モノのインターネット：サービスプロバイダーに及ぼすセキュリティとビジネスへの影響
モノのインターネット（IoT）に接続されるデバイスの増加は、サービスプロバイダーに新たな収益源を開拓する機会をもたらします。この機会を最大限に活かすには、接続性とセキュリティを確保し、最適な顧客体験を提供できる、セキュアで俊敏なネットワークを設計する必要があります。
はじめに
モノのインターネット（IoT）の爆発的な成長により、ウェアラブル、交通管制、スマートホーム、スマートビジネスなどのテクノロジーが広く普及する「コネクテッド社会」に向けて、デジタルトランスフォーメーションが進み続けています。Gartnerは、2020年までに世界のコネクテッドデバイスが208億台に達すると予測しています。第5世代移動通信システム（5G）は、IoTの継続的な進化を支える主要な無線テクノロジーとなります。
IoTは、製造、輸送／資産追跡、エネルギー、コネクテッドホーム、コネクテッドカー、医療など、業種間の垣根を取り払い、ビジネスモデルを再定義し得るシームレスで一貫したサービスを提供することで、価値を創出します。サービスプロバイダーには、さまざまな分野で効率化を推進し、サービスの提供方法を改善することで、新たな収益源を生み出す機会があります。また、データ収集から得たインテリジェンスを分析することで、サービスを改善できます。
これらの目標を達成するには、サービスプロバイダーは、特定のユースケースに対応する超低遅延のデータパスを実現し、各IoTデバイスとそれに対応するアプリケーションに優先順位を設定するなど、厳しい要件を満たす必要があります。また、規制当局とエンドユーザーの双方から大きな圧力を受けており、両者が期待するシームレスでスケーラブルかつセキュアなIoTエクスペリエンスを提供するために、ネットワークとサービスを構築しなければなりません。
IoTがもたらす機会
エンドユーザーにとって、IoTは、セキュリティ、医療、教育をはじめとする多くの分野で、生産性と生活の質を大幅に向上させるソリューションを提供できる可能性を秘めています。
サービスプロバイダーは、意思決定と生産性をアジャイルかつコスト効率の高い方法で向上させるソリューションを構築できれば、この機会を活用してエンドユーザーに価値を提供できます。こうしたIoTの機会を収益化するには、一貫した接続性を提供するとともに、リアルタイムで実用的なインサイトを取得し、顧客エンゲージメントを変革して、エンドユーザーのニーズを中心にサービスを構築することに注力する必要があります。
サービスプロバイダーの価値は、エコシステムパートナーと連携してセキュアでシームレスなプラットフォームを構築する「ソリューションインテグレーター」としての地位を確立できるかどうかにあります。価値あるコンテンツとユーザーエクスペリエンスに対するエンドユーザーの高い期待に応えるソリューションを統合・提供することで、サービスプロバイダーはコネクテッド社会のビジョンを推進すると同時に、事業を成長させることができます。
IoTの課題：優先事項、懸念事項、セキュリティ
ネットワークに接続される多種多様なデバイスが増えることで、ネットワークの脆弱性が高まり、ハッキングやサービス拒否攻撃の標的となる可能性があります。
たとえば、1秒あたり数十億件に達する可能性のあるDNSリクエストへの対応が求められることで、多くのサービスプロバイダーではネットワークのパフォーマンスと可用性に影響が及ぶ可能性があります。これほど多くの新しいデバイスをサポートするには、IoTデバイス向けのIPv6ネットワークアドレス指定と、IPv4アプリケーションとの後方互換性が不可欠です。
さらに、DDoS攻撃や高度で持続的な脅威（APT）は、ネットワークの可用性に壊滅的な影響を及ぼす可能性があります。アプリケーションやサービスの増加に伴い、未知のものを含む新たな脅威ベクトルが生じ、サービスプロバイダーの資産が危険にさらされ、サービスの可用性が低下するだけでなく、何よりも評判やブランドが損なわれるおそれがあります。
2016年2月に実施された調査とレポート『The Future of Mobile Service Delivery』で、Heavy ReadingのシニアアナリストであるJim Hodges氏は、世界のサービスプロバイダーが抱える優先事項と懸念事項を明らかにし、5G/IoT時代に備えながらセキュリティに対応する方法を考察しました。
Hodges氏は、サービスプロバイダーにとって最大のセキュリティ上の懸念は、DDoS攻撃やボットネット攻撃によるサービス停止であると指摘しました。次いで懸念されているのは、外部の攻撃者がユーザーになりすましてトラフィックを操作する、システムの完全性に関わる脅威です。
サービスプロバイダーは、ネットワークの各ドメインにセキュリティ脅威が存在し、なかでもデータセンターが最大の懸念領域であると認識しています。同時に、シームレスなエンドツーエンドのネットワークセキュリティを確保するには、デバイス、RAN、EPC、IMS、Gi-LANも保護する必要があることを理解しています。
接続デバイスの数が増え続ける中、サービスプロバイダーはIoTおよび5Gネットワークのセキュリティ要件と課題について、今なお理解を深めている段階です。DNSの保護は、あらゆるセキュリティ戦略において引き続き重要な要素です。調査回答者の約半数が、DNS攻撃への懸念が高まっていると考えています。
サービスプロバイダーは、ネットワークにとって最大のリスクとなるのはボリューム型DNS攻撃だと考えており、トリクル攻撃、キャッシュポイズニング、DNSトンネルを利用した攻撃も懸念材料となっています。
IoTネットワークの可視化
アクセスネットワーク
業界をリードする専門家は、多様な種類のデバイスをサポートする最適なネットワークアーキテクチャは、LTEと5Gの無線技術を組み合わせた異種混在型になると考えています。このアーキテクチャは、現在の技術と進化を続ける技術の両方を基盤として構築され、IoTの各ユースケースの導入に最適化された新たな無線アクセス技術（RAT）も組み込まれます。たとえば、IoTではモバイルブロードバンドアクセスにミリ波（mmWave）とLTE-Advancedが使用されます。
3rd Generation Partnership Project（3GPP）は、LTE-M、NB-IoT、EC-GSMという3つの異なるIoT技術の標準化に取り組んでいます。2016年6月、3GPPは、既存の無線インフラストラクチャで動作する低消費電力ソリューションとしてNB-IoT規格を承認しました。また、欧州の複数の通信事業者は、LTEや3Gに依存しない低消費電力WAN技術にも投資しています。
LoRAやSigfoxなどの低消費電力WANの登場を受け、サービスプロバイダーとそのベンダーは、競争力を高めるために低消費電力ソリューションの検討を進めています。たとえば、米国のケーブル事業者Comcastは最近、発表しました。一部の市場でLoRaを利用した低消費電力IoTサービスを試験的に提供する予定です。試験が成功した場合、Comcastは、公共料金の検針、環境モニタリング、資産追跡などのユースケースに重点を置いたLoRa対応デバイスとネットワークサービスを展開する計画です。
コアネットワーク
ネットワーク側では、多様なIoTアプリケーションの要件やユーザーグループに対応するうえで、ネットワークスライシングが重要な仕組みとなります。スライシングにより、特定のユースケースのトラフィック特性に合わせて最適化された、相互に分離されたサブネットワークを提供できます。
サービスプロバイダーは、Software Defined Networking（SDN）とNetwork Functions Virtualization（NFV）を4Gに導入する取り組みを開始しており、これはIoT向け5Gのビジョン実現に向けた道筋を整えるうえで役立ちます。SDNとNFVにより、ネットワークのきめ細かな制御、可視性、柔軟性、伸縮性が大幅に向上します。また、これらのパラダイムによってソフトウェアのプログラマビリティを強化し、ユースケースごとにカスタマイズ可能な5Gネットワークスライスを構築できます。
メッセージングプロトコル
サービスプロバイダーは、コネクテッド社会を支えるためにアクセスネットワークとコアネットワークを進化させるだけでなく、個々のIoTユースケースの要件や適合性に基づき、MQTTやCoAPなどのメッセージングプロトコルも評価しています。
MQTTはTCPをベースとし、TLSで保護されます。一方、CoAPはUDPをベースとし、DTLSで保護されます。どちらのプロトコルも、計測や産業用センサーなどの特定のIoTアプリケーション向けに、HTTPよりもはるかにシンプルで小さいパケットサイズに最適化されています。
MQTTとCoAPは新しいプロトコルではありませんが、パブリッシュ／サブスクライブモデルに基づくIoTアプリケーションで新たな用途を見いだしています。デバイスやセンサーがIoTプラットフォームにデータを「パブリッシュ」し、IoTアプリケーションがそのユースケースに関連するデータを「サブスクライブ」します。デバイスとプラットフォーム間の接続性と通信は、各ユースケースで必要となる負荷、制御、セキュリティに影響します。
サービスプロバイダーは、デバイスの厳格な認証、通信経路へのアクセス制御、データの暗号化によって、エンドツーエンドのセキュリティを確保する必要があります。エンドユーザーにIoTサービスを提供するパートナーエコシステムでは、認証とアクセス制御が不可欠です。また、安全性とプライバシーは、サービスプロバイダーの収益源にとって極めて重要です。
IoTサービスの提供
進化を続ける5G/IoTエコシステムで生き残り、成長していくためには、サービスプロバイダーは接続性を提供するだけでなく、パートナーシップとソリューションの緊密な統合を通じて「付加価値サービスプロバイダー」へと進化する必要があります。以下に、各業界のユースケースに応じて、ネットワークスライシングの概念に基づきサービスプロバイダーが自社ネットワークに実装できる、論理ネットワークおよびサービス提供モデルの一例を示します。
IoTソリューション—拡張性、パフォーマンス、セキュリティ
多種多様かつ膨大な数のIoTデバイスに対応するとともに、特定のユースケースにおける超低遅延、各デバイスの優先順位付け、IoTアプリケーションに関する要件を満たすため、サービスプロバイダーは、デバイスからデータセンター内のアプリケーションに至るネットワーク全体に、安全で拡張性、可用性、パフォーマンスに優れたソリューションを導入する必要があります。
包括的なセキュリティを実現するには、数十億の同時接続に対応でき、毎秒数百万件の新規接続をサポートするソフトウェア／ハードウェアプラットフォームの導入が必要です。セキュリティプラットフォームには、高度化する脅威や新たな脅威に対処するために必要な拡張性とパフォーマンスに加え、アプリケーションを可視化し、デバイス、センサー、コアネットワークリソース、DNS、L7サービスに対する潜在的な攻撃を緩和する機能が求められます。
サービスプロバイダーには、CoAP、MQTT、SIP、Diameterなどのプロトコルを標的とする、プロトコル固有の攻撃から保護するシグナリング適合性およびセキュリティソリューションが必要になります。さらに、パフォーマンスを最適化し、ユーザーの体感品質を向上させるため、ネットワークはアプリケーションを認識するインテリジェンスを活用し、ネットワークへのアクセスを許可するデバイス、対応するアプリケーション、関連するシグナリングメッセージの優先順位を設定できなければなりません。
堅牢なソリューションには、サービスプロバイダーが現在の専用実装から将来の仮想化ソリューションへシームレスに移行するために必要なツールが求められます。
オープンAPIを備えたプログラマブルプラットフォーム
新たな収益を生み出すサービスの創出に必要な俊敏性をサービスプロバイダーに提供するには、セキュリティソリューションに柔軟性とプログラマビリティを備え、オープンAPIに対応させる必要があります。新たな収益機会を活用するには、サービスプロバイダーがさまざまなエコシステムパートナーとシームレスに連携し、安全で実用的なインサイトを提供できなければなりません。
IoTサービスのシンプルかつ自動化されたプロビジョニングとアップグレードも、俊敏なネットワークインフラストラクチャを実現するうえで極めて重要な要素です。プログラマブルなインターフェースにより、サービスプロバイダーは新しいサービスを開発、カスタマイズし、仮想ネットワーク機能（VNF）を実装して、5Gネットワークのビジョンへシームレスに移行できます。プログラマブルなオープンAPIと高度なオーケストレーション機能を備えた、包括的で相互運用可能なNFV/SDNエコシステムにより、サービスプロバイダーは、より柔軟で俊敏なアーキテクチャを使用してネットワークを拡張できるようになります。これにより、さまざまなIoTユースケースでサービスを迅速に提供し、コストを削減できる可能性があります。
まとめ
IoTは、サービスプロバイダーにとって重要な新たなビジネス機会であることは明らかです。接続デバイスの増加に伴い、ビジネスモデルは今後も進化していきますが、効果的な戦略を策定するうえで、いくつかの重要な概念が引き続き中心的な役割を果たします。
シームレスなコネクテッドエクスペリエンスを提供し、市場の可能性を最大限に引き出すには、サービスプロバイダーが統合ソリューションを開発し、提案する必要があります。まずは、あらゆる業種にIoTサービスを提供するのではなく、輸送、資産追跡、コネクテッドカーなど、いくつかのIoTユースケースを特定し、差別化して提供することが考えられます。パートナーエコシステムとの連携や新たな収益源の創出に関する経験を積むため、段階的に始めることが重要です。
同じビジネスモデルで接続性、セキュリティ、最適な顧客体験を提供することで、サービスプロバイダーは付加価値ソリューションプロバイダーとしての地位を確立し、IoTの成長によって急速に拡大する機会を最大限に活用できます。
これらの目標を達成するには、サービスプロバイダーは、接続性とセキュリティを提供し、最適な顧客体験を実現する、セキュアで俊敏なネットワークを設計する必要があります。
デバイス、センサー、コアネットワークリソース、DNS、L7アプリケーションを狙う高度な脅威や新たな脅威を軽減するために必要な、拡張性に優れた高性能なセキュリティソリューションについて詳しくは、サービスプロバイダー向けF5ソリューションのページをご覧ください。
1 「NGMN 5Gホワイトペーパー」、2015年2月、 https://www.ngmn.org/wp-content/uploads/NGMN_5G_White_Paper_V1_0.pdf。
公開日：2016年12月8日