<速度与激情8>，这是物联网安全问题被黑的最惨的一次

提到最新上映的《速度与激情8》，你会想到哪些情节：

是查理兹塞隆饰演的“三高”（高智商、高情商、高颜值）反派女神？

是北极冰层上决定生死存亡的绝地反击？

还是调动每一个细胞荷尔蒙分泌的街头赛车场景？

在电影特效的协助下，这些逆天的场景被真实呈现在观众眼前，但令人肾上腺素激增的飙车场面和现实生活相距甚远，电影中由塞隆饰演的大反派赛弗利用“天眼系统”调取实时监控录像，无论是社区街角，建筑物甚至是ATM机的监控摄像头，全都在掌控范围内，从而让监控对象无处藏身。类似这种摄像头被黑客大规模侵入的案件却在现实生活中早有发生。

美光科技认为，商业/工业视频监控是一种独特的全天候录制应用，如果使用消费级/零售 microSD 卡很有可能不够可靠；因此，选择为行业领先的摄像头制造商设计并优化了固件的高品质 microSD 卡，对于实现可靠、稳健且对维护要求不高的系统设计来说至关重要。为此，美光科技撰写了《适用于视频监控行业的创新边缘存储解决方案》白皮书，为视频监控专业人员选择适用于其设计方案的边缘存储解决方案，帮助其实现边缘存储的优势提供专业指导。

边缘存储的工作原理

如今，大多数 IP 视频监控摄像头都有内置的 microSD 卡插槽以支持边缘存储。机载存储可实现直接视频录制，并提供远程应用（例如网络视频录像机 [NVR]、带视频管理软件 [VMS] 的中央监控系统、移动设备等），即可以通过网络检索存储卡中存储的视频。

以下是使用了边缘存储解决方案（microSD 卡）的企业级部署的典型系统拓扑。

适用于 IP 视频监控的边缘存储用例

早期部署的新兴应用涵盖 IP 视频监控的三个主要用例：记录冗余、网络负载优化和录制系统更换。

>>  记录冗余

需具备高可信度的企业级应用（例如银行、政府和城市监控系统）利用边缘存储来降低数据丢失的风险。如果主网络中的存储发生问题（包括网络可靠性问题），边缘存储可以保留已录制视频的备用副本。microSD 卡中录制的视频可以同步到后端系统 (NVR/VMS)，从而提高整个系统的可靠性 。

>> 网络负载优化

在某些情况下，由于带宽有限或不一致，视频流的传输质量会受到不利影响。针对这些情况，可以利用边缘存储来缓存视频，直到网络状况改善到适合回传信息。此外，还可以利用边缘存储来优化带宽和视频质量，也即在边缘本地录制高质量的视频，而在远程查看标准质量的视频。甚至可以在网络带宽不受限制时，将录制的高质量视频同步到后端系统 (NVR/VMS)。

边缘存储可以帮助优化网络负载，从拓扑/设计角度提供更多的灵活性并降低总体拥有成本。例如，大多数企业级部署目前都会在既有的企业局域网 (LAN) 上覆盖一个监控网络。LAN 上办公高峰时段的 IT 流量可能会与监控摄像头所需的带宽发生冲突。但通过使用边缘存储，系统设计人员可以在不影响监控系统成效的情况下， 减少办公高峰时段 LAN 上的监控流量负载。这使网络设计具备更大的灵活性，也能够节约成本。

过去，网络负载优化是通过基于低密度 SLC 闪存技术的 microSD 卡（4GB 和 8GB）来实现，因为 SLC更加耐用；然而，新一代基于 MLC 的 IP 视频监控专用 microSD 卡（32GB 和64GB）在降低成本和增加缓存方面更加有利。

>> 中小企业的录制系统更换

大多数 IP 视频监控系统仍然依靠后端录制解决方案（NVR/云）进行数据存储。但在一些中小企业 (SMB) IP 摄像头部署中，可以去掉中央 NVR 而只使用边缘存储，只需利用合适的监控专用 microSD 卡并采用很多 IP 摄像头都具备的先进视频压缩技术即可。用户仍可以通过智能手机、PC 或平板电脑，观看视频直播或视频存档，以此监控其资产。

在这种用例中，边缘存储可优化现场部署的设备规模（NVR 系统）、降低存储成本（不需要额外的云存储订阅费用，也不需要带硬盘的 NVR），并降低隐私问题的不确定性（在本地 microSD 卡中记录私人数据）。

IP 视频监控中边缘存储面临的挑战

目前市场上的绝大多数 microSD 卡都是消费级产品，它们用于数码相机 (DSC)、汽车行车记录仪或家用摄像机中，而不是为 IP 视频监控摄像头中的商业和工业边缘存储设计的。因此，许多系统集成商和安装者认为边缘存储“不可靠”。大多数用户都不了解，边缘录制中使用的 microSD 卡的寿命和质量可能千差万别，具体取决于所选卡的质量。选择质量不佳的microSD 卡可能会导致在部署完成后的几个月内就发生代价不菲的现场故障。

市场上的存储卡主要有以下几点区别：

• 卡中使用的 NAND 闪存技术

• 针对全天候视频录制进行的固件优化完善到了什么程度

• 存储卡中的 NAND 经过了怎样的测试和筛选，意在提高产品的整体可靠性

从耐用性的角度看，IP 摄像头中的边缘录制是最重的存储工作负载之一，会快速耗尽消费级 microSD 卡（结束其使用寿命）。之后除非换卡，否则就不能再存储内容。

目前一个常见的错误是在视频监控部署中使用消费级 microSD 卡。图 5 是一个示例，显示了在一个典型的视频监控系统中，一张 64GB 的消费级存储卡在比特率持续达到 8 Mb/s 的情况下如何快速耗尽了使用寿命。

如果使用消费级 microSD 卡在一天中持续录制 12 个小时甚至更长时间，那么消费级存储卡很有可能在部署后几个月内发生故障。

边缘存储设备的录制性能

提供稳定的录制性能是对边缘存储设备的另一个要求。对于需要全天候持续录制的应用，必须调整固件以支持最低限度的稳态性能，确保记录下所有帧。

和前文所提相同，目前一个常见的错误是使用消费级 microSD 卡，但这种卡的固件并未针对全天候录制需求进行优化，因此会丢帧。图 6 显示了典型的消费级 microSD 卡的帧捕捉性能，其配置和使用情况是：8 Mb/s（恒定比特率），30 FPS，连续录制一分钟视频剪辑¹。

帧捕捉率低于每分钟 1800 帧意味着丢帧。在许多情况下，帧捕捉率下降了 20-30% 后，会导致大量数据丢失¹。

适用于边缘存储应用的美光工业卡

凭借闪存技术方面的专业知识和监控应用知识，美光科技开发了一种监控专用的工业级存储卡，用于 IP 视频监控应用中的边缘存储。这种卡具备以下优势：

>> 高耐用性

专为视频录制而设计，能够支持 3 年或者更长时间的高品质全天候持续视频录制。

64GB：3 年，8 Mb/s 全天候持续录制²

32GB：3 年，4 Mb/s 全天候持续录制²

如图 7 所示，与典型的消费级卡相比，美光工业卡（64GB，8 Mb/s 流速）在现场全天候持续录制方面有着显著的使用寿命优势²。

>> 卓越的录制性能

美光工业卡包含经过优化的固件，可提供稳定性能，实现全天候高质量视频录制，同时最大程度减少丢帧。

>> 工业级质量

美光工业卡为视频监控提供可靠、优质的 microSD 卡，平均无故障时间 (MTTF) 为 200 万小时，即年度故障率 (AFR) 为 0.44%；这意味着其可靠性是当今 NVR 中所用的监控硬盘的两倍³。

之所以能够提供这种级别的可靠性和品质，是因为美光科技会根据视频监控应用的要求来设计、制造和筛选，并对卡中的固件进行调整。

>> 可监控运行状况的智能工具

美光工业卡为 IP 摄像头集成提供运行状况监控功能，可以报告卡的使用情况和剩余使用寿命。系统可以将此功能集成到软件中，以便在需要更换时提醒最终用户。从总体拥有成本的角度衡量，此功能降低了系统停机时间和维护成本。

总结

边缘存储是一项令人激动的新技术。大多数 IP 监控摄像头支持 microSD 卡插槽，因此无需更改系统或设计，即可集成边缘存储。

系统集成商获得成功的关键是要选择专为 IP 监控摄像头应用构建的存储卡，而不是因为便宜或易得而随意选择 microSD 卡。通过在很多部署用例中提供记录冗余、优化网络负载和降低总体拥有成本，专为 IP 视频监控摄像头设计的 microSD 卡可带来更多价值并提升系统性能。

在物联网高度覆盖的今天，物联网的安全性问题被高度重视。如何抵御黑客入侵，保护物联网设备的安全，成为设备研发人员，制造商，以及设备使用者个人都需要思考的问题。监控行业业已迎来闪存存储技术，美光科技从存储的角度，为商业及工业视频监控提供更完善的支持。

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1.基于美光实验室对市售摄像头进行的测试；数据因不同的摄像头和卡而有所不同。

2.基于对使用消费级卡和美光工业卡的市售摄像头进行的测试；数据因不同的摄像头而有所不同。

3.规格：希捷 Skyhawk 监控硬盘 4TB ST4000VX000 状态 100 万小时 MTBF，也即0.87% 的 AFR。AFR=1-exp(-8760/MTBF)