在 5G 和 IoT 时代建设安全的智慧城市
在人们热切期待通过 5G 和物联网（IoT）创新实现无处不在的互联互通的今天，"智慧城市 "一词已成为一个热门词汇。在不远的将来，"真正的 "智慧城市将成为现实。如今的问题是：是什么让一座城市变得 "智慧"，5G 和 IoT 准备如何在这场变革中发挥作用？
是什么让一座城市真正 "智能 "起来？
关于 "智慧城市 "的概念有很多定义。其中一个包罗万象，涵盖了人类、技术和机构的视角，那就是
"当对人力和社会资本以及传统（交通）和现代（信息和通信技术）通信基础设施进行投资，通过参与式治理对自然资源进行明智管理，从而推动可持续经济增长和高质量生活时，这个城市就是智能城市"。1
从纯技术角度看，智慧城市可以与数字城市、智能城市、有线城市、混合城市或信息城市同义。技术布道者明确认为，5G 和 IoT 带来的无处不在的连接将成为未来首个 "真正的 "智慧城市的主要驱动力。
请考虑这些智慧城市的物联网用例场景：
- 控制交通流量的智能交通 解决方案
- 实时管理空车位或可用车位的智能停车 解决方案
- 主动管理准点率和交通的智能公共交通 解决方案
- 实现远程监控、可靠计量和准确计费的智能公用设施
- 智能路灯 ，实现路灯的自动化和直观控制
- 优化收集计划的智能废物管理
- 实时监测空气、水和土壤质量的智能环保系统
- 智能公共安全 ，实时跟踪和监控危险情况
从广义上讲，数字城市生态系统的设计是在信息和通信技术（ICT）框架上运行，这些框架连接着由物理设备、电子传感器、移动设备、通信网关、信息技术系统和数据中心组成的庞大神经网络，它们相互协作运行着城市的基础设施。支持物联网的信息和通信技术框架中的设备和传感器是通过低功耗广域网（或 LPWAN）（如窄带 IoT）拴在一起的。
NB-IoT（或称，窄带物联网）支持物联网设备、物体和传感器的大规模低成本连接。它是最适合要求超低功耗、覆盖范围特别广的 IoT 设备和应用的蜂窝连接形式。
虽然 NB-IoT 目前可以从 LTE 运营商内部以及作为独立解决方案进行部署，但在不久的将来，5G NR（新无线电）将提供更好的操作性。这是因为 5G 将满足管理 IoT 设备产生的大量数据所需的速度、延迟、连接性和容量要求。城市无线网络基础设施中提供高数据速率服务和不间断连接的众多小蜂窝网络将由 5G 提供动力。
连接的物联网矩阵产生的实时数据通过专门为信息和通信技术框架设计的云交付物联网应用程序进行传输。然后，从这些数据中得出的高级人工智能驱动分析能够对城市运行进行智能管理，从而提高城市生活的环境、社会和监管等诸多方面。
安全挑战层出不穷
毫无疑问，5G 的前景对于将 "真正的 "智慧城市的雏形从愿望变为现实至关重要。旧金山市对此深有体会。2016 年 9 月，网络犯罪分子成功入侵了旧金山市政交通局使用的近四分之一的网络，并感染了勒索软件。
从广义上讲，这些安全挑战与智慧城市的愿景是相辅相成的：
- 巨大的攻击面：由于智能城市生态系统中的 IoT 设备数量不断增长，其安全问题可能非常复杂，攻击的发起点也更多。被僵尸网络武器化的 IoT 设备会成为利用恶意软件渗透城市关键基础设施的渠道。
- 数据安全挑战：IoT 设备产生的数据是智慧城市运营模式的主要推动力。黑客可以利用被破坏的设备和传感器，在未经授权的情况下访问敏感和机密的公共数据，并在传输过程中对其进行篡改和拦截，从而对数据的保密性、完整性和可用性造成严重性挑战。
- 网络和应用程序正常运行时间挑战：被武器化的 IoT 设备可作为目标，对构成智慧城市 ICT Application Framework 的无线网络和云应用程序发动大规模信号洪水和分布式拒绝服务（或称 DDoS）攻击。这些攻击损害了网络向云中应用程序传送真实信息的能力。DDoS 攻击还可用于对处理和分析智慧城市数据的应用程序造成负面影响，使其瘫痪或完全无法响应。
智慧城市是下一件大事，它将把城市生活推向新的高度。然而，智慧城市的互联性既是其最大的优势，也是其最大的弱点。
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.
