在 5G 和物聯網時代建立安全的智慧城市
智慧城市」（Smart City）一詞是一個熱門的流行詞，透過 5G 和物聯網（IoT）的創新，實現無處不在的連線，是人們熱切期待的。在不久的將來，「真正的」智慧城市將成為現實。如今的問題是：是什麼讓城市變得「智慧」，以及 5G 和物聯網準備如何在這場變革中發揮作用？
是什麼讓城市變得真正「智慧」？
智慧城市」的概念有許多定義。其中一個包羅萬象，涵蓋了人類、技術和機構的觀點，那就是：
「當人力和社會資本以及傳統（運輸）和現代（資訊和通訊技術）通訊基礎設施的投資能夠推動可持續經濟增長和優質生活，並通過參與性治理明智地管理自然資源時，這樣的城市就是智慧型城市」。1
從純技術的角度來看，智慧城市可以被稱為數位城市、智慧城市、有線城市、混合城市或資訊城市的代名詞。科技布道者毫不含糊地相信，5G 和物聯網所實現的無所不在的連線性，將成為未來第一批「真正」智慧城市的主要驅動力。
考慮這些智慧城市的物聯網使用案例情境：
- 控制交通流量的智慧型交通 解決方案
- 智慧型停車 解決方案可即時管理空置或可用的停車位
- 智慧型大眾運輸 解決方案，可主動管理準點率和交通流量
- 智慧型公用事業 可提供遠端監控、可靠的計量及精確的帳單
- 智慧型路燈照明 ，可自動直覺地控制路燈
- 智慧型廢棄物管理 可最佳化收集排程
- 智慧型環境保護 ，可即時監測空氣、水及土壤品質
- 智慧型公共安全 ，可即時追蹤與監控危險情況
廣義而言，數位城市生態系統的設計是以資訊與通訊技術（或稱 ICT）架構為運作基礎，該架構可連結由實體裝置、電子感測器、行動裝置、通訊閘道、資訊技術系統與資料中心所組成的龐大神經網路，這些裝置互相配合以運作城市基礎設施。物聯網啟用的 ICT 架構中的裝置和感測器是透過低功率廣域網路 (LPWAN) (例如窄頻物聯網) 繫在一起的。
NB-IoT (或稱，窄頻物聯網) 支援物聯網裝置、物件和感測器大規模的低成本連線。它是最適合物聯網裝置和應用的蜂巢式連線方式，這些裝置和應用需要極廣的覆蓋範圍和超低功耗。
雖然目前 NB-IoT 可以從 LTE 載波內部署，也可以作為獨立解決方案，但在不久的將來，5G NR（新無線電）將提供更好的操作性。這是因為 5G 將滿足管理物聯網裝置產生的大量資料所需的速度、延遲、連線性和容量等需求。城市無線網路基礎建設中提供高資料傳輸率服務和不中斷連線的無數小型蜂巢網路將採用 5G 技術。
從物聯網矩陣所產生的即時資料，會透過專為 ICT Framework 設計的雲端物聯網應用程式傳輸。由這些資料所衍生的先進 AI 驅動分析，可讓城市營運的智慧型管理提升城市生活的環境、社會及監管等多方面。
安全挑戰重重
毫無疑問，5G 的承諾對於將「真正」智慧城市的雛型願景從憧憬變成現實具有舉足輕重的影響。舊金山市非常清楚這一點。2016 年 9 月，網路罪犯成功入侵舊金山市政運輸局使用的近四分之一網路，並感染勒索軟體。
概括而言，這些安全挑戰與智慧城市的願景相輔相成：
- 龐大的攻擊面：由於數量不斷增加，智慧城市生態系統中的物聯網裝置可能會因為多了許多攻擊發射點而變得複雜難以保護。物聯網裝置被殭屍網絡武器化，成為惡意軟體滲透城市關鍵基礎建設的管道。
- 資料安全挑戰：物聯網裝置產生的資料是智慧城市營運模式的主要動力。駭客可以利用受到攻擊的裝置和感測器，在未經授權的情況下存取敏感和機密的公共資料，並在傳輸過程中使其受到篡改和截取，造成嚴重性的資料機密性、完整性和可用性挑戰。
- 網路和應用程式正常運作時間的挑戰：武器化的物聯網裝置可成為對構成智慧城市 ICT 架構的無線網路與雲端應用程式，發動大規模信號洪水與分散式拒絕服務 (DDoS) 攻擊的目標。這些攻擊會損害網路將真實訊息傳送至雲端應用程式的能力。DDoS 攻擊也可用來對處理和分析智慧城市資料的應用程式造成負面影響，使其癱瘓或完全無法回應。
智慧城市是下一件大事，將讓都市生活更上一層樓。然而，智慧城市的互聯性既是其最大優勢，也是最大弱點。
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.
