Automazione_Oggi-381

MAGGIO 2015

AUTOMAZIONE OGGI 381

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TUTORIAL

digitali presenti, per esempio, in poster abilitati alla comunicazione

NFC e per effettuare operazioni di ticketing. L’eterogeneità dei dispo-

sitivi e delle applicazioni in un sistema IoT, poi, rende necessaria la

presenza di un software detto ‘middleware’, che fa da ‘collante’ tra i

dispositivi e le applicazioni presenti. Alcunimiddleware si basano, per

quanto riguarda l’architettura, suSOA (ServiceOrientedArchitecture),

come il middleware, ancora in fase di sviluppo, realizzato all’interno

del progetto europeo Hydra: LinkSmart Middleware.

Internet of Things: architettura del protocollo

Spesso le soluzioni proposte in ambito IoT per connettere i vari og-

getti assieme non tengono in considerazione aspetti riguardanti

l’interoperabilità, la privacy e la sicurezza. Uno degli obiettivi del pro-

gettoeuropeo IoT-Aèquellodi creareunmodellodi architetturadi ri-

ferimento per l’interoperabilità dei sistemi IoT, inmodo poi da potere

sviluppare dei protocolli di standardizzazione e interfacce, tenendo

in considerazione anche i fattori citati, come la privacy e la sicurezza.

L’approccio utilizzato è ‘top down’, partendo dalla definizione dei

blocchi fondamentali riguardanti l’IoT per arrivare ad analizzare cia-

scun blocco nello specifico. Un esempio di modello generale per de-

scrivere l’architetturadel protocollo IoT èquellodi definiredei blocchi

riguardanti la sicurezza e altri che implementano funzioni come la rac-

coltadell’informazionedall’ambiente circostante, la consegnadell’in-

formazione (utilizzando per esempio una WSN), l’elaborazione dei

dati, che consiste anche nel filtrare dati di poco interesse. Comples-

sivamente l’architettura proposta dal progetto sopra citato è sche-

matizzata in Figura 3. In forma sostanziale, la parte di destra gestisce

la connessione dei dispositivi alla rete, la ricezione e la spedizione di

pacchetti, ed esegue il controllo degli errori e di congestione, mentre

la parte di sinistra gestisce la sicurezza e la crittografia della comuni-

cazione. In particolare, i blocchi che costituiscono l’architettura sono i

seguenti:machine tomachine (m2m): permette la comunicazione tra

dispositivi di differenti reti attraverso un linguaggio comune, oppure

attraverso la traduzione dell’informazione scambiata tra i dispositivi.

Una possibile soluzione è quella di utilizzare un proxy. Inoltre, grazie

all’utilizzo di algoritmi decisionali è possibile dare una risposta a un

possibile fenomeno fisico, in tempo reale, basandosi sui dati raccolti

dai dispositivi, ottenuti attraverso il monitoraggio dell’ambiente in

cui sono stati collocati. In

Figura 4 è rappresentato un

esempio di comunicazione

m2m tra un dispositivo

mobile e un PC. Da notare

il ruolo del back end server,

che permette a due reti dif-

ferenti come Internet (rete

unconstrained) e WSN (rete

constrained) di comunicare

grazie a un proxy che mette

in relazione i due linguaggi

utilizzati dalle diverse reti.

Transport (TRA): questo

livello permette di garan-

tire, tra sorgente e desti-

natario, un certo livello di

prestazione in termini di

consegna e affidabilità.

Identification(ID): questo

livello permette di migliorare la sicurezza, in quanto ha la funzio-

nalità di individuare un nodo, sia per quanto riguarda la posizione

all’interno della rete, sia per il tipo di dispositivo grazie all’ID del nodo

stesso, evitandocosì di autenticarenodimalevoli all’internodella rete.

Network (NET): gestisce l’indirizzamento dei nodi e l’instradamento

dei pacchetti. Link Layer (Link): questo livello gestisce l’accesso al

mezzo trasmissivo e implementa un controllo dell’errore sul mezzo

che connette tra loro due nodi. Physical Layer (PHY): si occupa della

trasmissione del segnale nel mezzo trasmissivo, quindi implementa

modulazione, demodulazione e codifica di canale. Bootstrapping

and Authentication: gestiscono l’autenticazione dei nodi che ven-

gono adaggiungersi nella rete. I protocolli utilizzati per questa opera-

zione sono: Protocol for Carrying Authentication for Network Access

(Pana), attraverso un server di autenticazione; oppure, per garantire

una maggiore operabilità, è usato l’Extensible Authentication Proto-

col (EAP). Static Profile: rappresenta le caratteristiche attraverso end

point per quanto riguarda le risorse di cui si dispone in termini di di-

mensioni della memoria, potenza di elaborazione, ID e impostazioni

di sicurezza, che intende utilizzare o che necessita dalla rete. Collabo-

rative ActionManagement: è utilizzato quando un nodo non riesce a

eseguire un compito troppo impegnativo dal punto di vista compu-

tazionale. Quando viene richiesto l’aiutodi questomodulo, viene sta-

bilita una connessione criptata con il nodo in difficoltà. Identity and

Key Management: fornisce una comunicazione sicura tra end point.

Inoltre, permette la comunicazione tra due nodi attraverso il proto-

collo AKE (Authenicated Key Exchange), che si basa su uno scambio

di chiavi di sessione, inmodo che soltanto i duenodi coinvolti siano in

gradodi decriptare le informazioni che si scambiano. Adaptation and

Awarness: questo blocco è responsabile della configurazione dello

stack protocollare del nodo e della raccolta di informazioni riguardo

il suo stato corrente. Group Security Management: questo blocco fa

rispettare la sicurezza, in comunicazioni di tipomulticast o broadcast.

Routing Security: è responsabile dell’implementazione di soluzioni

con l’obiettivo di ridurre i cosiddetti ‘routing attack’. Authorization

Management (AuthZ Mgt.): gestisce l’accesso in entrata e in uscita ai

sevizi, andandoa controllare i certificati di accessoegli utenti autenti-

cati senza l’utilizzodi certificato.

Esistono inoltrealcuni elementi pratici

da tenere in considerazione per quanto riguarda un’architettura IoT.

Figura 3 - Modello di architettura di riferimento del protocollo IoT secondo il progetto europeo IoT-A