信息物理系统(Cyber-Physical System,CPS)是物联网的一个大型重叠子集。其涉及众多工程学科领域的交叉融合,其中每个学科领域都早已明确定义了学科范畴,包括了基础理论、学科传统、应用技术以及各个学科领域从业人员需掌握的相关课程。在信息物理系统中涉及的学科包括工程动力学、流体力学、热力学、控制理论、数字电路设计等等。那么,物联网与信息物理系统的区别在哪里呢?根据IEEE的定义,两者之间的主要区别在于信息物理系统并非一定要建立互联网之间的连接,其中信息物理系统由联网传感器、执行器和监测与控制系统组成。在同互联网隔离的情况下,信息物理系统依然可以实现其业务功能。从通信的角度来看,根据定义,物联网一般由连接到互联网的实物组成,并且通过应用聚合在一起,进而实现其业务功能。下图展示了信息物理系统、物联网以及互联网之间的关系。

信息物理系统_物理系统

信息物理系统、物联网以及互联网之间的关系

换言之,只要信息物理系统与互联网建立连接,就可以将信息物理系统纳入到物联网当中,所以可以将物联网看作信息物理系统的一个超集。通常来说,在功能安全、信息安全、可用性和功能性等方面,信息物理系统均经过了严格设计。如果有企业想部署物联网系统,应当注意从信息物理系统严谨的设计当中吸取经验教训。如果读者想了解构建韧性信息物理系统的有关内容,可以借鉴美国国家标准技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)提出的信息物理系统框架(Framework for Cyber-Physical Systems)以及物联网赋能的智慧城市框架等相关内容。

需要注意的是,即使从技术上实现了与互联网的隔离,但几乎所有的信息物理系统仍会以某种方式建立与互联网之间的连接,用到的方式包括供应链、操作人员或者带外软件更新管理系统等。因此,针对物理隔离系统的安全研究也从未中断,同时研究结果不断表明即便采用了物理隔离,能够有效入侵隔离系统的方法也依然存在。