Обновление по воздуху
Обновление по беспроводной сети (или OTA-обновление ), также известное как беспроводное программирование (или OTA-программирование ), [1] — это обновление встроенной системы , которое доставляется через беспроводную сеть , например Wi-Fi или сотовую сеть . [2] [3] [4] К таким встроенным системам относятся мобильные телефоны , планшеты , телеприставки , автомобили и телекоммуникационное оборудование . OTA-обновления для автомобилей и устройств Интернета вещей также можно назвать беспроводными прошивками ( FOTA ). [5] [6] Различные компоненты могут обновляться OTA, включая операционную систему устройства, приложения, настройки конфигурации или параметры, такие как ключи шифрования .
Терминология
[ редактировать ]Термин «обновление по беспроводной сети» применяется конкретно ко встроенным системам . [4] а не невстроенные системы, такие как компьютеры. До обновлений OTA встроенные устройства можно было прошить только через прямой физический доступ (с помощью JTAG ) или проводное соединение (обычно через USB или последовательный порт ).
Цель
[ редактировать ]Доставка по беспроводной сети может позволить распространять обновления в более крупных масштабах, снизить стоимость доставки обновлений, [7] или увеличить скорость принятия этих обновлений.
Выполнение
[ редактировать ]Распространитель этих обновлений может решить, разрешено ли пользователям отклонять эти обновления, а также может отключить определенные функции на устройствах конечных пользователей до тех пор, пока обновление не будет применено. Пользователи могут не иметь возможности отменить обновление после его установки.
OTA-обновления разработаны так, чтобы быть как можно меньшими, чтобы минимизировать энергопотребление, использование сети и дисковое пространство. Это достигается за счет передачи только различий между старой и новой прошивкой, а не передачи всей прошивки. Разница между старой и новой прошивкой создается посредством процесса, называемого дифференцированием ; затем файл изменений распространяется на конечное устройство, которое использует файл изменений для своего обновления. [8]
Отрасли
[ редактировать ]Смартфоны
[ редактировать ]На смартфонах , планшетах и других устройствах беспроводное обновление — это обновление прошивки или операционной системы , которое загружается устройством через Интернет . пользователям приходилось подключать эти устройства к компьютеру через USB Раньше для выполнения обновления . Эти обновления могут добавлять новые функции, исправлять уязвимости безопасности или исправлять ошибки программного обеспечения . Двумя основными мобильными операционными системами являются iOS и Android .
iOS получила поддержку беспроводных обновлений в iOS 5 . [9] Обновления iOS распространяются исключительно Apple, что обеспечивает их широкую доступность и относительно высокий уровень внедрения. Основные выпуски iOS обычно устанавливаются на 60–70% iPhone в течение нескольких месяцев после выпуска обновления. [10] [11] [12]
OTA-обновления Android распространяются не напрямую Google, а OEM- производителями (например, Samsung) и операторами беспроводной связи . [13] Это привело к нестабильной доступности обновлений и фрагментации Android . [11] [12] В прошлом фрагментация усложняла разработку сторонних приложений для Android (из-за нестабильной доступности новейших программных платформ на телефонах пользователей). [14] и привело к проблемам с безопасностью из-за задержек с распространением обновлений безопасности. [15] Google снизил фрагментацию Android с помощью Project Treble 2017 года , который позволяет OEM-производителям выпускать обновления ОС без необходимости повторного тестирования драйверов оборудования для каждой версии. [13] [16] и Project Mainline 2019, который позволяет Google обновлять компоненты Android. [16] и доставлять исправления безопасности [17] через свой Play Store , не требуя полного обновления ОС. [16] Project Mainline значительно снижает роль посредников в доставке OTA-обновлений. [18] [17] Начиная с Android 8.0 , обновления Android OTA следуют схеме разделов A/B , при которой обновление устанавливается во второй раздел («B») в фоновом режиме, и телефон переключается на этот раздел при следующей перезагрузке; это сокращает время, необходимое для установки обновлений. [19]
Автомобильная промышленность
[ редактировать ]Автомобили могут поддерживать OTA-обновления своей автомобильной развлекательной системы, навигационной карты, блока телематического управления или электронных блоков управления (бортовых компьютеров, отвечающих за большую часть работы автомобиля). [20] В автомобилях за загрузку и установку обновлений отвечает блок телематического управления, [4] а обновления OTA загружаются через сотовые сети, например, на смартфоны. Во время установки OTA-обновления управлять автомобилем невозможно. Перед обновлением автомобиль проверяет подлинность обновления, а после завершения обновления проверяет целостность всех затронутых систем. [20]
OTA-обновления дают несколько преимуществ. В прошлом Volkswagen пришлось отозвать 11 миллионов автомобилей, чтобы устранить проблему с программным обеспечением контроля выбросов своих автомобилей, а другие производители ввели отзыв из-за ошибок в программном обеспечении, влияющих на тормоза или подушки безопасности, требуя, чтобы все затронутые клиенты ехали в дилерский центр для проверки. получать обновления. OTA-обновления устранили бы необходимость обращаться к дилерам, что привело бы к снижению гарантийных затрат для производителей и сокращению времени простоя для клиентов. OTA-обновления также позволяют производителям быстрее внедрять потенциальные новые функции и исправлять ошибки, что делает их автомобили более конкурентоспособными на рынке и приводит к увеличению темпов улучшения продуктов для потребителей. автомобиля Например, OTA-обновления могут улучшить системы помощи водителю и повысить безопасность автомобиля. [5] : 138–139 [20]
Однако OTA-обновления также могут представлять собой новый вектор атаки для хакеров, поскольку уязвимости безопасности в процессе обновления могут быть использованы хакерами для удаленного контроля над автомобилями. Хакеры обнаруживали подобные уязвимости в прошлом, и многие производители автомобилей отреагировали на это введением программ раскрытия уязвимостей ( также известных как программы вознаграждения за обнаружение ошибок ). [20] [21] Векторы атак, специфичные для OTA-обновлений, включают « подделку , фальсификацию, отказ от авторства [атаки], утечку информации , отказ в обслуживании », атаки воспроизведения и атаки повышения привилегий . Примеры сценариев включают в себя успешное прерывание хакером текущего обновления (считается «сбоем прошивки»), что может привести к повреждению компьютерных систем автомобиля и в дальнейшем привести к неисправности автомобиля; Другой сценарий — «произвольные прошивки», при котором хакеры обманом заставляют автомобиль установить вредоносное OTA-обновление. [5] : 141–142
Интернет вещей (IoT)
[ редактировать ]Совсем недавно, с появлением новых концепций беспроводных сенсорных сетей и Интернета вещей (IoT), где сети состоят из сотен или тысяч узлов, OTA переходит в новое направление: впервые OTA применяется с использованием нелицензионных полос частот. (868 МГц, 900 МГц, 2400 МГц) и с низким потреблением и низкой скоростью передачи данных с использованием таких протоколов, как 802.15.4 и Zigbee . [22]
Сенсорные узлы часто располагаются в удаленных или труднодоступных местах. Например, компания Libelium внедрила систему программирования OTA для устройств Zigbee WSN. Эта система позволяет обновлять встроенное ПО без необходимости физического доступа, экономя время и деньги, если узлы необходимо перепрограммировать. [23]
Интернет-маршрутизаторы
[ редактировать ]OTA аналогичен методам распространения прошивки, используемым другой бытовой электроникой массового производства , такой как кабельные модемы , которые используют TFTP как способ удаленного получения новых программ, тем самым сокращая количество времени, затрачиваемого как владельцем, так и пользователем устройства. по техническому обслуживанию.
Беспроводная настройка (OTAP) также доступна в беспроводных средах (хотя по умолчанию она отключена по соображениям безопасности). Это позволяет точке доступа (AP) обнаружить IP-адрес своего контроллера. При включении контроллер сообщает другим точкам доступа включить дополнительную информацию в пакеты управления радиоресурсами (RRM), которая поможет новой точке доступа в изучении контроллера. Однако он отправляется в виде обычного текста, что делает его уязвимым для перехвата. Именно поэтому по умолчанию он отключен.
Сотовые сети
[ редактировать ]Обеспечение по беспроводной сети (OTAP) — это форма обновления OTA, с помощью которой операторы сотовой сети могут удаленно инициализировать мобильный телефон (называемый клиентом или мобильной станцией на отраслевом языке) и обновлять настройки сотовой сети, хранящиеся на его SIM-карте . Это может произойти в любой момент, когда телефон включен. Термин «управление параметрами по беспроводной сети» (OTAPA) является синонимом. [24] [25] Обеспечение OTA позволяет мобильным телефонам сохранять правильную настройку, когда операторы сотовой сети вносят изменения в свои сети. Он также настраивает телефоны с настройками, необходимыми для доступа к определенным функциям, таким как WAP (ранняя версия мобильного Интернета ), обмен MMS- сообщениями и сотовые данные (для чего требуется настройка имени точки доступа ).
Аналогичный термин «предоставление беспроводных услуг» (OTASP) конкретно относится к первоначальной подготовке («активации») беспроводной связи телефона. Во время активации мобильному телефону предоставляются такие параметры, как номер телефона, мобильный идентификационный номер и системный идентификатор , что предоставляет ему первоначальный доступ к сотовой сети. OTASP иногда называют беспроводной активацией или беспроводной начальной загрузкой . Альтернативой OTA-загрузке является загрузка SIM-карты, при которой телефон считывает настройки сети, хранящиеся на SIM-карте . Начальная загрузка SIM-карты имеет ограничения: настройки, хранящиеся на SIM-карте, могут устареть между моментом изготовления SIM-карты и временем ее использования; кроме того, некоторые телефоны (и другое клиентское оборудование сотовой связи) не используют SIM-карты. [25] [26]
Различные органы по стандартизации выпустили стандарты обеспечения OTA. В 2001 году WAP Forum опубликовал стандарт предоставления WAP-клиентов. После того, как Open Mobile Alliance включил в себя WAP Forum, этот стандарт стал известен как OMA Client Provisioning (OMA CP). В OMA CP телефоны настраиваются с помощью «невидимых» SMS-сообщений, отправляемых сотовой сетью и содержащих необходимые настройки. За OMA CP последовал новый стандарт OMA Device Management (OMA DM), в котором используется другая форма предоставления услуг на основе SMS (называемая «OMA Push»). Сеансы OMA DM всегда инициируются клиентом. «Невидимое» SMS не содержит настроек конфигурации; вместо этого он сообщает телефону («Клиент DM») подключиться к серверу DM (управляемому провайдером сотовой сети); после подключения сервер DM отправляет клиенту команды настройки. [26]
стандарты ОТА
[ редактировать ]Существует ряд стандартов, описывающих функции OTA. Одной из первых была серия GSM 03.48 . Набор стандартов Zigbee включает в себя кластер беспроводного обновления Zigbee, который является частью профиля Zigbee Smart Energy и обеспечивает совместимый (независимый от поставщика) способ обновления прошивки устройства.
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уайт, Элесия (ноябрь 2011 г.). Создание встраиваемых систем: шаблоны проектирования для отличного программного обеспечения . «О'Рейли Медиа, Инк.». п. 197. ИСБН 978-1-4493-0214-6 .
- ^ «Определение ОТА» . PCMag . Проверено 1 апреля 2023 г.
- ^ «Определение эфирного времени» . Гартнер . Проверено 1 апреля 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Катиреш, М.; Нилавени, Р. (24 апреля 2021 г.). Автомобильные встраиваемые системы: ключевые технологии, инновации и приложения . Спрингер Природа. стр. 94–95. ISBN 978-3-030-59897-6 .
- ^ Перейти обратно: а б с Магларас, Леандрос; Канцавелу, Иоанна (14 октября 2021 г.). Проблемы кибербезопасности в новых технологиях . CRC Press (Тейлор и Фрэнсис). дои : 10.1201/9781003109952 . ISBN 9780367626174 .
- ^ Райес, Аммар; Салам, Самер (2019). Интернет вещей: от хайпа к реальности: путь к цифровизации . Чам: Международное издательство Springer. дои : 10.1007/978-3-319-99516-8 . ISBN 978-3-319-99515-1 .
- ^ «Что такое OTA-обновления?» . Мобильность на связи . Проверено 16 января 2024 г.
- ^ Качман, Ондрей; Балаз, Марсель (2016). «Эффективное беспроводное перепрограммирование маломощных устройств в киберфизических системах». В Камаринья-Матос, Луис М.; Фалькао, Антониу Х.; Вафаи, Назанин; Наджди, Ширин (ред.). Технологические инновации для киберфизических систем . Спрингер Чам. дои : 10.1007/978-3-319-31165-4 . ISBN 978-3-319-31164-7 .
- ^ Савов Влад (6 июня 2011 г.). «Apple iOS 5: все подробности» . Engadget . Проверено 2 апреля 2023 г.
- ^ Россиньоль, Джо. «Apple сообщает, сколько iPhone и iPad работают под управлением iOS 16 и iPadOS 16» . МакСлухи . Проверено 2 апреля 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б Мериан, Лукас (21 января 2022 г.). «Apple: iOS 15 теперь установлена более чем на 60% всех iPhone» . Компьютерный мир . Проверено 2 апреля 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б Эванс, Джонни (31 мая 2013 г.). «Фрагментированный Android приводит к большим разработкам в Apple» . Компьютерный мир . Проверено 2 апреля 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б Амадео, Рон (12 мая 2017 г.). «Проект Treble от Google решает одну из многих проблем обновления Android» . Арс Техника . Проверено 2 апреля 2023 г.
- ^ «Что такое фрагментация Android и может ли Google это исправить?» . Администрация Андроида . 5 сентября 2016 г.
- ^ Нгуен-Ву, Лонг; Ан, Джинунг; Юнг, Сухван (1 ноября 2019 г.). «Фрагментация Android при обнаружении вредоносных программ» . Компьютеры и безопасность . 87 : 101573. doi : 10.1016/j.cose.2019.101573 .
- ^ Перейти обратно: а б с Амадео, Рон (22 мая 2019 г.). «Android на I/O 2019: система обновлений Project Mainline и другие основные моменты» . Арс Техника . Проверено 2 апреля 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б Сиддики, Аамир (10 октября 2020 г.). «Все, что вам нужно знать о Android Project Mainline» . Разработчики XDA . Проверено 2 апреля 2023 г.
- ^ Амадео, Рон (23 сентября 2020 г.). «Android 11 — обзор Ars Technica» . Арс Техника . Проверено 2 апреля 2023 г.
- ^ Амадео, Рон (07 августа 2017 г.). «Потоковые обновления ОС Android 8.0 будут работать, даже если ваш телефон заполнен» . Арс Техника . Проверено 2 апреля 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Гальдер, Субир; Госал, Амрита; Конти, Мауро (04 сентября 2020 г.). «Безопасное обновление программного обеспечения в подключенных автомобилях по беспроводной сети: опрос» . Компьютерные сети . 178 : 107343. doi : 10.1016/j.comnet.2020.107343 . ISSN 1389-1286 .
- ^ Гитлин, Джонатан М. (11 января 2023 г.). «Хакеры обнаруживают, что в автомобильной промышленности широко распространены уязвимости» . Арс Техника .
- ^ Гаскон, Дэвид; Альберто Бьелса; Феликс Дженисио; Маркос Ярса (9 мая 2011 г.). «Программирование по беспроводной сети с использованием 802.15.4 и ZigBee — OTA » www.Libelium.com . Либелиум Получено 28 мая.
- ^ «Libelium.com 50 сенсорных приложений для более умного мира. Вдохновляйтесь!» . www.Libelium.com . Либелиум . 2 мая 2012 года . Проверено 28 мая 2012 г.
- ^ Рагхунандан, Кришнамурти (1 апреля 2022 г.). Введение в беспроводную связь и сети: практический взгляд . Учебники по телекоммуникационной технике (1-е изд.). Спрингер Чам. дои : 10.1007/978-3-030-92188-0 . ISBN 978-3-030-92187-3 .
- ^ Перейти обратно: а б Снайдер, Рэндалл А.; Галлахер, Майкл Д. (5 апреля 2001 г.). Беспроводная телекоммуникационная сеть с ANSI-41 . МакГроу Хилл Профессионал. стр. 374–376. ISBN 978-0-07-138358-5 .
- ^ Перейти обратно: а б Бреннер, Майкл; Унмехопа, Муса (28 февраля 2008 г.). Открытый мобильный альянс: предоставление возможностей обслуживания для приложений следующего поколения . Джон Уайли и сыновья. стр. 273–279. ISBN 978-0-470-51918-9 .
