El Internet industrial de las cosas y la seguridad de las redes

Introducción

En los últimos años, la disponibilidad de dispositivos conectados a la red ha aumentado considerablemente. El acceso en cualquier momento y lugar permite conectar todo tipo de objetos, desde dispositivos esenciales para monitorizar la salud y vehículos autónomos hasta termostatos, pulseras de actividad e incluso botellas de agua. Y la avalancha de nuevos dispositivos del Internet de las cosas (IoT) no ha hecho más que empezar.

Sensores a lo largo de un gasoducto. Monitores subcutáneos de glucosa en sangre. Sistemas de seguridad y vigilancia. Seguimiento de vehículos, mercancías y paquetes. El mundo de los dispositivos inteligentes que se comunican entre sí —y con nosotros— ya es una realidad. El impacto del IoT —y del Internet industrial de las cosas (IIoT), orientado verticalmente a la fabricación, la sanidad, el transporte y muchos otros sectores— va en aumento. Sin embargo, aprovechar las ventajas empresariales del IoT y el IIoT dependerá de nuestra capacidad para diseñar y construir una infraestructura de red que gestione y proteja eficazmente el aluvión de datos generado al incorporar cada vez más elementos al IIoT.

Tanto si es un proveedor de servicios como si forma parte del departamento de TI de una empresa, es probable que ya tenga que hacer frente al crecimiento explosivo de los dispositivos conectados, las aplicaciones y los datos derivado de la expansión del IoT y el IIoT. Del mismo modo que la política «traiga su propio dispositivo» transformó el entorno laboral y la movilidad empresarial —por no hablar de las expectativas de los abonados de acceder a las aplicaciones de forma más rápida y fiable—, el IoT afectará a casi todos los aspectos de nuestra vida cotidiana.

En algunos sectores, las empresas innovadoras ya están utilizando el IIoT para mejorar el servicio al cliente, optimizar el uso de los activos sobre el terreno, reducir los retrasos en la fabricación y los envíos, y mucho más. Con las soluciones de IIoT, los responsables de las operaciones empresariales y de fabricación dependen cada vez más de los datos generados por los objetos y procesados por sistemas cada vez más inteligentes, que toman millones de decisiones cada día. Como resultado, el IIoT permite desarrollar nuevos modelos de negocio y prestar una atención renovada a factores críticos como la productividad, la agilidad, la eficiencia y la seguridad.

Más dispositivos, más amenazas

Sin embargo, el crecimiento del IIoT conlleva sus propios retos, como las amenazas para los dispositivos, los datos y la infraestructura física; normativas aún no probadas y estándares mal definidos; y políticas de privacidad, cifrado y autenticación deficientemente implementadas. Estas y muchas otras cuestiones siguen en gran medida sin resolverse, y ya observamos indicios de que el IIoT podría generalizarse antes de que se hayan establecido plenamente soluciones sólidas.

Estas preocupaciones no son muy distintas de las que hasta hace poco rodeaban a la nube. En este caso, la atención se centra en los dispositivos de consumo, y los proveedores de servicios deben encontrar nuevas formas de lograr una mayor eficiencia operativa y una mejor gestión de la infraestructura, tanto para ellos mismos como para sus clientes. El reto de aprovechar esta poderosa fuerza no consiste únicamente en gestionar una infraestructura distribuida que combina entidades físicas y virtuales para generar un enorme volumen de datos; las organizaciones también deben interpretar esos datos para priorizar el tráfico y optimizar la propia arquitectura de las aplicaciones.

Es probable que el tamaño del mercado del IoT y el creciente número de nuevos dispositivos superen todo lo que hemos visto hasta ahora. Las consecuencias de un fallo en estos dispositivos y en el ecosistema que los sustenta pueden ir desde una simple molestia hasta situaciones considerablemente graves, como una brecha de seguridad dirigida a la información de pago de los usuarios. Por tanto, será necesario prestar especial atención a la infraestructura de red subyacente que conecta, gestiona, supervisa y monetiza estos dispositivos, y que transporta sus datos de forma segura.

Cómo se conectan las cosas

Por definición, el Internet de las cosas hace referencia al conjunto de dispositivos y sistemas que conectan sensores y actuadores del mundo real a través de Internet. Sin embargo, en la práctica, engloba muchos tipos diferentes de sistemas, entre ellos los siguientes:

  • Smartphones y tabletas, especialmente cuando se utilizan para controlar dispositivos o sistemas remotos
  • Contadores inteligentes (para servicios públicos como el agua y la electricidad) y objetos inteligentes
  • Dispositivos ponibles, como prendas de vestir, implantes médicos, relojes inteligentes y dispositivos de actividad física
  • Automóviles conectados
  • Seguimiento y gestión de activos
  • Sistemas de automatización del hogar, incluidos termostatos, iluminación y seguridad doméstica
  • Sensores de medición para condiciones meteorológicas, tráfico, mareas oceánicas, señales viales y mucho más
  • Elementos de fabricación conectados, incluidos sensores de camiones y líneas de montaje, sistemas robóticos, medidores, etc.

En toda esta gama de sistemas de IIoT, las conexiones suelen clasificarse como M2M (de máquina a máquina) o M2P (de máquina a persona). En ambos casos, estos sistemas se conectan a Internet o a pasarelas de las mismas formas en que se comunican los dispositivos tradicionales, además de otras. Esto incluye Wi-Fi/Ethernet de largo alcance mediante protocolos IP (TCP/UDP, incluidas las redes móviles); Bluetooth de corto alcance y bajo consumo; comunicación de campo cercano (NFC) de corto alcance; y otros tipos de redes de radio de alcance medio, incluidos los enlaces de radio punto a punto y las líneas serie.

Dentro de este abanico de opciones, algunos dispositivos se conectan mediante protocolos IP estándar, como IPv4/IPv6, mientras que otros requieren protocolos más especializados y específicos para los datos, diseñados para el IIoT. Algunos protocolos, como Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) y Advanced Message Queuing Protocol (AMQP), no utilizan HTTP, pero siguen basándose en TCP/IP, mientras que otros, como Constrained Application Protocol (CoAP), tratan de minimizar el impacto de HTTP optimizando un subconjunto específicamente para las comunicaciones M2M.

MQTT es uno de los protocolos más utilizados y está presente en numerosas soluciones modernas de IIoT. Desarrollado originalmente por IBM, este protocolo de mensajería de publicación/suscripción se creó específicamente para comunicaciones M2M ligeras y actualmente es un estándar abierto. En los sistemas de publicación/suscripción, los proveedores de información (publicadores) no se conectan directamente con los consumidores individuales de dicha información (suscriptores). En su lugar, las interacciones entre publicadores y suscriptores se gestionan mediante una puerta de enlace o un receptor (denominado bróker). De este modo, un dispositivo puede enviar un mensaje muy breve a un bróker de MQ, que transmite esa información a otros dispositivos. En este modelo, los clientes (por ejemplo, los actuadores) se suscriben a distintos temas y, cuando se publica un mensaje en uno de ellos, reciben una copia de dicho mensaje (véase la Figura 1).

Figura 1. Las soluciones de IIoT suelen utilizar protocolos de publicación/suscripción como MQTT para distribuir datos entre dispositivos.

Como puede ver, este modelo permite que los clientes MQTT se comuniquen (a través de un bróker) de uno a uno, de uno a muchos y de muchos a uno. Naturalmente, los clientes pueden abarcar desde simples interruptores hasta aplicaciones para smartphones. Este es el caso, por ejemplo, de un termostato conectado en un almacén, donde el responsable de las instalaciones se comunica con el termostato mediante una aplicación móvil (enviando instrucciones y recibiendo lecturas de temperatura históricas y en tiempo real) a través de MQTT sobre la red TCP/IP de las instalaciones. (Para obtener un análisis más técnico de MQTT, consulte «Compatibilidad con el protocolo MQTT de F5 BIG-IP y casos de uso en un entorno de IoT»).

Ninguna arquitectura por sí sola puede dar respuesta a todos los posibles dispositivos de IIoT y sus requisitos, por lo que es de vital importancia que los proveedores de servicios y las organizaciones de TI empresariales implementen arquitecturas escalables que permitan añadir o retirar recursos para admitir una amplia variedad de escenarios, tanto actuales como futuros.

Impactos y efectos del IIoT

Las estimaciones sobre el número de dispositivos conectados y la cantidad de datos que transmitirán varían, pero no cabe duda de que las cifras serán enormes:

A medida que se necesiten más aplicaciones para gestionar todos estos dispositivos, los aspectos tradicionales de la infraestructura, como la escalabilidad y la fiabilidad, serán cada vez más críticos. Además, otros retos relacionados con la identidad y el acceso, la mejora de la experiencia del usuario final o del suscriptor y la necesidad de agilizar la prestación de servicios podrían desbordar a los departamentos de TI. Está claro que el mundo necesita una infraestructura sólida, escalable e inteligente, capaz de gestionar el enorme crecimiento del tráfico que se producirá en un futuro próximo.

Seguridad en todas las capas

Como han demostrado los ataques recientes, el IoT puede generar vulnerabilidades en todo el sistema, lo que hace que la seguridad sea más compleja —y también más importante— que nunca. En el que quizá sea el ejemplo más conocido de fallos de seguridad del IoT, en 2016 KrebsOnSecurity sufrió un ataque DDoS de 620 gigabits por segundo, una cifra récord en aquel momento, ejecutado por Mirai, una red de bots formada por miles de rúteres, cámaras y otros dispositivos IoT de diversa índole. Meses después, una red de bots rival (y mucho menos maliciosa) conocida como Hajime infectó al menos 10 000 dispositivos, a los que enviaba comandos y actualizaciones para protegerlos frente a amenazas como Mirai. Aunque estos ataques ampliamente documentados se centraron en dispositivos con una seguridad deficiente, como cámaras de CCTV y tecnología de consumo, sus implicaciones para el IIoT son importantes. Un ataque similar, incluso a menor escala, podría tener consecuencias muy graves si lograra acceder a un entorno IIoT operativo. (Para obtener más información sobre las amenazas emergentes para el IoT, descargue el informe completo de análisis de amenazas de F5 Labs.)

Como era de esperar, adelantarse a los atacantes y minimizar los riesgos en este panorama de amenazas requiere importantes recursos. Tanto los proveedores de servicios como las organizaciones de TI empresariales deben seguir reforzando sus propias infraestructuras y recurrir a servicios en la nube, como la mitigación de ataques DDoS, para reducir sus efectos. Para garantizar una seguridad sólida, un enrutamiento inteligente y funciones de análisis, las distintas capas de red deben dominar los lenguajes que utilizan los dispositivos. Comprender estos protocolos dentro de la red permite proteger, priorizar y enrutar el tráfico según corresponda (véase la figura 2).

Figura 2. Las amenazas complejas y fragmentadas deben contrarrestarse mediante una entrega inteligente de aplicaciones para el IIoT.

Prepararse para el futuro: el IIoT y su red

En última instancia, garantizar la alta disponibilidad de los servicios del IIoT depende de unas sólidas capacidades de automatización, gestión y orquestación. Una buena gestión de la red debe sustentar la continuidad del negocio para mitigar los riesgos y evitar posibles pérdidas. Desde el punto de vista de la planificación de proyectos, las capacidades de supervisión que permiten a las organizaciones controlar el crecimiento de la red y asignar recursos rápidamente son fundamentales para satisfacer las demandas cada vez mayores de los dispositivos del IIoT.

PUBLICADO EL 21 DE JULIO DE 2017

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