近年來「邊緣運算」的資安相關技術逐漸被重視，而如何保護遠端邊緣設備，避免受物理性入侵攻擊，以及保護邊緣設備安全更被積極的討論。

根據市場研究機構DataBridge的預測，全球運緣運算市場規模到2027年將達到386.5億美元，年複合成長率為12.5%。另一市調機構Gartner也預測，到2025年，大約有75%的企業所產生的數據，將在傳統數據中心或雲端之外建立和處理。

不過，基於如此快速成長的市場背景下，DataBridge卻發出了擔憂地警告，在未來的邊緣運算應用中，駭客和網路安全將會是市場發展的一個挑戰與隱憂。

圖1 : DataBridge預測到2028年將達到386.5億美元。（source：DataBridge；智動化整理）

因此，近年來「邊緣運算」的資安相關技術逐漸被重視，而如何保護遠端邊緣設備，避免受物理性入侵攻擊，以及保護邊緣設備安全更被積極的討論。

例如，工廠中使用的工業製程控制系統，就是無法承受通訊過程中的任何突發問題，即使是最輕微的延遲狀況，更何況來自外界的惡意連續攻擊。如果工廠的其中一個設備內壓力突然異常升高，就必須立即打開安全閥來洩壓。而這個閥門的控制卻是由遠端所控制的，一旦出現通訊延遲。可能會引起大規模工安事故；反之，如果在工廠內的裝設有「邊緣運算控制系統」，而透過這個系統做出正確的決定，就可以防止事故發生。

因此，全球的自動化工程師正積極設法將各種智慧運算模組或系統，置入現場的控制設備中。同時，還可以將邊緣設備資料庫中所儲存的數據，進行分析處理，做為下次異常現象發生時，做出正確判斷處理的參數，以及提高下一代邊緣設備的性能。

面對自外部惡意攻擊的防範

如上述，可以初步了解邊緣運算機制對於工廠生產設備控制的優點與便利性。但我們也知道，伴隨著便利而來的，是高度風險性。

來自外部惡意攻擊將會影響邊緣運算的安全性，包括了橫向攻擊、帳戶盜竊、權利盜竊、DDoS攻擊、數據盜竊等。這也就是護邊緣成為必須要做的事情，不僅會出現上述的危機，對於邊緣設備的部署安全可靠性，構成了根本性挑戰 （圖2）。

圖2 : 邊緣運算中的安全和隱私攻擊。（Source：ResearchGate；智動化整理）

物聯網邊緣運算設備的一個主要問題是，可能被用作網絡攻擊的入口點，允許惡意軟體從某個邊緣運算單位弱點入侵，進而感染和攻擊整個網絡。雖然這是一個真正的風險，但從邊緣運算架構的分散式特性來說，使得實施安全協議變得更加容易，因為這些協議可以在不關閉整個網絡的情況下，關閉受攻擊的節點。

由於邊緣運算架構是在本地設備上處理更多數據，而不是將資料傳回中央數據中心，因此邊緣運算還可瞬間減少中央數據中心實際面臨風險的數據量。而在傳輸過程中被截獲的數據較少，即使某個邊緣運算設備被攻破，它也只限於本地設備和本地收集的數據，而不是整個中央服務器被攻破，而導致整個資料庫被暴露。

邊緣運算架構的風險關鍵

一般來說，只要有效的安全防護能夠涵蓋整個網絡，邊緣運算就被認為是一種安全的運算架構。但是邊緣運算仍舊存在4個關鍵安全風險。

惡意硬體/軟體入侵

邊緣安全漏洞可以讓惡意者輕易入侵網絡核心。這樣的風險經常存在於，邊緣設備在進行徹底測試之前，就匆忙推向市場，或者在沒有充分了解安全風險的情況下採用該技術。

這樣的情況，都可以讓入侵者透過多種方式容易地入侵，包括：

1. 將惡意節點插入邊緣網絡，並為其分配與現有節點相同的ID；

2. 置入一個偽造的邊緣運算節點，讓該節點看起來和功能與其他節點一樣；

3. 利用硬體木馬置入能讓入侵者能控制一個節點的電路，從而控制其資料和軟體；

4. 通過探索漏洞來監控網絡，並從網絡內部竊取數據；5. 使用節點撤銷協議，使網絡中的其他節點合法化（圖3）。

圖3 : 入侵者大量複製M1後形成新節點C1，並部署在邊緣運算系統的不同位置。（source：ResearchGate；智動化整理）

物理性篡改和攻擊

比起軟體方式入侵，在邊緣運算架構中，設備的物理性篡改風險更高，這取決於位置和物理保護級別。就其本質而言，可以透過將運算資源放置在更靠近數據源的位置，來獲得更大的攻擊面。因此，在同一地方安裝更多的設備，可使得物理攻擊更容易執行。

一旦獲得物理的登入權限，攻擊者就可以進行包括：獲取有價值和敏感的加密數據、篡改節點電路、更改或修改節點軟體和操作系統，以及從字面上損壞或破壞邊緣節點，進而損害整個網絡的運作。

路由訊息攻擊

另一個需要注意的邊緣運算安全風險是所謂的「路由訊息攻擊」，或簡稱為「路由攻擊」，通常是發生在邊緣網絡的通訊級別。從本質上講，路由攻擊會干擾數據在網絡內的傳輸能力，進而影響傳輸量、延遲和數據路徑。

分散式拒絕服務攻擊

分散式拒絕服務（DDoS）攻擊，指的是現有網絡資源，被來自網絡內其他受損資源的流量所淹沒。到目前為止，在邊緣運算設備上3種著名的DDoS 攻擊，分別是：

中斷攻擊：DDoS攻擊導致節點完全停止運行。

睡眠剝奪（Sleep deprivation）攻擊：入侵者利用合法請求來淹沒節點，使節點無法進入省電狀態，達到了增加功耗的目的。

電池耗盡攻擊：電池耗盡攻擊或彈幕攻擊（Barrage attack）可透過持續重新執行耗能要求高的程式，或應用來消耗某些節點或感測器的電池壽命，達到運作中斷的目的。

圖4 : 透過SDN和NFV來緩解DDoS攻擊。（source：IEEE；智動化整理）

5G下MEC可能更容易被竊聽和攔截

隨著5G的採用，需要建設更多基地台來增加網絡容量，如果這些基地台部署在不安全和/或使用共享後傳網路（Shared backhaul)）的位置，會使得多存取邊緣運算（Multi-access Edge Computing；MEC）的雲端節點非常容易受到MIM （Man in the Middle）攻擊、竊聽和攔截。

為了解決行動傳輸網絡的安全挑戰，3GPP標準機構通過3GPP 33.210和3GPP 33.310規範，引入了安全閘道的概念。透過安全閘道（SecGW）提供基地台和核心網路之間的相互認證以進行存取控制，此外，IPsec功能也將提供機密性和完整性保護。雖然用這種新架構，IP連接可以在邊緣雲端位置終止，但這也意味著這些節點很容易受到來自公共互聯網SGi/N6介面的欺騙、竊聽和其他攻擊。

雖然可以採用常規和眾所周知的安全措來保護EPC，例如CGNAT、狀態防火牆和DDoS保護。但因為MEC邊緣雲端的本質上是分散式核心網絡，這與集中式核心相比，每個核心網絡的流量要小得多。另一方面，託管的MEC邊緣雲端的設施，比起典型的數據中心也小得多，這意味著空間有限。因此，期望利用導入大型物理設備來增加安全性就變得相當困難。

另外，雖然MEC 提供了一個新的生態系統和價值鏈，服務業者可以向授權的第三方開放其無線存取網絡（RAN）邊緣，得以靈活、快速地向行動用戶、企業和垂直細分市場部署應用和服務。但在與某些VNF相同的物理平台上執行第三方MEC應用程序時，卻可不受行動服務業者的控制，這可能會耗盡網絡功能所需的資源，甚至還存在一些設計不良的應用程式，來提供入侵者進行攻擊的機會，並滲透到分散式數據中心，而影響平台上所執行的網絡功能。

為了避免這樣的風險，可以利用MEC邊緣雲端中實施微分割。透過微分割可以確保不同應用程式和服務之間的隔離，減輕相鄰干擾（Noisy neighbor）問題。同時還可建立包含惡意軟體的邊界，例如，假設如果這些惡意軟體來自某些應用程式時，就可以透過微分割的隔離，而不影響其他終端或VNF。

結語

邊緣運算與傳統形式的網絡架構相比具有多項優勢，並為企業提供了許多優點，面對不同的產業應用，邊緣運算設備可以扮演成任何形態，從遠端位置的微型數據中心，到需要快速本地處理的感測器、安全監控攝影機、收銀機和路由器，作為龐大的物聯網設備網絡的一部分。

通常這些邊緣設備的設計，優先考慮的是功能性和連接性而不是安全性。因此許多設備都缺乏用戶介面（UI），這給IT人員帶來了額外的挑戰。而且由於這些設備產品通常很小，且相當容易出現物理暴露，因此位於網絡邊緣的節點設備也有被盜入的風險，形成資安風險，因為部署數百個邊緣運算設備為DDoS攻擊和其他安全漏洞創造了數百個潛在的入口點，這意味著IT不再具有集中控制甚至完全可見性。隨著攻擊面的擴大，保護儲存在邊緣設備中，或通過邊緣設備行動的數據，這對CISO和CTO來說，在可預見的未來將會是一項重大的安全挑戰。