Was ist das Internet der Dinge (IoT)?

Die Vernetzung der Welt nimmt stetig zu – nicht nur zwischen Menschen, sondern auch zwischen Objekten, Geräten und Maschinen. Diese werden überdies immer kommunikativer. Ihr Kühlschrank kann Sie zum Milchkauf auffordern, Ihr Auto plant möglicherweise seine Generalüberholung selbst, und Ihre Smartwatch erkennt, wenn Sie eine Trainingseinheit ausgelassen haben. Zunehmend befinden wir uns im Internet der Dinge (IoT), einem weitläufigen „Universum“ vernetzter Geräte, die in ständigem Datenaustausch miteinander und mit uns stehen. Dies verspricht, unseren Alltag smarter und effizienter zu machen, aber – unter uns gesagt: Es hat einen leicht befremdlichen Beigeschmack. Wie funktioniert das IoT, und warum sollten Sie sich damit befassen? Öffnen wir die Tür und begeben wir uns hinein (und halten wir Ausschau nach „sprechenden Haarbürsten“). 

 

Was ist das Internet der Dinge?

Vergessen Sie den Film „Zurück in die Zukunft“. Kommuniziert die Welt jetzt mit uns? In gewisser Weise, ja. Grundsätzlich bezeichnet das Internet der Dinge – oder IoT – das Phänomen, dass Alltagsgeräte durch die Vernetzung mit dem Internet und die Kommunikation miteinander „smart“ werden. Das Spektrum umfasst vernetzte Haushaltsgeräte – z. B. Thermostate, die sich Ihrem Tagesrhythmus anpassen – bis hin zu Wearables, die Ihren Herzschlag und weitere Vitalparameter verfolgen. Allerdings reicht der Einfluss des Internets der Dinge weit über unsere Haushalte hinaus. Es kann ganze Branchen revolutionieren, mit unterschiedlichsten Anwendungsfällen – von intelligenten Herzschrittmachern im Gesundheitswesen über automatisierte Bewässerungssysteme in der Landwirtschaft bis hin zu Smart-City-Konzepten durch intelligentes Verkehrs- und Abfallmanagement sowie optimierte Energienutzung. Diese schöne neue Welt ist ein freundlicher Ort: Alle Objekte, die über Sensoren, Kommunikationsmittel und Datenverarbeitungsfähigkeiten verfügen, können im IoT-Ökosystem „eingebürgert“ werden. Und die Expansion schreitet schnell voran, da Firmen im Wettlauf stehen, alle Arten von Artikeln mit Sensoren und Internetanschluss auszustatten, was sowohl faszinierende wie auch seltsame Kreationen hervorbringt. Spannend und innovativ oder befremdlich und albern? Vermutlich alles zugleich – aber entscheiden Sie selbst.

Da ist zum Beispiel der Baby-Strampler, der den Eltern Echtzeit-Informationen zu Atmung, Herzschlag, Schlafverhalten und Körpertemperatur des Säuglings gibt. Da ist der intelligente Eier-Assistent, der anhand von LED-Technik ermittelt, welche Eier in Ihrem smarten Kühlschrank demnächst das Mindesthaltbarkeitsdatum erreichen. Nicht zu vergessen die intelligente Haarbürste, die Bürstmuster analysiert und mittels eines Mikrofons brechendes Haar ermitteln kann. Und sollten Sie das Ganze für Quatsch halten, könnte Ihnen eventuell der innovative Mülleimer zusagen, der aufzeichnet, was Sie wegwerfen, sodass Sie wissen, was Sie nachkaufen müssen.

Ein kurzer Überblick über alles (was mit IoT zu tun hat)

So futuristisch die Idee auch erscheinen mag, die Kommunikation zwischen Maschinen ist nicht neu – Machine-to-Machine-Systeme (M2M) gibt es bereits seit mehr als einem Jahrhundert. Denken Sie an die ersten Datenübertragungssysteme, die von der russischen Armee im Jahr 1845 genutzt wurden, oder an die GSM-Datenverbindungen bei Siemens-Handys aus dem Jahr 1995. Das Internet der Dinge entstand nicht von heute auf morgen. Es ist vielmehr das Produkt einer geplanten Evolution verschiedener technologischer Entwicklungen. Der Begriff „IoT“ wurde erst 1999 geprägt, obwohl bereits Anfang der 80er Jahre ein kommunikativer Coca-Cola-Automat an der Carnegie Mellon University in den USA die Kriterien für das erste smarte Gerät erfüllte. Programmierer vor Ort konnten über das Internet eine Verbindung zum Gerät herstellen, um zu überprüfen, ob ein Getränk verfügbar (und kalt) war, bevor sie zum Automaten gingen.

Kevin Ashton, Executive Director der Auto-ID Labs am MIT, gilt als Gründervater des IoT. Als Erster beschrieb er das Prinzip und prägte den Begriff im Rahmen einer Präsentation bei Procter & Gamble. Seither hat sich die Definition weiterentwickelt, doch hier ist ein Auszug aus seiner Vision: „Stünden uns Computer zur Verfügung, die selbstständig alle notwendigen Daten erfassen und über umfassendes Wissen verfügten, könnten wir alles nachverfolgen und erfassen sowie Verschwendung, Verluste und Kosten signifikant senken. Wir hätten Kenntnis darüber, wann Teile ausgetauscht, repariert oder zurückgerufen werden müssten und wüssten, in welchem Zustand sie sind.“ 

Ashton vertrat die Ansicht, dass Radio Frequency Identification (RFID) eine Voraussetzung für das Internet der Dinge darstellte. Ihm ging es in diesem Zusammenhang jedoch insbesondere um eine Form der Bestandsverwaltung, bei der Geräte mittels Technologien wie digitalen Wasserzeichen, Barcodes und QR-Codes markiert werden. Plötzlich interessierten sich Walmart und das US-Verteidigungsministerium für dieses Konzept: Zwischen 2002 und 2003 implementierten sie als erste Konzerne Ashtons Konzept zur Bestandsverfolgung durch Tagging, RFID und das Internet der Dinge. Im Jahr 2011 läutete das erste Smart-Gerät – wortwörtlich – an unserer Haustür, und das IoT in den eigenen vier Wänden war geboren. Die Ring-Türklingel, ursprünglich DoorBot genannt, lässt sich per Smartphone vernetzen und informiert Sie, wenn die Klingel betätigt wird. Technologieriesen wie Apple und Microsoft erkannten die Zeichen der Zeit und verfolgten die Idee mit Nachdruck: Plötzlich gab es intelligente Thermostate, Beleuchtungssysteme und vieles mehr. Die Zukunft des IoT versprach tatsächlich große Fortschritte.

2012 etablierte sich Cloud Computing flächendeckend und lieferte dem IoT die erforderliche Infrastruktur zur Speicherung, Verarbeitung und Analyse der immensen Datenmengen, die vernetzte Geräte produzieren. Nichts schien seinen Aufstieg aufhalten zu können … bis dem Internet plötzlich die IP-Adressen auszugehen drohten. Erfreulicherweise folgte dann IPv6, das der Welt eine quasi unerschöpfliche Menge an Internetadressen bereitstellte (genauer gesagt 340 Undezillionen) und die Grenzen des IoT nahezu unbegrenzt erweiterte. Steve Leibson vom Computer History Museum versuchte, die außergewöhnlichen neuen Zahlen zu erklären, mit denen normale Menschen plötzlich konfrontiert waren: „Eine IPv6-Adresse könnte jedem ATOM AUF DER ERDOBERFLÄCHE zugewiesen werden, und es blieben immer noch genügend Adressen übrig, um dasselbe mit weiteren 100+ erdähnlichen Planeten zu tun.“

Das IoT entwickelte immer höhere Ambitionen und konzentrierte sich auf die Transformation ganzer städtischer Infrastrukturen. Die Schweiz führte ein Pilotprogramm namens Smart City Switzerland ein, das neue Wissenschaftspartnerschaften und Innovationen hervorbrachte. Von intelligenten Gebäuden bis zu intelligenter Parkraumbewirtschaftung, öffentlicher Beleuchtung und Transport – in einer vernetzten Stadt mit aller Arten von Sensoren verspricht alles effizienter zu werden. Drahtlose Technologien, flächendeckendes und schnelles Internet sowie die kostengünstigere Fertigung machen die neueste Evolution der Machine-to-Machine-Kommunikation immer leichter zugänglich. Und die Entwicklung schreitet in gleichbleibendem Tempo voran. Auch Häuser, Gesellschaften und Industriezweige dürfte das IoT künftig revolutionieren – wahrscheinlich auf eine Art und Weise, die wir uns (bislang) noch gar nicht vorstellen können.

Wie funktioniert das IoT?

Vereinfacht ausgedrückt folgt das IoT einem strukturierten Prozess. IoT-Geräte verfügen über spezifische Hardware (in der Regel Sensoren), die Daten aus der Umgebung sammelt und erfasst. Die Daten werden dann über Internet, Bluetooth und WLAN an Cloud-Plattformen übermittelt, dort gespeichert und von Software analysiert, bevor sie den Benutzern durch eine App oder Website bereitgestellt werden. Als IoT-Plattform bezeichnet man die Software, die für die Vernetzung aller Bestandteile eines IoT-Systems sorgt. Weltweit gibt es Hunderte dieser Plattformen (auch von führenden Technologieunternehmen wie IBM, Amazon, Oracle und Microsoft).

Diese Informationen stellen dem Gerät oder Benutzer praktisch anwendbare Erkenntnisse zur Verfügung. Sie sind gerade nicht zu Hause? Ihr intelligentes Thermostat kann die Heizung niedriger einstellen. Eine Tüte Chips gefällig? Intelligente Automaten überwachen autonom ihren Bestand und signalisieren, wenn Nachschub erforderlich ist. Dabei geht es nicht allein um Komfort und Annehmlichkeit – Maschinen, die Daten zurückmelden, können für unsere Sicherheit unerlässlich sein. Erinnern Sie sich an die Kernkraftanlage, in der der vom Pech verfolgte Homer Simpson arbeitet? Wie stark könnte die Sicherheit verbessert werden durch Maschinen, die bei Reparaturbedarf automatisch das Wartungspersonal informieren? Das IoT beruht im Kern auf einem kontinuierlichen Prozess aus Sensorerfassung, Datensammlung, Übertragung, Verarbeitung und entsprechender Reaktion. Diese vernetzten Geräte benötigen kaum menschliches Zutun, um ihre Aufgaben zur Optimierung unseres Alltags zu erfüllen. Zudem lassen sie sich remote steuern. Kevin Ashton wäre stolz („selbstständig alle notwendigen Daten erfassen“).

Beachten Sie, dass fast jeder Gegenstand oder jedes Gerät „intelligent“ werden kann, sofern die Möglichkeit besteht, eine Verbindung zum Internet aufzubauen und über die Cloud mit anderen Geräten zu kommunizieren. Mit der Integration eines Sensors in eine Waschmaschine, einen Kühlschrank oder sogar einen Haartrockner kann das Gerät in die IoT-„Familie“ eingebunden werden. Besondere Kenntnisse oder Fertigkeiten sind nicht erforderlich. 

Weshalb lässt sich das Internet der Dinge mit einem Nervensystem vergleichen?

Beim Begriff „IoT“ denken Sie vielleicht an riesige Energiestränge, die über Displays und um den gesamten Globus herum jagen. Halten Sie diesen Gedanken fest. Folgende Analogie kann zur Veranschaulichung dienen: So wie Ihr Gehirn über Nerven Signale an Hände, Füße und Organe sendet, verbindet das Internet der Dinge (IoT) über Netzwerke Smart-Geräte miteinander. In diesem Sinne funktioniert das Internet der Dinge so ähnlich wie das menschliche Nervensystem – es vernetzt verschiedene Elemente eines komplexeren Systems und ermöglicht deren Kommunikation und Reaktion auf Informationen in Echtzeit.

Wenn Sie beispielsweise etwas Heißes berühren, leiten Ihre Nerven sofort die Information an Ihr Gehirn weiter, und Ihre Hand zieht sich zurück. Wenn ein intelligenter Rauchmelder Feuer registriert, löst er nicht nur einen Alarm aus und informiert Ihr Smartphone, sondern veranlasst auch das intelligente Sprinklersystem, unverzüglich tätig zu werden.

Apropos Sensoren: Der Standort ist entscheidend. Stellen Sie sich vor, Ihre Geschmacksknospen wären in Ihrem Ellenbogen. Nichts würde mehr gut schmecken. Analog dazu benötigen auch IoT-Geräte einfachen Zugriff auf die Daten, die sie sammeln sollen. Sie bieten keine Hilfe, wenn sie in die falsche Richtung ausgerichtet sind, an der falschen Stelle platziert sind (oder nicht korrekt funktionieren). Genau wie beim Nervensystem ist die Übertragungsqualität das A und O. Ein defektes Babyphone ist niemandem eine Hilfe – genauso wenig wie taube Zehen.

Welche Technologien stehen hinter dem Internet der Dinge?

Schauen wir uns die zentralen Technologien an, die gemeinsam IoT-Ökosysteme ermöglichen:

Ein behagliches smartes Zuhause: Wie könnte das IoT aussehen?

Die Bedeutung, die intelligente Geräte auf unser Leben haben könnten, lässt sich nur schwer erfassen. Was bedeutet es wirklich, in einem komplett vernetzten Smart Home zu leben – der Inbegriff häuslichen Wohlbefindens oder technologische Innovation, die zu weit geht? Das liegt bei Ihnen.

Anstelle eines schrillen Weckers könnte ein Smart-Home-System sanft Ihre Jalousien öffnen, nach und nach die Beleuchtung einschalten und die Zimmertemperatur erhöhen. Möglicherweise spielt es sogar Ihre Lieblingsplaylist ab. Mit Ihrer intelligenten Matratze könnten Sie vielleicht besser schlafen, da sie nicht nur Ihre Schlafqualität und -phasen misst, sondern auch während des Schlafes Ihre Körpertemperatur zu regulieren hilft. Und wenn Sie dann wach sind (und sich hoffentlich ausgeruht und tatkräftig fühlen), ist es Zeit für Ihre vorgewärmte Dusche und den automatisch zubereiteten Kaffee. Ihre Kaffeemaschine könnte mit einem Bewegungssensor ausgerüstet sein, der registriert, wenn Sie noch schlaftrunken in die Küche stolpern. Während Sie Ihr Frühstück genießen, informiert Sie Ihr virtueller Assistent über das Wetter, die Verkehrslage, aktuelle Nachrichten und Ihre anstehenden Aufgaben.

Wenn Sie am Abend nach Hause kommen, empfängt Sie Ihr Zuhause bereits mit der idealen Raumtemperatur, optimaler Beleuchtung und passenden Unterhaltungsangeboten. Sie könnten sogar Anweisungen programmieren, wie etwa das Vorwärmen des Ofens für die Pizza, die Sie über einen automatischen Essenslieferservice bestellt haben.

Welche Vorteile bietet das Internet der Dinge?

Richten wir den Blick wieder auf die Welt außerhalb Ihrer vier Wände. Die Vorteile einer intelligenten, vernetzten Welt erstrecken sich über zahlreiche Branchen und Organisationen und erreichen täglich unzählige Menschen. Das Internet der Dinge bietet folgende Möglichkeiten: 

Welche Risiken sind mit dem Internet der Dinge verbunden?

Hat Ihr Toaster es auf Sie abgesehen? Gibt Ihre Waschmaschine Ihre persönlichen Daten preis? Die Möglichkeiten und Anwendungsgebiete erscheinen unbegrenzt. Das IoT bringt aber durchaus Risiken mit sich. Eine smarte Welt bietet zwar unbestreitbare Vorteile, kann Sie jedoch bei schwachen Sicherheitsmaßnahmen für Online-Bedrohungen und Cyberkriminelle verwundbar machen. Mit einem unsicheren Passwort oder einem versäumten Software-Update riskieren Sie, dass Ihr Babyphone plötzlich ins Internet sendet oder Ihre Smart-Türklingel unerwünschten Besuchern den Zugang zu Ihrem Zuhause ermöglicht. Was kann also schief gehen und warum?   

Sicherheitsrisiken: Eine offene Tür für Hacker

Bei einigen IoT-Geräten stehen Konnektivität und Komfort im Vordergrund – robuste Sicherheitsmechanismen werden dabei häufig eingespart. Die meisten von uns führen regelmäßig Updates für unsere Computer und Smartphones durch (Sie etwa nicht? Fangen Sie jetzt damit an, und achten Sie darauf, Ihre Treiber zu aktualisieren). Und denken Sie auch an oft vergessene Geräte wie intelligente Kühlschränke. Diese sind häufig mit unzureichender und veralteter Sicherheit ausgestattet und stellen so ein einfaches Ziel für Cyberkriminelle dar. Haben Sie jemals die werksseitigen Zugangsdaten auf einem Gerät nicht geändert? Dann sollten Sie das jetzt sofort tun. Wie verhält es sich mit dem Alter Ihrer Geräte? Gut möglich, dass Sie Ihre Küchengeräte 10 Jahre oder länger verwenden. Sichert der Hersteller Ihren Kühlschrank über diesen gesamten Zeitraum mit regelmäßigen Updates gegen die neuesten Bedrohungen ab?

Hacker, die Sicherheitslücken ausnutzen, können Geräte übernehmen und unsere persönlichen Daten stehlen, was zu Identitätsdiebstahl führen kann. IoT-Systeme sind besonders anfällig für Man-in-the-Middle-Angriffe (MitM), bei denen Angreifer Daten während der Übertragung vom Gerät zum Empfänger abfangen und manipulieren. Cyberkriminelle könnten sogar großangelegte Denial-of-Service-Angriffe (DDoS) gegen andere Systeme durchführen. Dadurch werden harmlose IoT-Geräte zu Waffen, die sich gegen andere Netzwerke richten lassen. Gehört Ihr Wasserkocher möglicherweise zu einer Armee von Botnets, die Ihre Firma lahmlegen könnten?

Datenschutzrisiken: Wer schaut zu und hört mit?

IoT-Geräte stellen zudem ein erhebliches Datenschutzrisiko dar, da sie eine Vielzahl von Benutzerdaten erfassen – von täglichen Gewohnheiten und Aufnahmen von Heimschutzanlagen bis hin zu persönlichen Gesundheitsdaten. Diese Informationen werden auf Cloud-Servern gespeichert, die nicht immun gegen Datenschutzverletzungen und unbefugten Zugriff sind. So gewährleisten Sie den Schutz Ihrer Daten in der Cloud. Verschiedene IoT-Hersteller verkaufen Benutzerdaten an Dritte, was gezielte Werbung und die Nachverfolgung des Nutzerverhaltens zur Folge hat. Man kann kaum mit Gewissheit sagen, wer tatsächlich Zugang zu Ihren Daten hat und wie diese eingesetzt werden.

Von Automobilen bis zu kardiologischen Überwachungsgeräten – nichts liegt komplett außerhalb der Reichweite von Online-Gefahren. Falls Sie immer noch unbekümmert sind, sehen Sie sich diese Liste der schlimmsten Beispiele von IoT-Hacking an.

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Der Schutz Ihres IoT-Netzwerks und aller verbundenen Geräte ist von größter Bedeutung: Eine ungesicherte Online-Verbindung gleicht einer weit geöffneten Tür oder einem offenen Fenster an Ihrem Zuhause. Erwägen Sie eine Lösung, die mehrere Tools bietet: Avira Free Security kombiniert Virenschutz, einen Passwort-Manager, einen Software-Updater, ein VPN zur Datenverschlüsselung und vieles mehr. Schützen Sie all Ihre Geräte mit Free Security für Windows, der Sicherheitslösung für Mac, der Sicherheits-App für iOS-Geräte oder der Antivirus-App für Android-Smartphones und -Tablets.

 

Das IoT ist längst nicht mehr nur ein Konzept aus dystopischen Romanen, sondern umgibt uns längst im Alltag. Vom vernetzten Zuhause über selbstregulierende Produktionsanlagen bis hin zu ganzen Smart Cities – das Internet der Dinge ist in unserem Alltag angekommen. Und mit dem Fortschritt der Technologie wird sie ein noch engmaschigeres Netzwerk knüpfen und unverzichtbar werden. Es geht nicht darum, ob Sie IoT einsetzen werden, sondern vielmehr darum, wie umfassend die Technologie Ihren Alltag optimieren und regulieren wird. Sie werden in Zukunft mit Ihrem Kühlschrank kommunizieren.

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