In un momento in cui il numero di dispositivi Internet of Things (IoT) è in continuo aumento, anche i casi di attacchi DDoS (Distributed Denial of Service) vengono assistiti a intervalli frequenti. Gartner riferisce che entro il 2020, il numero di dispositivi IoT raggiungerà circa 25 miliardi. Significa che è il momento in cui le aziende, i clienti e le altre parti interessate dovrebbero conoscere i protocolli e gli standard IoT, che possono potenzialmente tenere a bada le possibilità di violazioni della sicurezza.
Guida ai protocolli e agli standard IoT
I protocolli di comunicazione IoT sono modalità di comunicazione che proteggono e garantiscono una sicurezza ottimale ai dati scambiati tra i dispositivi collegati.
I dispositivi IoT sono in genere connessi a Internet tramite una rete IP (Internet Protocol). Tuttavia, dispositivi come Bluetooth e RFID consentono ai dispositivi IoT di connettersi localmente. In questi casi, c’è una differenza di potenza, gamma e memoria utilizzata. Connessione tramite reti IP sono relativamente complessi, richiede una maggiore memoria e potenza dai dispositivi IoT, mentre la gamma non è un problema. D’altra parte, le reti non IP richiedono relativamente meno potenza e memoria ma hanno una limitazione della gamma.
Per quanto riguarda i protocolli o le tecnologie di comunicazione IoT, è possibile considerare un mix di reti IP e non IP a seconda dell’utilizzo.
Tipi di protocolli IoT
I protocolli e gli standard IoT possono essere classificati in due categorie separate.
1. Protocolli di rete IoT
I protocolli di rete IoT vengono utilizzati per collegare dispositivi in rete. Questi sono l’insieme dei protocolli di comunicazione tipicamente utilizzati su Internet. Utilizzando i protocolli di rete IoT, è consentita la comunicazione dati end-to-end nell’ambito della rete. Di seguito sono riportati i vari protocolli di rete IoT:
• HTTP (HyperText Transfer Protocol)
HyperText Transfer Protocol è il miglior esempio di protocollo di rete IoT. Questo protocollo ha costituito la base della comunicazione dei dati sul web. È il protocollo più comune che viene utilizzato per i dispositivi IoT quando ci sono molti dati da pubblicare. Tuttavia, il protocollo HTTP non è preferito a causa del suo costo, durata della batteria, risparmio energetico, e più vincoli.
Produzione additiva/stampa 3D è uno dei casi d’uso del protocollo HTTP. Consente ai computer di collegare stampanti 3D in rete e stampare oggetti tridimensionali e prototipi di processo predeterminati.
• LoRaWAN (Long Range Wide Area Network)
Si tratta di un protocollo a bassa potenza a lungo raggio che fornisce il rilevamento del segnale al di sotto del livello di rumore. LoRaWAN collega le cose a batteria in modalità wireless a Internet in reti private o globali. Questo protocollo di comunicazione è utilizzato principalmente dalle città intelligenti, dove ci sono milioni di dispositivi che funzionano con meno potenza e memoria.
L’illuminazione stradale intelligente è il caso d’uso pratico del protocollo LoRaWAN IoT. I lampioni possono essere collegati a un gateway LoRa utilizzando questo protocollo. Il gateway, a sua volta, si collega all’applicazione cloud che controlla automaticamente l’intensità delle lampadine in base all’illuminazione ambientale, il che aiuta a ridurre il consumo energetico durante il giorno.
• Bluetooth
Bluetooth è uno dei protocolli più utilizzati per la comunicazione a corto raggio. È un protocollo IoT standard per la trasmissione di dati wireless. Questo protocollo di comunicazione è sicuro e perfetto per la trasmissione a corto raggio, a bassa potenza, a basso costo e wireless tra dispositivi elettronici. BLE (Bluetooth Low Energy) è una versione a basso consumo energetico del protocollo Bluetooth che riduce il consumo energetico e svolge un ruolo importante nel collegamento dei dispositivi IoT.
Protocollo Bluetooth è utilizzato principalmente in indossabili intelligenti, smartphone e altri dispositivi mobili, dove piccoli frammenti di dati possono essere scambiati senza alta potenza e memoria. Offrendo facilità d’uso, Bluetooth è in cima alla lista dei protocolli di connettività dei dispositivi IoT.
• ZigBee
ZigBee è un protocollo IoT che consente agli oggetti intelligenti di lavorare insieme. È comunemente usato nella domotica. Più famoso per le impostazioni industriali, ZigBee viene utilizzato con app che supportano il trasferimento di dati a bassa velocità tra brevi distanze.
Illuminazione stradale e contatori elettrici nelle aree urbane, che fornisce un basso consumo energetico, utilizzare il protocollo di comunicazione ZigBee. Viene utilizzato anche con sistemi di sicurezza e nelle case intelligenti.
2. Protocolli dati IoT
I protocolli dati IoT vengono utilizzati per collegare dispositivi IoT a bassa potenza. Questi protocolli forniscono comunicazione point-to-point con l’hardware sul lato utente senza alcuna connessione Internet. La connettività nei protocolli di dati IoT avviene attraverso una rete cablata o cellulare. Alcuni dei protocolli di dati IoT sono:
• Message Queue Telemetry Transport (MQTT)
Uno dei protocolli più preferiti per i dispositivi IoT, MQTT raccoglie dati da vari dispositivi elettronici e supporta il monitoraggio remoto dei dispositivi. Si tratta di un protocollo di sottoscrizione/pubblicazione che viene eseguito su Transmission Control Protocol (TCP), il che significa che supporta lo scambio di messaggi event-driven attraverso reti wireless.
MQTT è utilizzato principalmente in dispositivi che sono economici e richiede meno potenza e memoria. Ad esempio, rilevatori antincendio, sensori per auto, orologi intelligenti e app per la messaggistica basata su testo.
• Constrained Application Protocol (CoAP)
CoAP è un protocollo di utilità Internet per gadget con restrizioni. Utilizzando questo protocollo, il client può inviare una richiesta al server e il server può inviare di nuovo la risposta al client in HTTP. Per l’implementazione leggera, utilizza UDP (User Datagram Protocol) e riduce l’utilizzo dello spazio. Il protocollo utilizza il formato di dati binari EXL (Efficient XML Interchanges).
Protocollo CoAP è utilizzato principalmente in automazione, cellulari e microcontrollori. Il protocollo invia una richiesta agli endpoint dell’applicazione, ad esempio le appliance nelle abitazioni e restituisce la risposta dei servizi e delle risorse nell’applicazione.
• Advanced Message Queuing Protocol (AMQP)
AMQP è un protocollo di livello software per l’ambiente middleware orientato ai messaggi che fornisce routing e accodamento. Viene utilizzato per una connessione point-to-point affidabile e supporta lo scambio continuo e sicuro di dati tra i dispositivi collegati e il cloud. AMQP è costituito da tre componenti separati, ovvero Exchange, Message Queue e Binding. Tutti questi tre componenti garantiscono uno scambio sicuro e di successo e la memorizzazione dei messaggi. Aiuta anche a stabilire la relazione di un messaggio con l’altro.
Il protocollo AMQP è utilizzato principalmente nel settore bancario. Ogni volta che un messaggio viene inviato da un server, il protocollo tiene traccia del messaggio fino a quando ogni messaggio viene consegnato agli utenti/destinazioni previsti senza errori.
• Machine-to-Machine (M2M) Protocollo di comunicazione
Si tratta di un protocollo di settore aperto costruito per fornire la gestione remota delle applicazioni di dispositivi IoT. I protocolli di comunicazione M2M sono convenienti e utilizzano reti pubbliche. Crea un ambiente in cui due macchine comunicano e scambiano dati. Questo protocollo supporta l’autocontrollo delle macchine e consente ai sistemi di adattarsi in base all’ambiente che cambia.
I protocolli di comunicazione M2M sono utilizzati per case intelligenti, autenticazione automatica del veicolo, distributori automatici e bancomat.
• XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol)
XMPP è progettato in modo univoco. Esso utilizza un meccanismo di spinta per lo scambio di messaggi in tempo reale. XMPP è flessibile e può integrarsi perfettamente con le modifiche. Sviluppato utilizzando open XML (Extensible Markup Language), XMPP funziona come un indicatore di presenza che mostra lo stato di disponibilità dei server o dispositivi che trasmettono o ricevono messaggi.
Oltre alle app di messaggistica istantanea come Google Talk e WhatsApp, XMPP viene utilizzato anche nei giochi online, nei siti Web di notizie e nel Voice over Internet Protocol (VoIP).
I protocolli IoT offrono un ambiente sicuro per lo scambio di dati
Come da un articolo pubblicato da Forbes, circa “32.000 case e aziende intelligenti sono a rischio di perdite di dati.”Pertanto, diventa importante esplorare le potenzialità dei protocolli e degli standard IoT, che creano un ambiente sicuro. Utilizzando questi protocolli, i gateway locali e altri dispositivi connessi possono comunicare e scambiare dati con il cloud.