virtuels et entièrement interopérables. Ses membres et contributeurs participent au développement et à l’encouragement d’un écosystème en « boîtes blanches » pour l’infrastructure 5G.

Traditionnellement, ce marché est dominé par les grands opérateurs de télécommunications qui déploient des solutions fermées de type « boîte noire ». Pour sa part, l’Alliance O-RAN fournira des standards d’interface et des designs de référence en « boîtes blanches » afin de favoriser la participation à grande échelle, ainsi que d’accélérer le rythme et la diversification de l’innovation dans la 5G.

Les standards et les consortiums industriels ont notamment pour rôle de veiller à la fiabilité et à la maintenabilité, mais également d’assurer la pérennité face aux exigences à venir. Les besoins qui caractérisent les écosystèmes 5G existent dans d’autres marchés, lesquels réagissent de manière similaire. Les standards et les consortiums définissent également les exigences en matière de sécurité en vue de protéger notre avenir contre des attaques malveillantes. Au sein de ces groupes de travail, les responsables de la sécurité doivent évaluer les risques existants et définir le niveau d’interopérabilité requis.

Impact de la sécurité sur le développement durable

Dans le domaine de la sûreté et de la sécurité, l’un des principes fondamentaux consiste à appliquer les bonnes mesures aux bons endroits d’un système en fonction du risque et de la valeur de l’actif à protéger. Parallèlement au développement continu de solutions connectées qui résident à l’intérieur de dispositifs physiques traditionnels ou nouveaux, la surface des menaces ne cesse de s’étendre. La sécurité constitue à cet égard l’un des éléments fondamentaux qui permettront à l’IoT d’avoir un impact significatif sur les causes sociétales et environnementales.

L’adhésion à des consortiums, alliances et autres organismes de standardisation représente un levier privilégié pour influer sur les bonnes pratiques de sécurité. L’adoption d’une approche intégrant la sécurité peut exercer un impact direct sur le développement durable et ce, de trois manières.

La première porte sur la réduction des déchets électroniques. Les déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) sont rarement considérés comme une préoccupation environnementale majeure, alors que ce domaine présente des possibilités considérables en la matière. Aujourd’hui, le recyclage des déchets électroniques coûte très cher, même lorsqu’ils sont traités dans les règles de l’art. S’il est indispensable d’inventer des moyens plus efficaces de recycler les déchets électroniques, l’application de solutions de sécurité appropriées contribue à réduire la quantité globale de déchets générés, que ce soit en prolongeant la durée de vie utile des produits ou en développant des plateformes matérielles permettant d’adopter des solutions définies par logiciel. L’intégration de sous-systèmes de sécurité compatibles avec ces deux approches peut se traduire par une réduction du volume de déchets électroniques en allongeant le cycle de vie du matériel et en proposant des méthodes ouvrant la voie à une « seconde vie ».

La réduction des déchets opérationnels constitue un deuxième axe pour accélérer le développement durable grâce à l’amélioration de la sûreté. L’application de standards de sûreté à des applications IoT par nature « légères » réduit les dimensions des appareils connectés et leur consommation d’énergie globale. Il n’est pas rare qu’une approche de type « data centre » soit utilisée pour définir l’interface avec les appareils en périphérie de réseau en spécifiant l’incorporation d’algorithmes autres que les algorithmes indispensables, ainsi que d’interfaces supplémentaires dans les exigences de sécurité. Or, il tout à fait est possible de spécifier le strict minimum d’interfaces et de processus de chiffrement dans le but de réduire la taille du produit.
La sûreté a également des répercussions sociales significatives en garantissant un fonctionnement sûr, en protégeant la confidentialité des données des utilisateurs et en rendant la sécurité simple et intuitive, tant pour l’utilisateur final que pour les équipes de développeurs. La plupart des utilisateurs sont loin d’être des experts et ne maîtrisent pas les implications des configurations et des paramètres de sécurité. Trouver le moyen d’intégrer la sécurité en toute transparence a des conséquences significatives sur le bien-être général des utilisateurs.

Trois domaines inattendus
Figure 5. Trois domaines inattendus où la sécurité de l’Internet des objets (IoT) peut accélérer le développement durable pour la planète.

Face au rythme soutenu de l’innovation que nous connaissons aujourd’hui, Analog Devices contribue activement à l’amélioration de la technologie au service du développement durable. Ainsi, notre système de gestion de batteries (BMS) sans fil transforme le secteur automobile en abaissant le coût en matériaux et en augmentant la flexibilité de conception, ce qui permet aux constructeurs de développer des gammes de véhicules électriques de façon plus efficace. Nos systèmes de stockage d’énergie (ESS) permettent d’associer facilement des sources d’énergies renouvelables et classiques en atténuant les problèmes d’intermittence qui caractérisent l’approvisionnement en énergies renouvelables, qu’elles soient d’origine éolienne ou solaire. De plus, notre solution de détection visuelle EagleEye™ fournit des informations et des données analytiques qui permettent de gérer efficacement l’utilisation de l’espace disponible à l’intérieur d’un bâtiment en mesurant la densité d’occupation. Ce ne sont là que quelques-unes des nombreuses applications qui embarquent des solutions développées par ADI en vue d’améliorer leur efficacité énergétique et d’atténuer leur impact environnemental en collectant et en exploitant de précieuses informations.

Notre approche de la sûreté doit permettre à notre technologie de bâtir un écosystème mondial davantage durable grâce à des pratiques compatibles avec l’accélération de l’innovation et la réduction du volume de déchets. Ces pratiques ancrées dans le respect des standards de l’industrie contribuent à façonner de nouvelles spécifications facilitant le développement de solutions en périphérie de réseau à la fois sûres et durables. Nos solutions de sécurité sont conçues pour être réutilisées dans de nombreuses applications, ce qui permet aux équipes de concepteurs d’innover rapidement en sachant que la solution de sécurité qu’ils emploient est conforme aux standards industriels et que sa conception est robuste. Concernant l’avenir, nos architectures de sécurité autorisent des cycles de vie dynamiques, avec la possibilité d’améliorer les fonctionnalités logicielles à mesure que les industries continuent de révéler des besoins inconnus. ADI s’engage à rendre d’anciens processus plus efficients, tout en aidant ses clients à introduire des solutions nouvelles et propices à la transformation.

Par Erik Halthen, chef du marketing produits, Analog Devices

Source : com-trail.fr