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张亚勤:应重视物联网的负面影响

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张亚勤:应重视物联网的负面影响

时间: 2010年6月9日

地点: 微软亚太研发集团北京办公室

人物: 微软全球资深副总裁兼微软亚太研发集团主席 张亚勤

中国计算机报社常务副社长兼总编辑 刘保华

持续了近一年的物联网热,迄今为止丝毫没有降温的迹象。众多企业蜂拥而上,把物联网当做神奇之物,希望能像《阿里巴巴和四十大盗》中“芝麻,开门”的咒语一样,开启财富之门。如同双刃剑一样,任何技术都既有闪亮的长处,也有黯淡的短处。然而在这股“淘金”热浪中,不少人只看到物联网诱人的一面,而忘记或者忽略甚至不顾物联网的另一面。

无线、传感器和嵌入式技术是传感网络的核心技术。听听在无线技术研究领域颇有建树后又曾执掌微软Windows CE产品部门的微软全球资深副总裁兼微软亚太研发集团主席张亚勤对物联网另一面的见解,应该让人们对物联网将要到来且难以回避的负面影响,有所了解。

物联网不是个新鲜事

刘保华:尽管国内各方人士对物联网的定义还争论不休,但多数人已经认同物联网拓展了互联网,将互联网的边境延伸到了物理世界这个说法。物联网与互联网密不可分,因此,在关注物联网的同时,还应该对互联网的发展有所了解。

张亚勤:2004年前后,我们进入Web 2.0时代,互联网变成了一个互动的平台,既可以读,又可以写。网游、搜索、地图、博客、微博等应用让互联网变成了一个更对称,更同步的平台。

现在的互联网基于Web 3.0,这个时期的特点是形成了一些新的技术,比如说传感技术,网络传输技术比如3G、4G,无线传感器网络(WSN)技术等。另外一个很重要的技术就是用户界面,特别是自然用户界面技术。

Web 3.0有这样几个特征:一是更多地融入物理世界,原来更多连接的是信息,现在是物理世界;第二是越来越多的海量数据;第三是云计算,你可以把云计算看成是 Web 3.0的中枢神经;第四是移动互联,移动通信是当前最重要的网络,它对Web 3.0的发展起的作用也最大。

刘保华:西谚说 “罗马不是一天建成的”,同样,物联网也不是横空出世,其中的多项关键技术都凝聚着科研人员多年的心血。

张亚勤:是这样,美国很早就在开展智能尘埃(Smart Dezert)、智能物体(Smart Matter)、微机电系统(MEMS)、无线传感器网络(WSN)、微传感器网络(MSN),GPS、RFID、红外等技术的研发,这些都是物联网要用的重要技术。

微软十年前在总部建了一个“未来之家”,表达了微软对未来智能家庭的看法。2002年微软又推出了SPOT(智能个人对象技术)手表,可以显示天气等多种信息,还可以炒股。SPOT可以用在很多地方,甚至还能嵌在服装上,它实际上就是今天大家所说的泛在计算。当年盖茨在 CES主题演讲中演示SPOT手表时曾引起很大的轰动。只是由于观念过于超前,SPOT没有取得商业上的成功。

至于说物联网的理念那就更早了,盖茨在《未来之路》一书中也探讨过无处不在的计算。只是到了2005年,国际电信联盟以物联网作为年度报告的主题后,物联网才逐渐为人们所知。因此,物联网并不是一个全新的事物。

刘保华:国内物联网市场上一个很有趣的现象是很多企业费尽气力地与物联网扯上关系,而大家对物联网的理解又仁智各见,你如何看物联网?

张亚勤:物联网比较复杂,它本身不像互联网那么简单。物联网具有行业应用的特征,很难清晰地定义。我认为,物联网第一个特征是Web 3.0概念。第二个特征是云计算+传感网。也就是说,物联网的中心还是互联网,还要依赖互联网进行数据传输,依赖云计算对采集到的各行各业的、数据格式各不相同的海量数据进行整合、管理、存储和挖掘,并且还要去控制这些传感网络。而传感器作为物联网的边界,担负着从数据采集到数据预处理以及数据传输的任务,责任很大。

刘保华:由于物联网通常处于自然环境中,因此如何长期经受恶劣环境的考验非常关键,换句话说,物联网对传感器技术提出了新的要求。

张亚勤:的确是这样。很多时候,传感器在自然界中要放几年的时间,有的地方很偏僻,因此,在传感器网络中,功耗就变得更加重要了。而且,在恶劣环境中长期维持网络的完整性也十分重要,这就要求网络要有冗余的传感器,能够替代已经损坏的传感器,做到网络的自愈。除了这些自然因素以外,人为因素对传感器网络的威胁更大,这是较之互联网更为严重的安全和隐私问题。

安全是个大问题

刘保华:当程序复杂到一定程度或者说软件代码足够长时,缺陷是不可避免的,可以说,安全问题是IT应用与生俱来的。

张亚勤:美国丹佛机场曾经是世界上占地面积最大的机场,设施十分先进,自动行李系统采用计算机控制,每件行李都有RFID,这应该算是民航领域物联网的应用。但某次因为计算机故障导致行李系统无法正常工作,最终导致整个机场瘫痪。

刘保华:类似的情况国内也出现过,媒体曾经报道,2006年10月,民航总局中航信离港系统主机发生故障,导致全国机场离港系统瘫痪,幸好得到了及时恢复。

这给我们一个启示,网络规模越大就越能放大软件缺陷造成的影响,同时,软件缺陷造成的危害程度也会因为应用软件服务的对象不同而不同。软件缺陷在电脑上出现,宕掉的只是一台电脑;在局域网中出现,瘫痪的也只是局域网;而物联网的应用往往是行业性的,一旦出现问题也将是全局性的。

张亚勤:互联网出现问题损失的是信息,而且我们还可以通过信息的加密和备份来降低甚至避免损失,物联网是跟物理世界打交道的,无论是智能交通、智能电网、智能医疗还是桥梁检测、灾害监测,一旦出现问题就会涉及到生命财产的损失,因而很难通过备份来降低损失。

刘保华:因为信息复制的成本很低,而物理世界的克隆成本很高,特别是涉及到人身安全的问题,是无法通过备份解决的。我们刚刚讨论的还只是程序员在编码过程中疏忽带来的影响,实际上我们还应看到,软件缺陷造成的影响还与缺陷是否被人恶意利用直接相关。

张亚勤:我记得2004年,我们曾经讨论过手机病毒的危害,当时手机病毒还鲜为人知。我们认为智能手机是手机未来发展的大势所趋,而智能手机采用的计算架构与电脑很相似,但在应用上却有所不同,使用手机是收费的,而且无线传输存在窃听的可能。于是,我们得出两个结论:一是在电脑上泛滥的病毒,迟早也会在智能手机上逞凶;二是病毒可以将手机内的信息泄露出去,也可以通过狂发短信或者拨打国际长途而给机主带来损失。

刘保华:互联网损失的是信息,手机损失的是钱财,而物联网损失的则是物。物联网要与各种基础设施连在一起,其中有些应用不仅具有感知功能,而且还有控制能力,当控制的功能出现后,危险会更大。当物联网把互联网与物理世界连在一起时,也把信息世界存在的危险带到了物理世界。

张亚勤:是的,物联网中的病毒更具杀伤力,而且范围更广,对生活和商业的影响也更直接。

刘保华:作为物联网传感层面两大核心技术的无线传感器网络和RFID都存在无线信道,如何才能降低由此带来的信息外泄和无线攻击的风险?

张亚勤:在一些十分敏感的应用中,不要采纳公开的标准,也不要与商用网络连接,还要对数据和传输进行加密,在无线传输时采用专用的协议和频点,还可以采用变频、跳频、扩频等无线技术。总之,可以用商业的技术,但在物理上要与商用系统隔离开,否则会很麻烦。

国家秘密与个人隐私

刘保华:任何新技术都是双刃剑,而物联网在这方面更加突出。比如说,在超市买一个杯子,杯子上的条码只存有商品名称和生产厂家的信息,而在物联网中,因为有了RFID,可以把这个厂家生产的每一个杯子的各种信息都记录下来,比如说原材料、产地、制造商、物流、用户,并可实现实时可视化显示。当市场上所有的商品都连在物联网上后,好处是显而易见的,国家统计部门可以实时而准确地统计,然而,隐患也是巨大的,这涉及到国家的经济安全吗?

张亚勤:这实际上是个管理问题。数据的管理应该分为三个层面:涉及民生的数据,比如说,对环境监测的数据可以放在物联网上供大家分享;企业的商业数据还是要放在企业自己的平台上,这就像云计算中有公有云与私有云之别一样;而涉及到国家安全的数据,比如说军事或者其他特别敏感的数据,就要采用物理隔离等方式来减少危险。

刘保华:个人隐私的保护在互联网已经成为严重的问题,而在物联网上更成问题,比如说,智能家庭把家里值钱的电子产品连在了网上。

张亚勤:物联网的个人隐私问题更严重。国外有些城市已经布满了摄像头,不管你走到哪里,你的位置信息都被精确地记录下来,你讲的每一句话都可以被监听。

刘保华:实际上,Google的街景车在街上拍摄时已经拍摄到了一些涉及个人隐私的难登大雅之堂的照片,而街景车还未经用户允许,顺道采集了用户的WiFi信息。

张亚勤:或许他们并不是冲着你来的,而是希望在收集到的大量信息中进行数据统计或者数据挖掘。如今的技术已经有能力把你想要的数据都搜集起来,把你想存的数据都存储起来。隐私必须通过立法才能得到有效保护。

实际上,技术与人的相互影响是一个值得探讨的问题。今天早上有报道说,现在专门有一个戒网瘾行业。当你把网络作为工具时,网络是个好东西,当你把自己作为它的奴隶时,网络就一定不是个好东西。遗憾的是人们经常把自己当作技术的奴隶。前段时间人们讨论过人被三屏控制的问题,上班看电脑屏,下班看电视屏,而一天24小时又离不开手机屏。而物联网拓展了互联网的边界,使得我们都被承载各种信息的电磁波所笼罩。

刘保华:除了极少数意志绝对坚强的用户外,大多数人的“技术强迫症”只是症状轻重不同而已。

如何推进物联网

刘保华:与当今市场上物联网五花八门的定义很相似,各国对物联网的叫法也不尽相同,中国和欧盟叫物联网,日本谈泛在计算,而美国则更关心无线传感器网络。我们看到欧盟把物联网列入其战略性的科技框架计划中。美国在这方面有什么做法?

张亚勤:美国基本上没有一个所谓的国家战略,人们看到的大都是产业战略,是以企业为主导的,不是说先有一个战略,再去找定位,而是以企业为中心,从应用需求出发进行研发,再进行推广。政府的影响力是在基础研究项目上,产业的发展主要还是靠企业。

物联网可以靠政府去推广,但最终要符合市场规律。这个东西不是全新的,而且需要循序渐进地发展。物联网肯定要比现在的互联网机会大,但它需要很长的时间,慢慢地发展起来。

这就像当初纳米技术时兴的时候,连油漆都是纳米的。谁都知道纳米是个好东西,但你不能指望纳米技术立刻就能改变世界。

刘保华:国内有一种观点:物联网首先涉及到各项基础设施的建设和改造,只有政府才有能力协调相关各方,才有巨大的财力对基础设施进行投资,而物联网一旦成熟,则应该由企业发挥主导作用。

张亚勤:涉及到城市基础设施的民生工程的建设要靠地方政府主导,商务应用应该靠企业,而涉及到交通等基础设施的要靠国家。

刘保华:宣扬理念是行业领先厂商津津乐道而又乐此不疲的事情,但在近一时期的物联网热、智能热中,为什么微软表现的这样冷静?

张亚勤:任何技术都不可能包打一切,如果硬说能,那是在用概念忽悠政府和企业。我们还没有养成卖概念的习惯。我们更注重如何满足用户的需求。微软主要是做平台,也尝试进入服务领域,比如说用户需要智能交通,我们就提供相应的解决方案;需要电子政务时,我们就提供电子政务解决方案。

刘保华:那么微软在物联网领域技术有何优势?

张亚勤:前面说过云计算+传感器是物联网的特征。微软近年来投资上百亿美元在亚、欧、美地区建立了多个数据中心,我们已经成为全球最大的数据中心厂商。我们是唯一一家在云计算三个层面:IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)和SaaS(软件即服务)都做的公司。

在传感器层面,微软研究院大约十年前就开始了MEMS的研究。微软在澳大利亚做的河流环境监测系统用的就是微软基于自己的 MEMS技术制造的传感器。只不过我们没有把传感器做成商品进行出售。

再从开发平台看。微软的操作系统覆盖了整个物联网架构:我们有云计算操作系统Windows Azure、电脑操作系统Windows 7、嵌入式操作系统Windows CE和面向传感器等的操作系统Smart Object。这四个操作系统的API(应用程序接口)是兼容的,采用微软统一的开发平台,而且数据在这四个操作系统之间是可以交互的。物联网的关键在于 “云+端”,我想微软在这方面是有优势的。

记者手记

更大的挑战还在后面

很多物理因素会成为制约信息技术发展的主要因素,克服这些障碍会使IT厂商绝处逢生。比如说,热障问题曾让 CPU面临重大挑战,最终迫使计算机从串行计算转变成并行计算。

当信息技术产业习惯了“更快、更高、更强”后,物联网的出现多少有些逆向而为——传感层有限的硬件和网络资源以及电池长期工作对低功耗的要求,使得计算资源变得拮据起来,软件开发也不像计算机上那样挥洒自如。而对安全的考虑和有限的带宽则对传感器端的计算能力提出更高的要求。

低功耗与高性能这一计算机平台上的矛盾,在传感网络中将更加突显,顾此失彼将会是系统开发者常常面对的尴尬。应用的实时性和与硬件的紧密结合,可能会让在计算机上习惯于纯软件开发的工程师束手无策。

即便是你成功地迎接了这些挑战,也别以为从此可以刀枪入库。因为跟在物联网后面的是无处不在的泛在计算,再往后还有计算无处不在而又无影无形的平静计算。

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