Construire des villes intelligentes sécurisées à l'ère de la 5G et de l'IoT

Le terme "Smart City" est un mot à la mode qui fait le tour du monde dans un monde où la connectivité omniprésente grâce à l'innovation dans la 5G et l'internet des objets, ou IoT, est attendue avec impatience. Les "vraies" villes intelligentes devraient devenir réalité dans un avenir assez proche. La question qui se pose aujourd'hui est la suivante : qu'est-ce qui rend une ville " intelligente ", et comment la 5G et l'IoT sont-ils prêts à jouer un rôle dans cette transformation ?

Qu'est-ce qui rend une ville vraiment "intelligente" ?

Le concept de "ville intelligente" fait l'objet de nombreuses définitions. L'une d'entre elles est globale et couvre les perspectives humaines, technologiques et institutionnelles :

"Une ville est intelligente lorsque les investissements dans le capital humain et social et les infrastructures de communication traditionnelles (transports) et modernes (TIC) alimentent une croissance économique durable et une qualité de vie élevée, avec une gestion avisée des ressources naturelles, grâce à une gouvernance participative". ¹

D'un point de vue purement technologique, les villes intelligentes peuvent être synonymes de villes numériques, de villes intelligentes, de villes câblées, de villes hybrides ou de villes de l'information. Les évangélistes de la technologie croient sans équivoque que la connectivité omniprésente rendue possible par la 5G et l'IoT sera le principal moteur des premières "vraies" villes intelligentes du futur.

Considérez ces scénarios de cas d'utilisation de l'IoT pour les villes intelligentes :

• Smart traffic solutions pour contrôler la fluidité du trafic.
• Smart parking solutions pour gérer en temps réel les places de stationnement vides ou disponibles.
• Solutions intelligentes de transport public pour gérer de manière proactive la ponctualité et le trafic.
• Smart utilities pour une surveillance à distance, un comptage fiable et une facturation précise
• Eclairage public intelligent pour un contrôle automatisé et intuitif des lampadaires
• Gestion intelligente des déchets pour une planification optimisée de la collecte.
• Protection intelligente de l'environnement pour la surveillance en temps réel de la qualité de l'air, de l'eau et du sol
• Sécurité publique intelligente pour le suivi et la surveillance en temps réel des situations dangereuses

D'une manière générale, les écosystèmes des villes numériques sont conçus pour fonctionner sur des cadres de technologies de l'information et de la communication, ou TIC, qui connectent de vastes réseaux neuronaux d'appareils physiques, de capteurs électroniques, d'appareils mobiles, de passerelles de communication, de systèmes de technologies de l'information et de centres de données qui interagissent pour faire fonctionner l'infrastructure d'une ville. Les dispositifs et les capteurs dans le cadre des TIC compatibles avec l'IoT sont reliés par un réseau étendu de faible puissance, ou LPWAN, tel que l'IoT à bande étroite.

NB-IoT (ou, internet des objets à bande étroite) prend en charge la connectivité à faible coût des dispositifs IoT, des objets et des capteurs à une échelle massive. Il s'agit de la forme de connectivité cellulaire la plus adaptée aux dispositifs IoT et aux applications qui nécessitent une couverture exceptionnellement étendue avec une consommation d'énergie ultra-faible.

Si NB-IoT peut être déployé à partir d'une porteuse LTE et en tant que solution autonome aujourd'hui, dans un avenir proche, la 5G NR (nouvelle radio) offrira une meilleure opérationnalité. En effet, la 5G remplira convenablement les exigences de vitesse, de latence, de connectivité et de capacité requises pour gérer le volume de données généré par les dispositifs IoT. De nombreux réseaux à petites cellules fournissant des services à haut débit et une connectivité ininterrompue au sein de l'infrastructure du réseau sans fil de la ville seront alimentés par la 5G.

Les données en temps réel générées par la matrice IoT connectée sont transmises par le biais d'applications IoT fournies dans le cloud et spécifiquement conçues pour le cadre des TIC. Les analyses avancées pilotées par l'IA et dérivées de ces données permettent ensuite une gestion intelligente des opérations d'une ville afin d'améliorer les nombreux aspects environnementaux, sociaux et réglementaires de la vie urbaine.

Les défis en matière de sécurité ne manquent pas

Il ne fait aucun doute que la promesse de la 5G est essentielle pour faire passer la vision naissante de "vraies" villes intelligentes du stade de l'aspiration à celui de la réalisation. La ville de San Francisco ne le sait que trop bien. En septembre 2016, des cybercriminels ont réussi à compromettre près d'un quart des réseaux utilisés par l'agence municipale des transports de San Francisco et à les infecter avec un ransomware.

D'une manière générale, ces défis en matière de sécurité vont de pair avec la vision des villes intelligentes :

1. Surface d'attaque massive: En raison de leur volume toujours croissant, les dispositifs IoT dans un écosystème de ville intelligente peuvent être complexes à sécuriser, avec beaucoup plus de points de lancement pour les attaques. Armés de botnets, les dispositifs IoT deviennent des conduits pour infiltrer l'infrastructure critique d'une ville avec des logiciels malveillants.
2. Défis de la sécurité des données: Les données générées par les dispositifs IoT sont le principal moteur du modèle opérationnel d'une ville intelligente. Les pirates peuvent utiliser des appareils et des capteurs compromis pour obtenir un accès non autorisé à des données publiques sensibles et confidentielles et les soumettre à des altérations et à des interceptions en transit, ce qui pose de graves problèmes de confidentialité, d'intégrité et de disponibilité des données.
3. Défis liés à la disponibilité du réseau et des applications: Les dispositifs IoT armés se prêtent comme cibles pour lancer des inondations de signalisation massives et des attaques volumétriques par déni de service distribué, ou DDoS, sur le réseau sans fil et les applications cloud qui constituent le cadre TIC d'une ville intelligente. Ces attaques nuisent à la capacité du réseau à transmettre des messages réels aux applications dans le cloud. Les attaques DDoS peuvent également être utilisées pour avoir un impact négatif sur les applications qui traitent et analysent les données des villes intelligentes, en les paralysant ou en les rendant totalement insensibles.

Les villes intelligentes sont la prochaine grande nouveauté, et elles vont faire passer la vie urbaine à la vitesse supérieure. Cependant, l'interconnectivité des villes intelligentes est à la fois leur plus grande force et leur plus grande faiblesse.

¹ R. R. Berkel, A. & Singh, Prince & J. van Sinderen, M, “An Information Security Architecture for Smart Cities,” in Business Modeling and Software Design, 167–184.