aikana, jolloin esineiden internetin (IoT) laitteiden määrä kasvaa jatkuvasti, myös DDoS-hyökkäyksiä (Distributed Denial of Service) todistetaan tihein väliajoin. Gartner kertoo, että vuoteen 2020 mennessä IoT-laitteiden määrä nousee noin 25 miljardiin. Se tarkoittaa, että on aika, jolloin yritysten, asiakkaiden ja muiden sidosryhmien pitäisi tietää IoT-protokollista ja standardeista, jotka voivat mahdollisesti pitää tietoturvaloukkausten mahdollisuudet loitolla.
IoT-protokollien ja standardien opas
IoT-viestintäprotokollat ovat viestintämuotoja, jotka suojaavat ja varmistavat optimaalisen tietoturvan liitettyjen laitteiden välillä vaihdettaville tiedoille.
IoT-laitteet on tyypillisesti kytketty Internetiin IP (Internet Protocol) – verkon kautta. Bluetooth-ja RFID-laitteiden avulla IoT-laitteet voivat kuitenkin muodostaa yhteyden paikallisesti. Näissä tapauksissa käytetään voimaa, kantamaa ja muistia. Yhteys IP-verkkojen kautta ovat verrattain monimutkaisia, vaatii lisää muistia ja virtaa IoT-laitteista, kun taas kantama ei ole ongelma. Toisaalta ei-IP-verkot vaativat suhteellisesti vähemmän virtaa ja muistia, mutta niillä on kantomatkarajoitus.
IoT-tietoliikenneprotokollien tai-teknologioiden osalta voidaan harkita sekä IP-että ei-IP-verkkojen yhdistelmää käytön mukaan.
IoT-protokollien tyypit
IoT-protokollat ja standardit voidaan jakaa karkeasti kahteen eri luokkaan.
1. IoT-verkkoprotokollia
IoT-verkkoprotokollia käytetään laitteiden liittämiseen verkon yli. Nämä ovat joukko viestintäprotokollia tyypillisesti käytetään Internetissä. IoT – verkkoprotokollia käyttäen verkon piirissä tapahtuva päästä päähän tapahtuva tiedonsiirto on sallittua. Seuraavassa on erilaisia IoT – verkkoprotokollia:
* HTTP (HyperText Transfer Protocol)
HyperText Transfer Protocol on paras esimerkki IoT-verkkoprotokollasta. Tämä protokolla on muodostanut perustan tiedonsiirron Webissä. Se on yleisin IoT-laitteissa käytettävä protokolla silloin, kun julkaistavaa dataa on paljon. HTTP-protokollaa ei kuitenkaan suosita sen kustannusten, akun käyttöiän, energiansäästön ja rajoitteiden vuoksi.
lisäaineiden valmistus/3D-tulostus on yksi HTTP-protokollan käyttötapauksista. Sen avulla tietokoneet voivat liittää verkkoon 3D-tulostimia ja tulostaa kolmiulotteisia esineitä ja ennalta määritettyjä prosessiprototyyppejä.
* LoRaWan (Long Range Wide Area Network)
se on pitkän kantaman pienitehoinen protokolla, joka tarjoaa signaalin havaitsemisen melutason alapuolella. LoRaWan yhdistää akkukäyttöiset asiat langattomasti Internetiin joko yksityisissä tai maailmanlaajuisissa verkoissa. Tätä viestintäprotokollaa käyttävät pääasiassa älykkäät kaupungit, joissa on miljoonia laitteita, jotka toimivat vähemmällä teholla ja muistilla.
älykäs katuvalaistus on LoRaWAN IoT-protokollan käytännön käyttötapaus. Katuvalot voidaan liittää LoRa-yhdyskäytävään tämän protokollan avulla. Yhdyskäytävä puolestaan kytkeytyy pilvisovellukseen, joka ohjaa hehkulamppujen voimakkuutta automaattisesti ympäristön valaistuksen perusteella, mikä auttaa vähentämään virrankulutusta päiväsaikaan.
* Bluetooth
Bluetooth on yksi yleisimmin käytetyistä protokollista lyhyen kantaman viestinnässä. Se on standardi IoT-protokolla langattomaan tiedonsiirtoon. Tämä viestintäprotokolla on turvallinen ja täydellinen lyhyen kantaman, alhaisen tehon, edullisia ja langaton siirto elektronisten laitteiden välillä. BLE (Bluetooth Low Energy) on Bluetooth-protokollan matalaenergiaversio, joka vähentää virrankulutusta ja on tärkeässä roolissa IoT-laitteiden yhdistämisessä.
Bluetooth-protokollaa käytetään enimmäkseen älyvaatteissa, älypuhelimissa ja muissa mobiililaitteissa, joissa pieniä datanpaloja voidaan vaihtaa ilman suurta tehoa ja muistia. Helppokäyttöisyyden ansiosta Bluetooth on IoT – laitteiden yhteysprotokollien kärjessä.
• ZigBee
ZigBee on IoT-protokolla, jonka avulla älykkäät esineet voivat toimia yhdessä. Sitä käytetään yleisesti kotiautomaatiossa. Tunnetumpi teollisuusasetuksista, ZigBee käytetään sovellusten kanssa, jotka tukevat hidasta tiedonsiirtoa lyhyiden etäisyyksien välillä.
kaupunkialueiden katuvalaistus ja sähkömittarit, jotka mahdollistavat pienen virrankulutuksen, käyttävät ZigBee-tietoliikenneprotokollaa. Sitä käytetään myös turvajärjestelmissä ja älykodeissa.
2. IoT-Dataprotokollia
IoT-dataprotokollia käytetään pienitehoisten IoT-laitteiden yhdistämiseen. Nämä protokollat tarjoavat point-to-point viestintä laitteiston käyttäjän puolella ilman Internet-yhteyttä. IoT-dataprotokollissa liitettävyys tapahtuu langallisen tai matkapuhelinverkon kautta. Osa IoT – dataprotokollista on:
* Message Queue Telemetry Transport (MQTT)
yksi IoT-laitteiden suosituimmista protokollista, MQTT kerää dataa erilaisista elektronisista laitteista ja tukee etävalvontaa. Se on subscribe/publish-protokolla, joka kulkee Transmission Control Protocol (TCP)-protokollan yli, mikä tarkoittaa, että se tukee tapahtumapohjaista viestinvaihtoa langattomien verkkojen kautta.
MQTT: tä käytetään pääasiassa laitteissa, jotka ovat taloudellisia ja vaativat vähemmän tehoa ja muistia. Esimerkiksi paloilmaisimet, auton sensorit, älykellot ja tekstipohjaisen viestittelyn Sovellukset.
* rajoitettu Sovellusprotokolla (CoAP)
CoAP on internet-hyötyprotokolla rajoitetuille vempaimille. Tämän protokollan avulla asiakas voi lähettää pyynnön palvelimelle ja palvelin voi lähettää vastauksen asiakkaalle HTTP: ssä. Kevyessä toteutuksessa se hyödyntää UDP: tä (User Datagram Protocol) ja vähentää tilankäyttöä. Protokolla käyttää binääritietomuotoa EXL (Efficient XML Interchanges).
CoAP-protokollaa käytetään lähinnä automaatiossa, matkapuhelimissa ja mikrokontrollereissa. Protokolla lähettää pyynnön sovelluksen päätepisteisiin, kuten kotien laitteisiin, ja lähettää takaisin sovelluksen palveluiden ja resurssien vastauksen.
* Advanced Message Queuing Protocol (AMQP)
AMQP on ohjelmistokerroksen protokolla Sanoma-orientoituneeseen väliohjelmistoympäristöön, joka tarjoaa reitityksen ja jonotuksen. Sitä käytetään luotettavaan point-to-point-yhteyteen ja se tukee saumatonta ja turvallista tiedonvaihtoa liitettyjen laitteiden ja pilvipalvelun välillä. AMQP koostuu kolmesta erillisestä osasta, jotka ovat vaihto, Viestijono ja Sidonta. Kaikki nämä kolme osatekijää takaavat turvallisen ja onnistuneen viestien vaihdon ja tallentamisen. Se auttaa myös luomaan yhden viestin suhdetta toiseen.
AMQP-protokollaa käytetään lähinnä pankkialalla. Aina kun palvelin lähettää viestin, protokolla seuraa viestiä, kunnes jokainen viesti toimitetaan aiotuille käyttäjille/kohteisiin ilman epäonnistumista.
* Machine-to-Machine (M2M) Communication Protocol
It is a open industry protocol built to provide remote application management of IoT devices. M2M-tietoliikenneprotokollat ovat kustannustehokkaita ja käyttävät julkisia verkkoja. Se luo ympäristön, jossa kaksi konetta kommunikoi ja vaihtaa tietoja. Tämä protokolla tukee koneiden omavalvontaa ja mahdollistaa järjestelmien sopeutumisen muuttuvan ympäristön mukaan.
M2M tietoliikenneprotokollia käytetään älykoteihin, automaattiseen ajoneuvojen tunnistamiseen, automaatteihin ja pankkiautomaatteihin.
XMPP on yksilöllisesti suunniteltu. Se käyttää push-mekanismia viestien vaihtamiseen reaaliajassa. XMPP on joustava ja pystyy integroitumaan muutoksiin saumattomasti. XMPP on kehitetty avoimella XML-kielellä (Extensible Markup Language), ja se toimii läsnäoloindikaattorina, joka osoittaa viestejä lähettävien tai vastaanottavien palvelimien tai laitteiden käytettävyyden tilan.
pikaviestisovellusten kuten Google Talkin ja WhatsAppin lisäksi XMPP: tä käytetään myös verkkopelaamisessa, uutissivustoilla ja VoIP-protokollassa (Voice over Internet Protocol).
IoT-protokollat tarjoavat suojatun ympäristön tietojenvaihdolle
Forbesin julkaiseman artikkelin mukaan noin ”32 000 älykotia ja-yritystä on vaarassa vuotaa tietoja.”Siksi on tärkeää tutkia IoT-protokollien ja standardien mahdollisuuksia, mikä luo turvallisen ympäristön. Näitä protokollia käyttämällä paikalliset yhdyskäytävät ja muut liitetyt laitteet voivat kommunikoida ja vaihtaa tietoja pilvipalvelun kanssa.