Tactile internet security for haptic communication over 5G networks and beyond

Abstract

The term “haptic” has come to the fore referring to technological applications. Information related to touch is called haptics. Tactile Internet is the technology that subtly deals with the transmission of this type of data. Haptic data transmission requires timely delivery of data. The most imperative challenge that Tactile Internet systems have to face, is to provide latency values lower than 1 ms. The main reason that limits the development of the Tactile Internet from its widespread use is its requirement for extremely low latency values that current technologies still lack from reaching such standard. 5G and beyond technologies have to face the “1 ms challenge”. The utilization of the capabilities of 5G networks and beyond for the seamless and secure transmission of haptic data seems imperative. The combination of the advantages of new generation wireless networks and the prospects that haptic communication can offer, will unveil a vast amount of unforeseen yet future applications. The study and development of new wireless communication protocols, which can be used for the purpose of improving the communication between the transmitter and the receiver, is an imperative step. Tactile Internet is estimated to provoke a substantial influence on both society and business. The future mobile communication networks will play a critical role in realizing Tactile Internet as they are anticipated to provision a wide range of promising applications. Key objectives of Tactile Internet should be user’s security and privacy under stringent latency constraints. Security consists of a critical concern for the transmission of a wide range of information through the wireless networks. Security is essential due to the sensitive data transmission of the tactile applications. Therefore, security solutions are crucial to avoid attacks to the data. Yet, the research for a secure Tactile Internet over mobile systems is at an embryonic stage. The level of security that is currently applied, may probably suffice for many tactile systems where haptic information should be moved over the wireless medium. Several emerging technologies can contribute for enhancing the security and privacy of tactile applications, nevertheless some difficulties may arise concerning their commonsense implementation.

Ο όρος «απτικό» έχει έρθει στο προσκήνιο αναφερόμενος σε τεχνολογικές εφαρμογές. Οι πληροφορίες που σχετίζονται με την αφή ονομάζονται απτικές. Το Διαδίκτυο της Αφής είναι η τεχνολογία που ασχολείται διακριτικά με τη μετάδοση αυτού του τύπου δεδομένων. Η απτική μετάδοση δεδομένων απαιτεί έγκαιρη παράδοση δεδομένων. Η πιο επιτακτική πρόκληση που πρέπει να αντιμετωπίσουν τα συστήματα του Διαδικτύου της Αφής είναι η παροχή τιμών καθυστέρησης μικρότερων από 1 ms. Ο κύριος λόγος που περιορίζει την ανάπτυξη του Διαδικτύου της Αφής από την ευρεία χρήση του είναι η απαίτησή του για εξαιρετικά χαμηλές τιμές καθυστέρησης, τις οποίες οι τρέχουσες τεχνολογίες εξακολουθούν να μην μπορούν να επιτύχουν. Οι τεχνολογίες 5G και πέραν αυτών πρέπει να αντιμετωπίσουν την «πρόκληση του 1 ms». Η αξιοποίηση των δυνατοτήτων των δικτύων 5G και πέραν αυτών για την απρόσκοπτη και ασφαλή μετάδοση απτικών δεδομένων φαίνεται επιτακτική. Ο συνδυασμός των πλεονεκτημάτων των ασύρματων δικτύων νέας γενιάς και των προοπτικών που μπορεί να προσφέρει η απτική επικοινωνία, θα αποκαλύψει έναν τεράστιο αριθμό απρόβλεπτων αλλά μελλοντικών εφαρμογών. Η μελέτη και η ανάπτυξη νέων ασύρματων πρωτοκόλλων επικοινωνίας, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν με σκοπό τη βελτίωση της επικοινωνίας μεταξύ του πομπού και του δέκτη, είναι ένα επιτακτικό βήμα. Το Διαδίκτυο της Αφής εκτιμάται ότι θα προκαλέσει σημαντική επιρροή τόσο στην κοινωνία όσο και στις επιχειρήσεις. Τα μελλοντικά δίκτυα κινητής επικοινωνίας θα διαδραματίσουν κρίσιμο ρόλο στην υλοποίηση του Διαδικτύου της Αφής, καθώς αναμένεται να παρέχουν ένα ευρύ φάσμα πολλά υποσχόμενων εφαρμογών. Βασικοί στόχοι του Διαδικτύου της Αφής θα πρέπει να είναι η ασφάλεια και η ιδιωτικότητα των χρηστών. Η ασφάλεια αποτελεί κρίσιμο μέλημα για τη μετάδοση ενός ευρέος φάσματος πληροφοριών μέσω των ασύρματων δικτύων. Η ασφάλεια είναι απαραίτητη λόγω της μετάδοσης ευαίσθητων δεδομένων από τις απτικές εφαρμογές. Επομένως, οι λύσεις ασφαλείας είναι κρίσιμες για την αποφυγή επιθέσεων στα δεδομένα. Ωστόσο, η έρευνα για ένα ασφαλές Διαδίκτυο της Αφής μέσω κινητών συστημάτων βρίσκεται σε εμβρυακό στάδιο. Το επίπεδο ασφάλειας που εφαρμόζεται σήμερα, πιθανώς μπορεί να επαρκεί για πολλά απτικά συστήματα όπου οι απτικές πληροφορίες θα πρέπει να μεταφέρονται μέσω του ασύρματου μέσου. Αρκετές αναδυόμενες τεχνολογίες μπορούν να συμβάλουν στην ενίσχυση της ασφάλειας και της ιδιωτικότητας των απτικών εφαρμογών, ωστόσο ενδέχεται να προκύψουν ορισμένες δυσκολίες σχετικά με την εφαρμογή τους με βάση την κοινή λογική.