How IoT Protocols and Standards Support Secure Data Exchange in the IoT Ecosystem?

numa altura em que o número de dispositivos de Internet das Coisas (IoT) está a aumentar continuamente, os casos de ataques de DDoS (negação de Serviço Distribuída) também são testemunhados com frequência. Gartner relata que até 2020, O número de dispositivos IoT atingirá aproximadamente 25 bilhões. Significa que é tempo de as empresas, os clientes e outras partes interessadas saberem dos protocolos e normas da IoT, que podem potencialmente manter as possibilidades de falhas de segurança à distância. Os protocolos de comunicação IoT são modos de comunicação que protegem e garantem a máxima segurança aos dados trocados entre dispositivos conectados.

os dispositivos IoT são normalmente conectados à Internet através de uma rede IP (Internet Protocol). No entanto, dispositivos como Bluetooth e RFID permitem que os dispositivos IoT se conectem localmente. Nestes casos, há uma diferença de potência, alcance e memória usada. A conexão através de redes IP são comparativamente complexas, requer maior memória e potência dos dispositivos IoT, enquanto a gama não é um problema. Por outro lado, as redes Não-IP exigem comparativamente menos energia e memória, mas têm uma limitação de gama.

no que diz respeito aos protocolos de comunicação ou tecnologias da IoT, uma mistura de redes IP e não-IP pode ser considerada dependendo do uso.

tipos de protocolos IoT tipos de protocolos IoT
protocolos e normas IoT podem ser amplamente classificados em duas categorias separadas.
1. Protocolos de Rede IoT

protocolos de rede IoT são usados para conectar dispositivos através da rede. Estes são o conjunto de protocolos de comunicação tipicamente usados através da Internet. Utilizando protocolos de rede IoT, é permitida a comunicação de dados extremo-a-extremo no âmbito da rede. A seguir estão os vários protocolos de Rede IoT:

• HTTP (HyperText Transfer Protocol)
HyperText Transfer Protocol is the best example of IoT network protocol. Este protocolo formou a base da comunicação de dados através da web. É o protocolo mais comum que é usado para dispositivos IoT quando há um monte de dados a serem publicados. No entanto, o protocolo HTTP não é preferido por causa de seu custo, vida útil da bateria, poupança de energia, e mais restrições.

Additive manufacturing / 3D printing is one of the use cases of the HTTP protocol. Ele permite que os computadores conectem impressoras 3D na rede e imprimam objetos tridimensionais e protótipos de processo pré-determinados.

• LoRaWan (Long Range Wide Area Network)
It is a long-range low power protocol that provides signal detection below the noise level. LoRaWan conecta coisas operadas por bateria wireless à Internet em redes privadas ou globais. Este protocolo de comunicação é usado principalmente por cidades inteligentes, onde existem milhões de dispositivos que funcionam com menos energia e memória.

Smart street lighting is the practical use case of LoRaWan IoT protocol. As luzes de rua podem ser conectadas a um gateway LoRa usando este protocolo. O portal, por sua vez, conecta-se à aplicação em nuvem que controla a intensidade das lâmpadas automaticamente com base na iluminação ambiente, o que ajuda a reduzir o consumo de energia durante o dia-a-dia.

• Bluetooth
Bluetooth é um dos protocolos mais amplamente utilizados para a comunicação de curto alcance. É um protocolo padrão IoT para transmissão de dados sem fio. Este protocolo de comunicação é seguro e perfeito para a transmissão de curto alcance, baixa potência, baixo custo e sem fio entre dispositivos eletrônicos. BLE (Bluetooth Low Energy) é uma versão de baixa energia do Protocolo Bluetooth que reduz o consumo de energia e desempenha um papel importante na conexão de dispositivos IoT. O protocolo Bluetooth é usado principalmente em Smart wearables, smartphones e outros dispositivos móveis, onde pequenos fragmentos de dados podem ser trocados sem alta potência e memória. Oferecendo facilidade de uso, Bluetooth é o topo da lista de protocolos de conectividade do dispositivo IoT.ZigBee é um protocolo IoT que permite que objetos inteligentes trabalhem juntos. É comumente usado em automação doméstica. Mais famoso pelas configurações industriais, ZigBee é usado com aplicativos que suportam transferência de dados de baixa taxa entre distâncias curtas.

iluminação de rua e contadores elétricos em áreas urbanas, que fornece baixo consumo de energia, use o protocolo de comunicação ZigBee. Ele também é usado com sistemas de segurança e em casas inteligentes.

2. Protocolos de dados de IoT

protocolos de dados de IoT são usados para conectar dispositivos de IoT de baixa potência. Estes protocolos fornecem comunicação ponto-a-ponto com o hardware do lado do usuário sem qualquer conexão à Internet. A conectividade nos protocolos de dados IoT é através de uma rede com fio ou celular. Alguns dos protocolos de dados do IoT são:

* Message Queue Telemetry Transport (MQTT)
um dos protocolos mais preferidos para dispositivos do IoT, o MQTT coleta dados de vários dispositivos eletrônicos e suporta monitoramento remoto de dispositivos. É um protocolo subscribe/publish que funciona sobre o protocolo de controle de transmissão (TCP), o que significa que ele suporta o intercâmbio de mensagens movidas por eventos através de redes sem fio.

MQTT é usado principalmente em dispositivos que são econômicos e requerem menos energia e memória. Por exemplo, Detectores de incêndio, sensores de carro, Relógios Inteligentes e aplicativos para mensagens baseadas em texto.

• Coap (Constrained Application Protocol)
CoAP is an internet-utility protocol for restricted gadgets. Usando este protocolo, o cliente pode enviar um pedido para o servidor e o servidor pode enviar de volta a resposta para o cliente em HTTP. Para a implementação de peso-leve, ele faz uso do UDP (User Datagram Protocol) e reduz o uso do espaço. O protocolo utiliza o formato binário EXL (Intercâmbio XML eficiente). O protocolo CoAP é usado principalmente em automação, celulares e microcontroladores. O protocolo envia um pedido aos parâmetros de aplicação, como aparelhos domésticos, e envia de volta a resposta dos serviços e recursos na aplicação.

• Advanced Message Queuing Protocol (AMQP)
AMQP is a software layer protocol for message-oriented middleware environment that provides routing and queuing. Ele é usado para conexão ponto-a-ponto confiável e suporta o intercâmbio de dados sem descontinuidades e seguros entre os dispositivos conectados e a nuvem. O AMQP consiste em três componentes separados: troca, Fila de mensagens e encadernação. Todos estes três componentes garantem uma troca e armazenamento seguros e bem sucedidos de mensagens. Também ajuda a estabelecer a relação de uma mensagem com a outra. O protocolo AMQP é utilizado principalmente no sector bancário. Sempre que uma mensagem é enviada por um servidor, o protocolo segue a mensagem até que cada mensagem seja entregue aos usuários/destinos pretendidos sem falha.

• Protocolo de comunicação máquina-a-máquina (M2M)
é um protocolo da Indústria aberta construído para fornecer gerenciamento de aplicações remotas de dispositivos IoT. Os protocolos de comunicação M2M são rentáveis e utilizam redes públicas. Cria um ambiente onde duas máquinas comunicam e trocam dados. Este protocolo suporta o auto-monitoramento de máquinas e permite que os sistemas se adaptem de acordo com o ambiente em mudança. Os protocolos de comunicação M2M são usados para casas inteligentes, autenticação automática de veículos, máquinas de venda automática e máquinas ATM.

the XMPP is uniquely designed. Ele usa um mecanismo de push para trocar mensagens em tempo real. XMPP é flexível e pode se integrar com as mudanças sem problemas. Desenvolvido usando Open XML (Extensible Markup Language), XMPP funciona como um indicador de presença mostrando o estado de disponibilidade dos servidores ou dispositivos que transmitem ou recebem mensagens. Além dos aplicativos de mensagens instantâneas, como o Google Talk e o WhatsApp, o XMPP também é usado em jogos online, sites de notícias e VoIP. Os protocolos IoT oferecem um ambiente seguro para o intercâmbio de dados

de acordo com um artigo publicado pela Forbes, aproximadamente “32.000 residências inteligentes e empresas estão em risco de vazamento de dados.”Portanto, torna-se importante explorar os potenciais de protocolos e padrões da IoT, o que cria um ambiente seguro. Usando estes protocolos, gateways locais e outros dispositivos conectados podem comunicar e trocar dados com a nuvem.

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