صبحی که با انفجار آغاز شد، می‌توانست داستان یک فیلم هالیوودی باشد. اما این بار، واقعیت از تخیل پیشی گرفت. جلوی هتل ترامپ در لاس وگاس، یک خودروی تسلا منفجر شد و بلافاصله تیتر رسانه‌ها را به خود اختصاص داد. شایعات در مورد علت حادثه داغ شد: آیا حمله‌ای سایبری بود؟ آیا تسلاهای هوشمند که می توان آن ها را به دیتاسنترهای در حال حرکت تشبیه کرد، حالا تبدیل به تهدیدی امنیتی شده‌اند؟

هرچند مشخص شده که هک سیستم خودرو نقشی در این انفجار نداشته است، اما این سوال بزرگ همچنان پابرجاست: خودروهایی که وابسته به EDGE Computing هستند، چقدر می‌توانند در برابر حملات سایبری یا اختلالات شبکه امن باشند؟

معماری EDGE Computing :  قلب تپنده خودروهای هوشمند

خودروهای هوشمند امروزی به یکی از جذاب‌ترین دستاوردهای فناوری تبدیل شده‌اند. این خودروها با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته مانند سیستم‌های رانندگی خودکار، سیستم‌های پیشرفته هشدار، و ارتباطات Vehicle-to-Everything (V2X)، قادر به انجام کارهایی هستند که تنها چند سال پیش غیرممکن به نظر می‌رسید. اما این فناوری‌ها به خودی خود کار نمی‌کنند. آنها نیاز به معماری مناسب پردازش داده دارند تا تمامی تصمیم‌گیری‌ها به سرعت و به صورت صحیح انجام شوند. در اینجا نقش EDGE Computing به عنوان قلب تپنده این خودروهای هوشمند برجسته می‌شود.

مفهوم  EDGE Computing

EDGE Computing  مفهومی است که به پردازش داده‌ها در نقاط نزدیک به منبع داده‌ها اشاره دارد، به جای اینکه همه داده‌ها به مراکز داده‌ ارسال شوند. اما این که این مفهوم از کجا آغاز شده و چرا به نام "Edge" شناخته می‌شود، داستانی جالب دارد.

بیشتر بخوانید:  ترندهای امنیت سایبری که باید در سال 2025 منتظرشان باشیم: تهدیدات، چالش‌ها و راه‌حل‌ها

ظهور و تکامل  EDGE Computing

اولین اشاره‌ها به مفهوم پردازش در لبه شبکه به اوایل دهه 2000 باز می‌گردد، زمانی که شبکه‌های موبایلی و سیستم‌های توزیع‌شده شروع به گسترش کردند. اما در آن زمان هنوز بیشتر پردازش داده‌ها در سرورهای مرکزی یا مراکز داده‌ بزرگ انجام می‌شد.

با گسترش اینترنت اشیا و افزایش تعداد دستگاه‌های هوشمند که به شبکه متصل می‌شدند، نیاز به پردازش داده‌ها در نزدیک‌ترین نقطه به منبع داده‌ها بیشتر احساس شد. این ایده که پردازش داده‌ها در لبه شبکه به‌جای انتقال به سرورهای مرکزی صورت گیرد، در سال‌های اخیر به طور جدی در صنعت فناوری مطرح شد. بنابراین پردازش داده‌ها در نزدیک‌ترین نقطه به دستگاه‌های متصل (مانند خودروهای هوشمند، حسگرها و دوربین‌های امنیتی) قابل انجام است.

ریشه‌های EDGE Computing

واژه "Edge" به لبه (یا حاشیه) شبکه اشاره دارد. در اوایل پیدایش شبکه‌های کامپیوتری و پردازش داده‌ها، تمام داده‌ها به یک Data Center  مرکزی ارسال می‌شدند تا پردازش شوند. این مراکز داده معمولاً در مکان‌های فیزیکی متمرکز قرار داشتند و داده‌ها از نقاط مختلف دنیا به این مراکز ارسال می‌شدند تا پردازش شوند. در این فرایند، داده‌ها باید مسافتی طولانی را طی می‌کردند، که باعث می‌شد تأخیر (Latency) و نیاز به پهنای باند بالا به مشکل اصلی تبدیل شود. به‌خصوص با ظهور دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) و نیاز به پردازش در زمان واقعی، این مشکلات تشدید شد.

EDGE Computing  به عنوان یک راه‌حل برای این مشکلات معرفی شد. به عبارت دیگر، این فناوری به منظور کاهش تأخیر و جلوگیری از فشار به شبکه‌های مرکزی، پردازش داده‌ها را به "لبه" یا حاشیه شبکه منتقل می‌کند.

چه چیزی EDGE Computing را به قلب خودروهای هوشمند تبدیل می‌کند؟

خودروهای هوشمند در واقع شامل مجموعه‌ای از حسگرها، دوربین‌ها، رادارها، لیزرها (LiDAR) و دیگر دستگاه‌های IoT هستند که داده‌های بسیار زیادی را در هر ثانیه تولید می‌کنند. این داده‌ها شامل اطلاعات موقعیت مکانی، سرعت، وضعیت ترافیک، شرایط جوی و حتی سلامت سیستم‌های داخلی خودرو هستند. به جای ارسال این حجم عظیم داده‌ها به یک مرکز داده مرکزی (کلود) برای پردازش، EDGE Computing  تصمیم می‌گیرد که این داده‌ها مستقیماً در خود خودرو و یا در نزدیکی آن پردازش شوند. این پردازش فوری و نزدیک به منبع داده‌ها، مزایای زیادی برای عملکرد خودروهای هوشمند به همراه دارد که عبارتند از:

 کاهش تأخیر:  پردازش داده در محل یا نزدیک به خودرو، زمان واکنش را به حداقل می‌رساند.

 افزایش امنیت:  با پردازش محلی، داده‌های حساس کمتر در معرض خطر انتقال به سرورهای مرکزی هستند.

 انعطاف‌پذیری:  خودروها می‌توانند حتی در صورت قطع ارتباط با کلود، عملکرد حیاتی خود را حفظ کنند.

 مدیریت بهتر پهنای باند:  انتقال داده‌های غیرضروری به کلود حذف شده و فقط اطلاعات مهم ارسال می‌شود.

ساختار EDGE Computing در خودروهای هوشمند

حسگرها و دستگاه‌های IoT در لبه شبکه:

هر خودروی هوشمند دارای تعدادی حسگر است که به طور مداوم اطلاعات مختلفی مانند موقعیت، سرعت، زاویه چرخش فرمان، و وضعیت محیطی (نور، دما، بارش باران، و غیره) را جمع‌آوری می‌کنند. این حسگرها به طور مداوم داده‌ها را به پردازنده‌های داخلی خودرو ارسال می‌کنند.

پردازش محلی (Local Processing) :

پردازش داده‌ها در این مرحله در داخل خودرو یا نزدیک آن (ایستگاه‌های EDGE واقع در اطراف جاده‌ها یا زیرساخت‌های شهری) انجام می‌شود. پردازنده‌های قوی‌تر مانند واحد پردازش مرکزی (CPU) و واحد پردازش گرافیکی (GPU) داده‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کنند. برای مثال، خودرو از داده‌های دوربین‌ها و حسگرها برای شناسایی موانع یا افراد استفاده می‌کند و تصمیماتی را برای ترمز گرفتن یا تغییر مسیر می‌گیرد.

ارتباطات بین خودروها و زیرساخت‌ها:

در خودروهای هوشمند، ارتباطاتی مانند V2V (Vehicle-to-Vehicle) و V2X (Vehicle-to-Everything)  وجود دارد. این ارتباطات به خودروها اجازه می‌دهند که اطلاعات را با سایر خودروها، سیستم‌های جاده‌ای و حتی مراکز کنترل ترافیک به اشتراک بگذارند. این اطلاعات می‌توانند به خودروها کمک کنند تا تصمیمات بهتری در مورد سرعت، مسیر و تعامل با سایر وسایل نقلیه بگیرند.

تصمیم‌گیری در لحظه:

یکی از ویژگی‌های برجسته EDGE Computing این است که پردازش داده‌ها به صورت در لحظه  (real-time)انجام می‌شود. این بدان معنی است که خودروها می‌توانند در لحظه به تغییرات محیطی واکنش نشان دهند. مثلاً اگر یک مانع در مسیر باشد، خودرو باید فوراً ترمز کند یا مسیر خود را تغییر دهد.

چرا EDGE Computing برای خودروهای هوشمند حیاتی است؟

کاهش تأخیر:

در خودروهای هوشمند، سرعت تصمیم‌گیری می‌تواند تفاوت زیادی در ایمنی راننده و سرنشینان ایجاد کند. اگر داده‌ها نیاز به ارسال به یک سرور مرکزی داشته باشند، تأخیر در پردازش می‌تواند منجر به واکنش‌های کند و ناخواسته شود.

حفظ حریم خصوصی:

خودروهای هوشمند می‌توانند داده‌های حساس زیادی جمع‌آوری کنند (مثل مکان راننده یا رفتار رانندگی). با پردازش داده‌ها در EDGE، نیاز به ارسال این داده‌ها به مراکز داده‌ مرکزی کاهش می‌یابد، که این امر به حفظ حریم خصوصی رانندگان کمک می‌کند.

افزایش قابلیت اطمینان:

به دلیل اینکه پردازش‌ها در خود خودرو یا در نزدیکی آن انجام می‌شود، خودروها می‌توانند حتی بدون نیاز به اتصال به اینترنت یا مراکز داده مرکزی به عملکرد خود ادامه دهند. این می‌تواند در مواقعی که اتصال به اینترنت ضعیف است، یا در شرایط اضطراری، یک مزیت بزرگ باشد.

اجزای اصلی معماری EDGE Computing در خودروهای هوشمند

حسگرها و دستگاه‌های IoT داخلی خودرو:

خودروهای هوشمند مجهز به صدها حسگر هستند که اطلاعات حیاتی مانند سرعت، دما، موقعیت مکانی، شرایط جاده و وضعیت داخلی خودرو را جمع‌آوری می‌کنند. این داده‌ها به‌صورت آنی به واحدهای پردازشی محلی ارسال می‌شوند.

واحد پردازش محلی (Edge Nodes)

این واحدها اغلب شامل کامپیوترهای کوچک و قدرتمند در داخل خودرو هستند که توانایی پردازش سریع داده‌ها را دارند. مثلاً وقتی سیستم ترمز اضطراری فعال می‌شود، نیازی به ارسال اطلاعات به کلود نیست و تصمیم‌گیری در خود خودرو انجام می‌شود.

شبکه‌های ارتباطی (5G و V2X):

برای ارتباط خودرو با سایر وسایل نقلیه (Vehicle-to-Vehicle) یا زیرساخت‌های جاده‌ای (Vehicle-to-Infrastructure)، معماری EDGE از شبکه‌های پرسرعت مثل 5G  استفاده می‌کند. این ارتباطات لحظه‌ای برای هماهنگی ترافیک و پیشگیری از تصادفات حیاتی هستند.

کلود محلی (Micro Data Centers)

در نزدیکی مراکز شهری یا جاده‌ها، دیتاسنترهای کوچک یا کلودهای محلی قرار دارند که می‌توانند داده‌های جمع‌آوری‌شده از خودروها را پردازش کنند. این دیتاسنترها برای وظایف سنگین‌تر، مانند آپدیت‌های نرم‌افزاری یا یادگیری ماشین، به کلودهای مرکزی متصل می‌شوند.

چالش‌های امنیتی خودروهای هوشمند

چالش‌های پیش روی امنیت خودروهای هوشمند به این سادگی‌ها قابل‌حل نیستند:

حملات سایبری

مهاجمان می‌توانند با نفوذ به سیستم‌های خودرو، کنترل آن را به دست بگیرند یا عملکرد خودرو را مختل کنند. تصور کنید هک شدن سیستم ترمز یا فرمان چه فاجعه‌ای می‌تواند به بار بیاورد!

جمع‌آوری و سوءاستفاده از داده‌ها:

خودروهای هوشمند دائماً داده‌های زیادی از موقعیت مکانی، رفتار راننده و حتی مکالمات داخل خودرو جمع‌آوری می‌کنند. اگر این داده‌ها به‌درستی رمزنگاری نشوند، می‌توانند هدف هکرها قرار بگیرند.

اختلال در ارتباطات:

 هرگونه قطعی یا اختلال در ارتباط بین خودرو و سرورهای کلود می‌تواند باعث اختلال در عملکرد خودرو یا حتی خطرات جانی شود.

آینده‌ای پر از سوالات بی‌پاسخ

حوادثی مثل انفجار تسلا، هرچند ریشه در حملات سایبری ندارند، توجه‌ها را به آسیب‌پذیری‌های احتمالی این خودروهای هوشمند جلب می‌کنند. آیا تکنولوژی به‌سرعتی که لازم است ایمن‌تر خواهد شد؟ یا ما تنها شاهد افزایش تهدیدات خواهیم بود؟ یک چیز قطعی است: امنیت شبکه و راه‌حل‌هایی مثل NGFW، رمزنگاری پیشرفته و مانیتورینگ دائمی، بخش حیاتی از آینده خودروهای هوشمند خواهند بود.

نتیجه‌گیری:

تسلاها و خودروهای مشابه شاید انقلاب بزرگی در حمل‌ونقل ایجاد کرده باشند، اما بدون امنیت شبکه، این انقلاب می‌تواند به فاجعه تبدیل شود. اکنون زمان آن رسیده است که شرکت‌های خودروسازی، متخصصان امنیت شبکه و حتی کاربران نگاه جدی‌تری به این مسئله داشته باشند. آینده از آن کسانی است که نه‌تنها هوشمند، بلکه ایمن‌تر عمل کنند.