Mặc dù chưa có một định nghĩa thống nhất về TPTM, nhưng nhiều quốc gia ở khắp các châu lục đã và đang áp dụng nhiều công nghệ hiện đại vào quản lý và cung cấp các dịch vụ công, coi đó như là xu hướng trong tương lai.
TPTM được coi là mô hình thành phố ứng dụng các công nghệ số để quản lý, nâng cao tiêu chuẩn cuộc sống đô thị, cải thiện chất lượng phục vụ của chính quyền thành phố và sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng, tài nguyên thiên nhiên. Trong đó, các công nghệ chủ yếu cấu thành nền tảng, cốt lõi của TPTM bao gồm: trí tuệ nhân tạo (AI), Internet vạn vật (IoT), công nghệ 5G, dữ liệu lớn và cảm biến; công nghệ thực tế ảo (VR) và thực tế ảo tăng cường (AR). Trong đó, công nghệ AI có thể cung cấp thông tin thời gian thực, học máy và thuật toán, giúp các hệ thống trong thành phố trở nên hiệu quả và an toàn hơn, đáp ứng nhanh chóng và dễ dàng hơn nhu cầu, cải thiện chất lượng cuộc sống của cư dân.
Một TPTM và hệ sinh thái đi cùng có thể ảnh hưởng và tác động đến các ngành công nghiệp như giao thông, năng lượng, sản xuất điện và nông nghiệp.
Chính bởi các tương tác và sự phức tạp từ những công nghệ TPTM, các ngành công nghiệp và các chính sách quy định khác nhau, việc xây dựng và phát triển TPTM an toàn đòi hỏi phải thiết lập các mối quan hệ hợp tác công - tư, nhằm kết hợp con người, chính sách, quy trình và công nghệ từ cả phía chính phủ và các ngành công nghiệp thành quy trình chiến lược tổng thể.
TPTM tích hợp cả giao thông, y tế, năng lượng, tài nguyên nước, thu gom rác thải, các công nghệ xây dựng thông minh, các công nghệ bảo mật và dịch vụ. Theo Thales, một công ty đa quốc gia của Pháp hoạt động trong lĩnh vực thiết kế và xây dựng hệ thống điện tử và cung cấp dịch vụ cho thị trường hàng không vũ trụ, quốc phòng, vận tải và an ninh, cấu trúc này là "một mạng lưới thông minh các đối tượng và máy móc được kết nối truyền tải dữ liệu bằng công nghệ vô tuyến và đám mây". Và ở đây các ứng dụng IoT dựa trên đám mây nhận, phân tích và quản lý dữ liệu trong thời gian thực để giúp các thành phố, doanh nghiệp (DN) và người dân đưa ra các quyết định tốt hơn nhằm cải thiện chất lượng cuộc sống.
Theo một nghiên cứu được thực hiện bởi Grand View Research, thị trường các TPTM toàn cầu sẽ đạt giá trị lên tới 676,01 tỷ USD vào năm 2028, được thúc đẩy bởi các yếu tố như sự gia tăng của dân số đô thị, nhu cầu ngày càng tăng để quản lý hiệu quả các nguồn tài nguyên thiên nhiên hạn chế và tính bền vững của môi trường.
Hợp tác công - tư để đảm bảo an toàn cho các TPTM
Khi tất cả mọi thứ trong TPTM đều được kết nối qua mạng thì mọi hoạt động xã hội của thành phố đều chịu sự chi phối của công nghệ này, khiến nguy cơ mất an ninh là không hề nhỏ.
Theo các chuyên gia bảo mật, mạng 5G hiện tiềm ẩn nhiều nguy cơ về an ninh, như lấy cắp dữ liệu; kiểm soát các dịch vụ trọng yếu; phá hoại kết cấu hạ tầng; gây gián đoạn đường truyền; và an ninh kinh tế. Ngoài ra còn có những yếu tố nguy cơ mất an ninh từ công nghệ được ứng dụng khác, như dữ liệu lớn và cảm biến... Lưu trữ dữ liệu lớn, dữ liệu đặc biệt nhạy cảm, có thể khiến các tổ chức, DN hay cá nhân trở thành mục tiêu hấp dẫn đối với những kẻ tấn công mạng. Các cảm biến nếu bị xâm nhập cũng có thể gây ra những hiểm họa khó lường về rò rỉ dữ liệu, sức khỏe…
Chính bởi sự phức tạp ngày càng tăng và mức độ rủi ro cao như vậy, để đảm bảo an toàn cho các TPTM đòi hỏi sự hợp tác chặt chẽ giữa các bên liên quan trong khu vực công và tư, nhằm phản ứng kịp thời với các mối đe dọa khác nhau, bao gồm khủng bố, tội phạm và thảm họa thiên tai. Do đó, từ góc độ an ninh, một thiết kế TPTM cần bao gồm các quy trình và công nghệ bảo vệ và đảm bảo an toàn cho người dân.
3 yếu tố chính cho một thành phố an toàn
Một TPTM an toàn cần đảm bảo 3 yếu tố cơ bản sau. Đầu tiên là nhận thức tình huống, chia sẻ thông tin bởi các mối đe dọa vật lý và không gian mạng xuất hiện ở nhiều lĩnh vực, bao gồm cả các cuộc tấn công vào những cơ sở hạ tầng quan trọng, tội phạm, thiên tai và sơ suất của con người.
Thứ hai là các hoạt động quản lý vận hành tích hợp nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu, ứng phó và phục hồi sau sự cố. Khả năng tương tác, phối hợp giữa những cá nhân, cơ quan chức năng rất quan trọng, bên cạnh đó việc đào tạo liên tục và xây dựng các giao thức bảo mật cũng cần thiết để đảm bảo quản lý rủi ro linh hoạt.
Thứ ba là việc mua sắm, triển khai các công nghệ mới nổi mang lại nhiều lợi ích nhưng cũng tạo ra những rủi ro mới cho cả hạ tầng vật lý và an ninh mạng. Ví dụ về các công nghệ như vậy bao gồm cảm biến, máy quét, giám sát âm thanh và video, sinh trắc học và phân tích dữ liệu.
Khung tham chiếu TPTM (SCCF) của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ quốc gia Mỹ (NIST) là một khuôn khổ áp dụng các phương pháp hay nhất đối với các yếu tố này để cung cấp cho các thành phố và cộng đồng những hướng dẫn kỹ thuật cho việc lập kế hoạch, phát triển và thực hiện các giải pháp thông minh.
Ba yếu tố trên không hoạt động độc lập với nhau và cần được tích hợp trong một khuôn khổ để đưa ra các tùy chọn chuyên biệt đối phó với từng mối đe dọa bảo mật.
Để hiểu và đối phó với các mối đe dọa đang thay đổi, những người chịu trách nhiệm đầu tiên, cơ quan thực thi pháp luật, các nhà lãnh đạo chính quyền và người dân phải cùng nhau hợp tác, tương tác và chia sẻ thông tin. Đây cũng là bước đầu tiên trong nhận thức tình huống.
Những nguy cơ và mối đe dọa an ninh đối với các thành phố có thể hiện hữu từ vũ khí hủy diệt hàng loạt. Bộ An ninh nội địa (DHS) Mỹ đã triển khai Chương trình bảo vệ các thành phố (STC) để "giảm nguy cơ triển khai thành công vũ khí phóng xạ hoặc hạt nhân nhằm vào các khu vực đô thị lớn tại Mỹ". Thông qua STC, DHS cung cấp thiết bị phát hiện tia phóng xạ và hạt nhân, đào tạo, hỗ trợ diễn tập và chuyên môn về hoạt động và kỹ thuật thông qua các khoản tài trợ theo thỏa thuận hợp tác".
Vũ khí sinh hóa học cũng đặt ra các mối đe dọa đối với các TPTM. Để đảm bảo an toàn công cộng, các cảm biến sinh học và hóa học có thể cảnh báo về các mối đe dọa CBRNE (vật liệu hóa học, sinh học, phóng xạ, hạt nhân và vật liệu nổ) và robot có thể phát tán bom. Các cảm biến và các hệ thống an ninh nhúng, bao gồm cả camera giám sát có thể theo dõi hành vi tội phạm hoặc các mối đe dọa khủng bố.
Một thách thức khác là khả năng theo kịp mức độ ngày càng tinh vi của các mối đe dọa, đặc biệt là trên không gian mạng. Theo Todd Waskelis, phụ trách giải pháp an ninh mạng của AT&T, bối cảnh mối đe dọa ngày càng phát triển và mở rộng tạo ra những thách thức mới và bất ngờ cho ngay cả những chuyên gia an ninh mạng dày dạn kinh nghiệm nhất. "Từ các cuộc tấn công ransomware và DDoS đến việc tội phạm mạng mua các bộ công cụ tấn công trên web đen, việc đón đầu các phương thức tấn công mới có thể là một khó khăn", Todd Waskelis cho biết.
Trung tâm An ninh mạng quốc gia (NCSC) của Vương quốc Anh gần đây đã cảnh báo rằng các hệ thống mạng vật lý ở các TPTM có thể bị xâm nhập bởi những kẻ tấn công nếu chúng không được bảo mật đúng cách. NCSC lưu ý rằng khối lượng khổng lồ dữ liệu nhạy cảm được thu thập và lưu trữ bởi các TPTM khiến các hệ thống này trở thành mục tiêu hấp dẫn đối với một loạt các tác nhân đe dọa.
Trong kỷ nguyên số hiện nay, một loạt các công nghệ mới như 5G, tự động hóa, robot, công nghệ nano, AI, thiết bị đeo thông minh,... đang góp phần chuyển đổi các TPTM. Tuy nhiên, chỉ cần một sai lầm nhỏ cũng có thể đe doa sự an toàn của TPTM. Do đó, cần có các quan hệ đối tác công tư chặt chẽ và bền vững để vừa xây dựng vừa bảo vệ TPTM theo thiết kế. Ngoài ra, an ninh vật lý và an ninh mạng cũng là yêu cầu bắt buộc và là một phần mô hình hoạt động của các TPTM mới./.
