L’Internet industriel des objets et la sécurité des réseaux

Introduction

Ces dernières années, la disponibilité des appareils connectés au réseau a considérablement augmenté. La possibilité d’y accéder à tout moment et en tout lieu permet de connecter toutes sortes d’objets, des dispositifs essentiels de surveillance de la santé et des véhicules autonomes aux thermostats, aux bracelets d’activité et même aux bouteilles d’eau. Et l’essor des nouveaux appareils de l’Internet des objets (IoT) ne fait que commencer.

Des capteurs le long d’un gazoduc. Des dispositifs sous-cutanés de surveillance de la glycémie. Des systèmes de sécurité et de surveillance. Le suivi des véhicules, des marchandises et des colis. Le monde des appareils intelligents qui communiquent entre eux — et avec nous — est déjà une réalité. L’impact de l’Internet des objets (IoT), ainsi que de l’Internet industriel des objets (IIoT), axé sur des secteurs verticaux tels que l’industrie manufacturière, la santé, les transports et bien d’autres, ne cesse de croître. Toutefois, pour tirer parti des avantages commerciaux de l’IoT et de l’IIoT, nous devrons être capables de concevoir et de mettre en place une infrastructure réseau qui gère et sécurise efficacement le flot de données généré par l’ajout d’un nombre toujours croissant d’objets à l’IIoT.

Que vous soyez un fournisseur de services ou le service informatique d’une entreprise, vous devez probablement déjà faire face à l’explosion du nombre d’appareils connectés, d’applications et de données qui accompagne l’essor de l’IoT et de l’IIoT. Tout comme le « Bring Your Own Device » (BYOD) a transformé le monde du travail et la mobilité en entreprise — sans parler des attentes des abonnés en matière d’accès plus rapide et plus fiable aux applications —, l’IoT aura une incidence sur presque tous les aspects de notre vie quotidienne.

Dans certains secteurs, les entreprises innovantes utilisent déjà l’IIoT pour améliorer le service client, optimiser l’utilisation des équipements sur le terrain, réduire les retards de fabrication et d’expédition, et bien plus encore. Grâce aux solutions IIoT, les responsables des opérations et de la production s’appuient de plus en plus sur les données générées par les objets et exploitées par des systèmes toujours plus intelligents, qui prennent des millions de décisions chaque jour. L’IIoT favorise ainsi l’émergence de nouveaux modèles économiques et recentre l’attention sur des facteurs essentiels tels que la productivité, l’agilité, l’efficacité et la sécurité.

Plus d’appareils, plus de menaces

Cependant, la croissance de l’IIoT s’accompagne de son propre lot de défis, notamment les menaces pesant sur les appareils, les données et les infrastructures physiques, une réglementation qui n’a pas encore fait ses preuves et des normes mal définies, ainsi que des politiques de confidentialité, de chiffrement et d’authentification mal mises en œuvre. Ces problèmes, parmi tant d’autres, restent en grande partie sans réponse, et certains signes avant-coureurs indiquent que l’IIoT pourrait se généraliser avant que des solutions robustes n’aient été pleinement mises en place.

Ces préoccupations ne sont pas si différentes de celles qui entouraient récemment le cloud. Dans ce cas, l’attention se porte sur les appareils grand public, et les fournisseurs de services doivent trouver de nouveaux moyens d’améliorer l’efficacité opérationnelle et la gestion des infrastructures, tant pour eux-mêmes que pour leurs clients. Pour exploiter cette force considérable, il ne suffit pas de gérer une infrastructure distribuée combinant des entités physiques et virtuelles qui produisent un volume colossal de données ; les entreprises doivent également donner du sens à ces données afin de hiérarchiser le trafic et d’optimiser l’architecture même des applications.

La taille du marché de l’IoT et le nombre croissant de nouveaux appareils devraient dépasser tout ce que nous avons connu jusqu’à présent. Les conséquences d’une défaillance de ces appareils et de l’écosystème qui les prend en charge peuvent aller d’un simple désagrément à une situation particulièrement préoccupante, comme une faille de sécurité ciblant les informations de paiement des utilisateurs. Par conséquent, l’infrastructure réseau sous-jacente qui connecte, gère, surveille et monétise ces appareils, tout en assurant le transport sécurisé de leurs données, devra faire l’objet d’une attention particulière.

Comment les objets se connectent

Par définition, l’Internet des objets désigne l’ensemble des appareils et des systèmes qui connectent à Internet des capteurs et des actionneurs du monde réel. Mais en pratique, cela englobe de nombreux types de systèmes, notamment les suivants :

  • Smartphones et tablettes, notamment lorsqu’ils sont utilisés pour contrôler des appareils ou systèmes à distance
  • Compteurs intelligents (pour les services publics tels que l’eau et l’électricité) et objets connectés
  • Appareils portables, notamment les vêtements, les implants médicaux, les montres connectées et les appareils de fitness
  • Véhicules connectés
  • Suivi et gestion des actifs
  • Systèmes domotiques, notamment les thermostats, l’éclairage et la sécurité du domicile
  • Capteurs de mesure pour la météo, la circulation, les marées océaniques, la signalisation routière, etc.
  • Éléments de production connectés, notamment les capteurs installés sur les camions et les chaînes de montage, les systèmes robotiques, les instruments de mesure, etc.

Dans toute cette gamme de systèmes IIoT, les connexions sont généralement classées en deux catégories : M2M (machine à machine) ou M2P (machine à personne). Dans les deux cas, ces systèmes se connectent à Internet ou à des passerelles de la même manière que les appareils traditionnels, mais aussi par d’autres moyens. Il peut s’agir du Wi-Fi longue portée ou de l’Ethernet utilisant des protocoles IP (TCP/UDP, y compris les réseaux cellulaires), du Bluetooth à courte portée et à faible consommation d’énergie, de la communication en champ proche (NFC) à courte portée, ainsi que d’autres types de réseaux radio à moyenne portée, notamment les liaisons radio point à point et les liaisons série.

Parmi ce large éventail d’options, certains appareils se connectent au moyen de protocoles IP standard tels qu’IPv4/IPv6, tandis que d’autres nécessitent des protocoles plus spécialisés, adaptés aux données et conçus pour l’IIoT. Certains protocoles, comme Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) et Advanced Message Queuing Protocol (AMQP), n’utilisent pas HTTP, mais reposent toujours sur TCP/IP, tandis que d’autres, comme Constrained Application Protocol (CoAP), cherchent à réduire l’impact de HTTP en optimisant un sous-ensemble spécifiquement destiné aux communications M2M.

MQTT est l’un des protocoles les plus couramment utilisés et se retrouve dans de nombreuses solutions IIoT modernes. Développé à l’origine par IBM, ce protocole de messagerie de type publication/abonnement a été spécialement conçu pour les communications M2M légères et constitue désormais une norme ouverte. Dans les systèmes de publication/abonnement, les fournisseurs d’informations (éditeurs) ne sont pas directement reliés aux différents consommateurs de ces informations (abonnés). Les interactions entre les éditeurs et les abonnés sont gérées par une passerelle ou un récepteur (appelé broker). Ainsi, un appareil peut envoyer un message très court à un broker MQ, qui transmet ensuite ces informations à d’autres appareils. Dans ce modèle, les clients (par exemple, les actionneurs) s’abonnent à différentes rubriques et, lorsqu’un message est publié dans l’une d’elles, ils en reçoivent une copie (voir Figure 1).

Figure 1. Les solutions d’IIoT s’appuient souvent sur des protocoles de publication/abonnement tels que MQTT pour distribuer les données entre les appareils.

Comme vous pouvez le constater, ce modèle permet aux clients MQTT de communiquer (par l’intermédiaire d’un broker) selon des schémas un-à-un, un-à-plusieurs et plusieurs-à-un. Bien entendu, les clients peuvent aller de simples interrupteurs aux applications pour smartphone. Prenons, par exemple, le thermostat connecté d’un entrepôt : le responsable du site communique avec celui-ci au moyen d’une application mobile (pour lui envoyer des instructions et recevoir des relevés de température en temps réel et historiques), via MQTT sur le réseau TCP/IP du site. (Pour une analyse plus technique de MQTT, consultez « Prise en charge du protocole MQTT par F5 BIG-IP et cas d’utilisation dans un environnement IoT ».)

Aucune architecture unique ne permet de répondre aux besoins de tous les dispositifs IIoT potentiels. Il est donc essentiel que les fournisseurs de services et les services informatiques des entreprises déploient des architectures évolutives permettant d’ajouter ou de retirer des ressources afin de prendre en charge une grande variété de scénarios, aujourd’hui comme à l’avenir.

Impacts et effets de l’IIoT

Les estimations du nombre d’appareils connectés et des volumes de données qu’ils transmettront varient, mais il ne fait aucun doute que ces chiffres seront considérables :

À mesure que le nombre d’applications nécessaires au fonctionnement de tous ces objets augmente, les enjeux traditionnels liés à l’infrastructure, tels que l’évolutivité et la fiabilité, deviendront de plus en plus critiques. À cela s’ajoutent d’autres défis concernant la gestion des identités et des accès, l’amélioration de l’expérience des utilisateurs finaux ou des abonnés, ainsi que la nécessité d’accélérer la mise à disposition des services, qui pourraient submerger les services informatiques. Il est clair que le monde a besoin d’une infrastructure robuste, évolutive et intelligente, capable de gérer la croissance massive du trafic attendue dans un avenir proche.

La sécurité à chaque niveau

Comme l’ont montré les récentes attaques, l’IoT peut créer des vulnérabilités dans l’ensemble du système, rendant la sécurité plus complexe — mais aussi plus importante — que jamais. Dans ce qui est peut-être l’exemple le plus tristement célèbre de failles de sécurité liées à l’IoT, KrebsOnSecurity a subi en 2016 une attaque DDoS d’un débit alors record de 620 gigabits par seconde, menée par Mirai, un botnet composé de milliers de routeurs, de caméras et d’autres appareils IoT disparates. Quelques mois plus tard, un botnet concurrent (et bien moins malveillant) connu sous le nom de Hajime a infecté au moins 10 000 appareils, envoyant des commandes et des mises à jour aux appareils infectés afin de les protéger contre des menaces telles que Mirai. Bien que ces attaques largement documentées aient ciblé des appareils mal sécurisés, tels que des caméras de vidéosurveillance et des équipements grand public, leurs implications pour l’IIoT sont considérables. Une attaque similaire, même à plus petite échelle, pourrait avoir des conséquences extrêmement graves si elle parvenait à accéder à un environnement IIoT opérationnel. (Pour en savoir plus sur l’évolution des menaces pesant sur l’IoT, téléchargez le rapport complet d’analyse des menaces de F5 Labs.)

Sans surprise, devancer les attaquants et réduire les risques dans ce contexte de menaces exige des ressources considérables. Les fournisseurs de services comme les services informatiques des entreprises doivent continuer à renforcer leurs propres infrastructures et se tourner vers des services cloud, tels que l’atténuation des attaques DDoS, afin d’en limiter les effets. Pour garantir une sécurité robuste, un routage intelligent et des capacités d’analyse, les différentes couches réseau doivent maîtriser les langages utilisés par les appareils. La compréhension de ces protocoles au sein du réseau permet de sécuriser, de hiérarchiser et d’acheminer le trafic en conséquence (voir Figure 2).

Figure 2. Les menaces complexes et fragmentées doivent être contrées par une fourniture intelligente des applications pour l’IIoT.

Préparer l’avenir : l’IIoT et votre réseau

En définitive, garantir la haute disponibilité des services IIoT repose sur de solides capacités d’automatisation, de gestion et d’orchestration. Une gestion efficace du réseau doit assurer la continuité des activités afin d’atténuer les risques et d’éviter les pertes potentielles. Du point de vue de la planification des projets, il est essentiel de disposer de capacités de surveillance permettant aux entreprises de suivre la croissance du réseau et d’allouer rapidement des ressources pour répondre aux exigences toujours croissantes des appareils IIoT.

PUBLIÉ LE 21 JUILLET 2017

CONTACTEZ F5

Distribuez et sécurisez chaque application
Les solutions F5 de distribution et de sécurité des applications garantissent la rapidité, la disponibilité et la sécurité de chaque application et API, partout. Découvrez comment nous pouvons collaborer pour offrir des expériences exceptionnelles à chaque instant.
Suivez-nous