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Internet of Things: Wie funktioniert es?

04.05.2020        IT-Sicherheit
Internet of Things: Wie funktioniert es?
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Als Internet der Dinge (Internet of Things, kurz: IoT) wird die Vernetzung von internetfähigen, intelligenten Geräten bezeichnet. Dabei kommunizieren diese Geräte untereinander, automatisieren Prozesse, messen, sammeln und analysieren Daten. Die Schnittstellen innerhalb der Maschinenkommunikation bergen jedoch Risiken für den Datenschutz und die IT-Sicherheit. 

Definition: Was genau ist das Internet of Things?

Eine ganz strikte Definition ist nicht möglich, da der Begriff ein großes Spektrum von Verwendungen einschließt. In den meisten Fällen beschreibt IoT jedoch ein Netzwerk zur Maschinenkommunikation. Der Begriff ist dabei vom herkömmlichen Internet (Social Internet) abzugrenzen, in dem vorrangig Menschen mit anderen Menschen oder Maschinen (z. B. Servern oder Bots) kommunizieren. Das Internet of Things in seiner jetzigen Form ist erst durch den technologischen Fortschritt in den letzten zwei Jahrzehnten möglich geworden und entwickelt sich derzeit rasant weiter. 

Internet of Things im privaten Bereich

IoT-Geräte, die für jeden zugänglich sind, sollen in erster Linie das Alltagsleben erleichtern. Dazu werden internetfähige Geräte oder Anwendungen miteinander verknüpft und so steuerbar gemacht. Dies können zum Beispiel sämtliche Komponenten eines Smart Homes sein. Durch das IoT ist es Nutzern möglich, eine Mitteilung beim Eintritt bestimmter Ereignisse zu erhalten, z. B. wenn die Raumtemperatur unter einen bestimmten Wert fällt oder die elektrische Zahnbürste mit zu viel Druck verwendet wird. Aber auch die intelligenten Sensoren können im IoT selbständig dafür sorgen, dass etwa ein Rollladen automatisch das Fenster verdunkelt – ohne dass der Mensch noch selbst eingreifen muss. 

Die Begriffe Smart City und Smart Environment fallen auch im Zusammenhang mit IoT. Sie umfassen die Schaffung und Verwendung eines IoT zur Optimierung der eigenen Umwelt, einer ganzen Stadt oder Region. 

Industrial Internet of Things (IIoT)

Weiterhin kann man das Industrial Internet of Things vom privaten IoT unterscheiden. Hierbei werden einzelne Maschinen oder ganze Anlagen miteinander vernetzt.  Dadurch soll die Effizienz gesteigert werden:

  • Kommunikation/Informationsaustausch zwischen Maschinen, Fahrzeugen, Containern, Automaten (M2M)
  • Hoher Grad der Automatisierung 
  • Optimierung der Prozesse
  • Problemfrüherkennung (Selbst-Diagnostik)
  • Vermeidung von Ausfällen
  • Ressourcenschonende Fertigung

Der Grundbaustein für diesen neuen Technologisierungsgrad war die radio-frequency identification (kurz RFID). Sie ermöglichte einem  ein Empfänger-Gerät bei kontaktloser Übertragung, den Sender zu identifizieren und zu lokalisieren.

Oft wird das IIoT gleichgesetzt mit dem Begriff Industrie 4.0, dies ist aber nicht korrekt. Dahinter verbirgt sich ein Digitalisierungsprojekt, das erst in der Zukunft vollständig umsetzbar sein wird. Voraussetzung für diese vierte industrielle Revolution sind unter anderem das Internet der Dinge, Cloud Computing und künstliche Intelligenz (KI).

Die Nutzung eines IIoT wird konstant auf neue Wirtschaftssektoren ausgeweitet. Neben den Branchen Automobil, Logistik, Transport und Energie nutzen auch Krankenhäuser und der öffentliche Sektor bereits die Vorteile eines Allesnetz: Mithilfe der gesammelten Daten können z. B. Warenbestände überwacht, Verkehrsflüsse gesteuert und Engpässen vorgebeugt werden. 

Beispiele des Internet of Things

Im privaten Bereich sind so genannte Smart Devices (Schlaue Geräte) Teil des IoT: 

  • Smart Phones, Tablets und Phablets
  • Smart Watches, Smart Bands und Fitness-Tracker
  • Smart Cars
  • Smart Homes
    • Türklingeln, Kameras, Tresore und Schlösser
    • Sicherheitssysteme
    • Kühlschränke
    • Thermostate/Sensoren zur Regulierung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung, Licht
  • Smart Speakers und virtuelle Assistenten (z. B. Siri, Alexa und Cortana)

Auf welchen Technologien basiert das Internet der Dinge?

Das Internet of Things basiert auf mehreren Technologien, die ineinandergreifen. 

  1. Connectivity: Verschiedene Drahtlosprotokolle wie Wi-Fi, 3G, Bluetooth, NFC usw. ermöglichen die Netzwerk-Kommunikation
  2. Cloud-Computing: Basis als Plattform für die Zusammenführung von Daten und Diensten in einem zentralen Rechenzentrum
  3. Smart Sensorik: Innovationen im Bereich der Sensortechnologie ermöglichen kleinere Modelle und deren kostengünstige Produktion
  4. Künstliche Intelligenz: Technologie zur Spracherkennung (Natural Language Processing) ermöglicht verbale Kommunikation mit Maschinen
  5. Maschinelles Lernen: Durch die Nutzung von Algorithmen in statistischen Modellen sind Maschinen in der Lage, Gesetzmäßigkeiten anhand von Mustern zu erkennen und somit Wissen eigenständig aufzubauen

IoT: Wie smart sind aus Smart Devices wirklich?

IoT-Geräte erfreuen sich einer sehr großen Beliebtheit: Laut einer IDC-Studie ist eine zweistellige Wachstumsrate bei den weltweiten Ausgaben für IoT zu erwarten. Bereits 2022 sollen Konsumenten über 1 Billionen US-Dollar pro Jahr für Smart Devices ausgeben. Der Verbraucher hofft, dass sich alltägliche Aufgaben erleichtern oder sogar komplett automatisieren lassen. Gleichzeitig soll durch ihren Einsatz die Verschwendung von Energie verringert werden. Aber ist dies auch der Fall?

Nutzen vs. Umwelt

Verbraucher stellen zurecht immer häufiger die Frage, ob Bauart, Verbrauch und Lebensdauer der Geräte unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit sinnvoll sind. Wie Welt berichtete, sei nachhaltige Elektronik „kein einfaches Thema” für die Branche. So formulierte es zumindest der Referent für Consumer Technology beim deutschen IT-Branchenverband Bitkom.

Durch die permanente Verbindung zu Strom und WLAN verbrauchen manche Smart Devices mehr Energie als sie durch ihren Einsatz einsparen können. Auch wenn die verbundenen Geräte häufig im Standby-Modus verbleiben können, verbrauchen die Cloud-Server, über die das Heimnetzwerk betrieben wird, permanent Strom. Weiterhin ist der Energieverbrauch für die Herstellung und Entsorgung der smarten Geräte ein weiterer Aspekt, den es bei dieser Kalkulation zu beachten gilt. Wie lange ein IoT Device genutzt werden muss, um diesen Aufwand auszugleichen, steht häufig in keinem Verhältnis zu ihrer durchschnittlichen Lebensdauer. Letztendlich spart so nur der Verbraucher – und das längst nicht immer. Die Gesamtenergiebilanz wird bei dieser Statistik nicht berücksichtigt.

Wirtschaftlicher Totalschaden: Neukauf statt Reparatur

Die Software von IoT-Geräten erlaubt oftmals keine ganzheitlichen Updates. Das bedeutet, dass nach einiger Zeit ihre Technologie schlichtweg überholt ist. Ein neues Gerät muss her, um alle Funktionen fortlaufend zu nutzen. 

Die verbaute Hardware kann ein weiteres Argument gegen die Umweltfreundlichkeit von Smart Devices sein: Nicht nur der Materialeinsatz ist ein Reizthema für viele Umweltschützer, sondern auch ihre Bauart. Ein Beispiel aus dem Alltag sind neuartige Rauchmelder, bei denen ein Batterietausch unmöglich ist. Genauso lassen sich viele Smartphones bei einem Defekt gar nicht reparieren. Tritt eine Fehlfunktion ein, sind sie häufig ein Fall für die Tonne – und das freut besonders die Hersteller. 

Aber auch der Verbraucher trägt hier Verantwortung: Wenn die Investition in eine Reparatur des Altgeräts gar nicht erst in Frage kommt, wird die Nachfrage nach Produkten mit immer kürzeren Lebenszyklen bestehen bleiben. Und damit fehlt der Anreiz, nachhaltigere Geräte herzustellen.

IT-Risiken rund um das Internet of Things

Beinahe jeder kennt die Schlagzeilen rund um das Thema Smart Devices und Überwachung: 

„Ist Alexa eine Spionin? Was Amazons Lautsprecher alles mithört” oder „Hey Siri, wie viele Menschen hören mit?”. Die Angst, dass unsere Daten zu Werbezwecken verwendet werden, gehört aber nur zu den weniger furchteinflößenden Sorgen. 

Überwachung im Eigenheim

Das Amazon-Tochterunternehmen Ring sorgte wiederholt für reichlich Gesprächsstoff: Der Hersteller für Smart Homes geriet 2018 in die Schlagzeilen, nachdem die Aufnahmen von Kameras angeblich unverschlüsselt übertragen und in Echtzeit von Mitarbeitern angesehen werden konnten. Etwa ein Jahr später folgte der nächste Skandal: Hacker konnten aufgrund einer Sicherheitslücke Zugriff auf die Nutzer-Accounts erhalten, Kameraaufnahmen live zuschauen und sogar über eine Lautsprecherfunktion Hausbewohner direkt ansprechen. Im Januar 2020 berichtete die Non-Profit Organisation Electronic Frontier Foundation, dass die App von Ring weiterhin persönliche Daten ihrer Kunden an Drittanbieter für Analyse- und Marketingzwecke übertrage.

Sicherheitslücken sind profitabel 

Wie LINK11 berichtete, wurde auch der Telekommunikationsanbieter Telenet im Januar 2020 Opfer von Cyber-Angriffen. Hacker boten in Foren eine Liste von knapp einer halben Millionen Zugangsdaten für Router und IoT-Geräte an. Während die Veröffentlichung dieser Datenliste öffentlich stattfand, werden solche Listen üblicherweise in Foren gehandelt und zu profitablen Preisen verkauft. 

IIoT im Umbruch

Laut einer neuen IoT-Studie von Computerwoche, nutzen immer mehr deutsche Unternehmen das Internet of Things zu ihrem Vorteil: KI, Blockchain und Robotics sind dabei die häufigsten Anwendungen. Gleichzeitig sind Hackerangriffe auf Clouds, Denial of Service-Attacken und Malware, die über Smart Devices Zugang zum IoT erhält, nur einige der Herausforderungen, die durch die zunehmende Vernetzung in der Industrie auftreten. 



Quelle:

IDC Forecasts Worldwide Spending on the Internet of Things to Reach $745 Billion in 2019, Led by the Manufacturing, Consumer, Transportation, and Utilities Sectors, 3. Januar 2019 [https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS44596319]

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