WoT یا وب اشیا چیست؟ و چه ارتباطی با IoT دارد؟

‌اینترنت اشیا (IoT) به لطف طراحی‌های مختلف و اغلب منحصر به‌فرد تکامل پیدا کرده و به همین خاطر اتصال دستگاه‌های مختلف کمی دشوار شده. علاوه بر این، این ویژگی ممکنه منجر به وابستگی به فروشنده (vendor lock-in) بشه؛ در این حالت، کاربران مجبور می‌شن به خاطر عدم سازگاری محصولات با هم، از محصولات شرکت‌های محدودی استفاده کنن. وب اشیا یا Wo‌T قصد داره با استانداردسازی اینترنت اشیا این مشکل رو رفع کنه.

و‌ب اشیا یا WoT چیست؟

مفهوم وب اشیا (WoT) برای اولین بار در سال 2007 توسط گروهی از پژوهشگران معرفی شد. از آن زمان تاکنون سازمان‌های مختلفی مثل Mozilla، Siemens و World Wide Web Consortium (W3C) این مفهوم رو به کار بستن. این سازمان‌ها گروه‌هایی تشکیل دادن که وظیفه‌ دارن استانداردهایی برای کنترل وب اشیا تدوین کنن. Web Thing Model نمونه‌ای از آن‌ها است که روشی استاندارد برای ارائه اطلاعات در دستگاه‌های مجازی و فیزیکی یا همون شی (Thing) است.

این گروه علاوه بر Web Thing Model چند تا استانداردهای دیگه هم معرفی کردن. این استانداردها شامل WoT Architecture ،WoT Thing Description WoT Scripting APi و WoT Binding Templates می‌شن. این استاندارده اجزای اصلی طراحی وب اشیا رو تشکیل می‌دن.

تفاوت IoT و WoT

بررسی ساختار اینترنت اشیا (IoT)

تفاوت اصلی IoT و WoT در لایه‌ای است که در اون دستگاه‌ها به هم متصل می‌شن. در IoT فقط لایۀ شبکه بین دستگاه‌ها قرار داره. به عبارت دیگه، هر دستگاه دارای یک واسطۀ انتقال است و می‌تونه از طریق اون ارتباط برقرار کنه. برای مثال یک بزرگراه رو در نظر بگیرید؛ IoT همون جاده‌‍ای ست که خودروها از طریق اون از جایی به جای دیگه می‌رن. به عبارت دیگه، این فن‌آوری واسطۀ انتقال اطلاعات از نقطه‌ای به نقطۀ دیگه است. IoT اهمیتی نمی‌ده که اطلاعات چجوری ارسال می‌شن و اصلاً برای چی دارن ارسال می‌شن. به همین خاطر، IoT نمی‌تونه اطلاعات رو تا رسیدن به مقصدشون هدایت کنه یا بین منبع داده‌های مختلف هماهنگی ایجاد کنه. اینجاست که محدودیت‌های فن‌آوری IoT آشکار می‌شن.

بررسی ساختار وب اشیا (WoT)

در مقابل، WoT رو می‌شه نوعی لایه کاربردی (application) در نظر گرفت. فناوری وب اشیا WoT چه به لحاظ مفهومی و چه به لحاظ کارکرد از IoT بهتره. WoT جایگزین یا رقیب IoT نیست؛ در عوض، تلاش می‌کنه که IoT رو ارتقاء بده. WoT برای ارتقای این فناوری، استانداردها و مدل‌هایی برای نمایش دستگاه‌ها در اینترنت ارائه می‌ده. در مثال بزرگراه، WoT همون تابلوهای خیابان، چراغ‌های راهنمایی و رانندگی و مسیرهای طراحی شده هستن که قوانین جاده رو مشخص می‌کنن. WoT مسیرهای معینی برای انتقال داده‌ها از نقطه‌ای به نقطۀ دیگه مشخص می‌کنه و مطمئن می‌شه که این اطلاعات از منبع درستی دریافت شدن و به مقصد مورد نظرشون ارسال می‌شن.

WoT این امکان رو برای دستگاه‌ها فراهم می‌کنه تا به کمک استانداردها و فن‌آوری‌های متعارف، مثل HTML 5.0 و Javascript به وب وصل بشن. مدل WoT طراحی‌های RESTful API رو ارتقاء می‌ده. RESTful API نوعی استاندارد اینترنتی رایج برای توسعه اپلیکیشن است.

در مجموع، WoT باعث تکامل IoT می‌شه و اون رو از یک مفهوم ناب به یک معماری کاملاً توسعه یافته برای تعامل دستگاه‌های هوشمند تبدیل می‌کنه. WoT استانداردهایی برای ارتباط هر چه بهتر دستگاه‌های مجهز به IoT مشخص می‌کنه.

معماری وب اشیا (WoT)

وب از استاندارهای معماری زیادی تشکیل شده که در حال تکامل هستن. سازمان‌های بسیاری در ایجاد معماری وب اشیا مشارکت داشتن اما، W3C که استانداردهای وب رو تعیین می‌کنن اون رو رهبری می‌کنن. W3C برای استانداردسازی WoT به چند تا جزء سازنده متکی ست. این اجزاء شامل Thing Description، Binding Templates، Scripting API و دستورالعمل‌های امنیتی و حریم خصوصی ست.

Thing Description

دستگاه‌های IoT به کمک Thing Description می‌تونن در WoT جای بگیرن. Thing Description متادیتاها و رابط‌هایی که شی باید ارائه بده رو مشخص می‌کنه. به بیان ساده، فرمتی برای متادیتاها مشخص می‌شه که باعث می‌شه در عین حال که برای ماشین خوانا هستن از استانداردها هم پیروی کنن.

Protocol Binding

Protocol Binding به پروتکل‌هایی اطلاق می‌شه که دستگاه‌های IoT به کمک اون با هم ارتباط برقرار می‌کنن. W3C سعی می‌کنه رابط‌های استانداردی ایجاد کنه تا به کمک Binding Templates با این پروتکل‌ها تعامل برقرار کنه. Thing Descrptionهای منحصر به‌فرد به کمک Binding Templateها می‌تونن از پروتکل‌های مختلف ارتباطی تقلید کنن و با اونا تعامل برقرار کنن.

Scripting API

Scripting API یک زبان برنامه‌نویسی متدوال برای اتصال اشیاء در IoT ارائه می‌ده. این API به شکل Jason API است. به عبارت دیگه، برای اینکه دستگاه‌ها بخشی از WoT باشن نیازی نیست از Scripting API استفاده کنن اما، رایجه که قابلیت حمل نرم‌افزار (application portability) در سراسر پلتفرم تسهیل بشه.

 Security and Privacy Guidelines

احتمالاً دستورالعمل‌های امنیتی و حریم خصوصی (Security and Privacy Guidelines) مهم‌ترین جزء WoT هستن. اینترنت اشیا هم مثل اینترنت هیچ دستورالعمل خاصی برای حفاظت از نرم‌افزارها نداره. در دوره‌ای که حملات سایبری و امنیت الکترونیکی شخصی نوعی تهدید به حساب میان، تأمین امنیت داده‌ها مهم‌تر از هر زمان‌ دیگه‌ای ست.

این موضوع به ویژه زمانی اهمیت پیدا می‌کنه که دستگاه‌ها به اینترنت وصل می‌شن. این دستگاه‌ها می‌تونن مستقیماً به نرم‌افزارهای خانگی، اداری و پزشکی متصل بشن. برای همین W3C دستورالعمل‌های امنیتی و حریم خصوصی ارائه داده تا توسعه‌دهندگان بر مبنای اونا رویه‌های امنیتی استاندارد رو در دستگاه‌های متصل به اینترنت اجرا کنن.

معماری WoT خیلی پیچیده است اما بر مبنای همین مفاهیم پایه استوار شده. این چهار مورد پایه و اساس WoT رو تشکیل می‎دن.

نرم‌افزارها و موارد کاربرد وب اشیا (WoT)

با توجه به اینکه در حال حاضر از اینترنت اشیاء به طور گسترده استفاده می‌شه، ممکنه برای بعضی‌ها سؤال پیش بیاد که آیا لازمه از این لایۀ جدید در دنیای واقعی استفاده بشه یا نه. در واقع، WoT کاربردهای زیادی در حوزۀ تجاری، صنعتی و منازل مسکونی داره.

خیلی از افراد از طریق فن‌آوری‌های خانۀ هوشمند با WoT تعامل دارن. خانۀ هوشمند به دستگاه‌های مختلفی متکی است که به طور مستقیم یا در فضای ابری با هم ارتباط برقرار می‌کنن. صاحب‌خانه‌ها باید به ترموستات، درب‌ها، دوربین‌های امنیتی و حتی سیستم‌های تشخیص حریق دسترسی داشته باشند. WoT این تضمین رو به صاحب‌خانه‌ها می‌ده که تمامی دستگاه‌ها در هنگام کار با یکدیگر به یک «زبان مشترک» با هم ارتباط برقرار می‌کنن.

تأسیسات تولیدی مجهز به WoT، کارخانه‌های هوشمند می‌تونن از ماشین‌آلات متصل به اینترنت استفاده کنن و از مزایای اون بهره‌مند بشن. چنین ماشین‌آلاتی مسیر رو برای نظارت از راه دور و تولید خودکار هموار می‌کنن. نظارت از راه دور می‌تونه به ما تضمین بده فضای کارخانه ایمن است. به عبارت دیگه، این قابلیت حُکم دوربین‌‌های امنیتی و دستگاه‌های تخشیص حریق رو داره که امنیت ساکنان خانه رو تأمین می‌کنن.

اینترنت استاندارد اشیای متصل (standardized Internet of connected Things) قابلیت‌های بی‌شماری داره. حوزه‌های شهری، کشاورزی، لجستیک، ساخت‌ و ساز و حمل و نقل می‌تونن از مزایایی پیشرفت‌هایی که در زمینۀ دستگاه‌های هوشمند حاصل می‌شه بهره‌مند شن. این صنایع اغلب نقاط مشترکی با هم دارن و به همین دلیل لازمه دستگاه‌هاشون با کسب‌وکارهای دیگه متصل بشن تا عملیات زنجیره تأمین به خوبی پیش برن. WoT این تضمین رو به ما می‌ده که دستگاه‌ها می‌تونن به صورت یکپارچه – نه تنها در یک صنعت بلکه در چندین صنعت- با همدیگه ارتباط برقرار کنن.

چالش‌های WoT

هرچند WoT به دنبال رفع مشکلات حوزۀ IoT است اما مشکلات خودش رو داره. هیچ فن‌آوری بی عیب و نقص نیست و در کنار تمامی مزایایش، معایبی هم داره. WoT هم از این قاعده مستثنی نیست. در ادامه مهمترین اونهارو بررسی می‌کنیم:

امنیت و حریم خصوصی

اصلی‌ترین نگرانی در مورد WoT بحث امنیت و حریم خصوصی است. همون‌جوری که قبلاً هم گفتیم، با توجه به آسیب‌پذیری‌های وب اپلیکیشن، اگر چیزی رو در اینترنت قرار می‌دیم باید انتظار از دست دادنش رو هم داشته باشیم. این ریسک زمانی جدی‌تر می‌شه که با دنیای واقعی پیوند داشته باشه. دستورالعمل‌های امنیتی و حریم خصوصی W3C بهترین روش برای کاهش این نوع ریسک‌ها هستن. با این حال، این دستورالعمل‌ها عمومی هستن و احتمال اینکه هکرها بتونن ایراداتی (loophole) در اونا پیدا کنن وجود داره. در ضمن، وقتی تعداد زیادی دستگاه از استانداردهای مشابه پیروی می‌کنن، هر ضعفی که در اون استاندارد وجود داشته باشه، تمامی دستگاه‌ها رو در معرض ریسک‌ قرار می‌ده.

میزان مصرف انرژی

علاوه بر ریسک‌های امنیتی، مصرف انرژی دستگاه‌های WoT زیاده. در خانه یا کسب‌وکاری که به طور کامل به WoT متصل است دستگاه‌های زیادی به طور شبانه‌روزی باید به برق وصل باشن. این دستگاه‌ها حتماً باید به صورت شبانه‌روزی به برق وصل باشن تا وقتی که بهشون نیاز داریم فعال بشن. البته، با مشخص کردن ساعات اوج مصرف برق که دستگاه باید فعال باشه می‌تونیم مصرف انرژی رو کاهش بدیم. هرچند این فقط شامل موارد خاصی مثل سیستم‌های ایمنی و امنیتی می‌شه.

دسترسی پیوسته

لزوم دسترسی پیوسته یکی دیگه از نقاط ضعف WoT ست. حملات DoS باعث می‌شن دستگاه‌ها، حتی اگر همیشه به برق وصل باشن، از کار بیفتن. در حملات DoS، هکرها به طور مداوم سیگنال‌هایی به یک دستگاه می‌فرستن تا منابعش رو از دسترس خارج کنن و اینجوری مانع پردازش درخواست‌های معتبر می‌شن. این نوع حملات می‌تونن مانع دسترسی کاربران به دستگاه‌هاشون بشن و حتی تا زمانی‌که هکرها منابع لازم برای ارسال درخواست رو در اختیار داشته باشن، دستگاه رو از کار بیندازن.

خوشبختانه از اونجایی که WoT یک استاندارد عمومی حساب میاد، بصورت مداوم توسط متخصصان این حوزه بروز رسانی میشه. به همین دلیل، نگرانی در مورد موارد امنیتی و کاستی‌های اون در طول زمان و با بهبود WoT رفع می‌شن.

آینده وب اشیا (WoT)

 IoT ذهنیت افراد رو در مورد دستگاه‌هایی که می‌تونن به اینترنت وصل بشن رو به طور کل تغییر داد. الان دیگه همه می‌دونن غیر از کامپیوترها،  دستگاه‌های دیگه‌ای هم وجود داره که می‌تونن به وب وصل بشن. در حال حاضر، به لطف اینترنت می‌تونیم تمامی دستگاه‌ها، لوازم و ابزارها رو به نحوی برنامه‌نویسی کنیم که بتونن کارایی‌شون رو ارتقاء بدن. با ظهور WoT این حوزه شاهد تحولات بیشتری هم بوده.

قابلیت‌های رو به رشد دستگاه‌های هوشمند منجر به پذیرش گسترده اونا می‌شه و به همین دلیل نیاز به برقراری ارتباط استاندارد میان دستگاه‌ها هم افزایش پیدا می‌کنه. نیاز به برقراری ارتباط استاندارد میان دستگاه‌ها فروکش نکرده چون هر روزه تعداد بیشتری دستگاه‌ به اینترنت وصل می‌شن. WoT تلاش می‌کنه دستگاه‌های هوشمند رو در مسیری قرار بده که پروتکل‌های اتصال هماهنگ و یکدست بشن.

شاید اسم Matter جدیدترین پروتکلی که تلاش می‌کنه ارتباط بین چند تا دستگاه هوشمند رو تسهیل کنه، شنیده باشین. این استاندارد به WoT کمک می‌کنه تا به یکی از ترندهای رایج در فن‌آوری وب تبدیل بشه.

هرچه تعداد بیشتری از توسعه‌دهندگان دستگاه‌ها از معماری WoT استفاده می‌کنن، قابلیت این دستگاه‌ها بیشتر می‌شه. دستگاه‌ها دیگه به شرکت‌های ارائه‌دهنده (تولیدکننده‌ها) وابسته و محدود نیستن و بدین ترتیب، منجر به نوآوری و رقابت میان تولید‌کنندگان مختلف می‌شن. همین موضوع به تنهایی باعث می‌شه هوشمندسازی خانه‌ها، کسب‌وکارها، کارخانه‌ها و شهرها به نحوی کارآمد و با قیمتی مناسب ادامه پیدا کنه.