Bežična komunikacija i IoT: bezgranične prilike ili gubitak privatnosti?

Sigurnost i pouzdanost podataka koji se prenose u IoT domenu su možda i kritičniji nego u slučaju prenosa ličnih i poslovnih podataka. Zoran Rončević, projektant IT sistema razbija kompleksnost uloge bežičnih mreža za razvoj IoTa.

Zoran Rončević - 27. Avgust, 2015.

“Kada bežična mreža bude u potpunosti primenjena, Zemlja će biti pretvorena u ogromni mozak, svaki deo sposoban za pružanje odgovora”. — Nikola Tesla

Još davne 1900. godine u svom članku kojim je vizionarski razmatrao mogućnost bežičnog prenosa energije, Nikola Tesla je sagledao moć i bežične komunikacije. Osnovna premisa iza interneta inteligentnih uređaja je globalna povezanost uređaja, računarskih sistema i, naravno, ljudi. Da bi se sagledala kompleksnost sistema komunikacija, mora se proći kroz sve topologije mreža koje su grupisane u tri osnovna tipa:

Svi ovi tipovi mreža imaju svoje specifičnosti i razlike kada se u njima nalaze inteligentni uređaji u odnosu na situaciju kada se radi o računarskim mrežama. Sigurnost i pouzdanost podataka koji se prenose u IoT domenu su možda i kritičniji nego u slučaju prenosa ličnih i poslovnih podataka. Hakovanje jednog web servera ne može se porediti sa hakovanjem Chrysler automobila, kada se uspelo u preuzimanju kontrole nad vozilom putem internet porta na kontrolnoj jedinici. Mobilnost IoT uređaja i njihova autonomija rada sa što manjom potrošnjom, takođe, predstavlja izazov u ostvarivanju ove tehnološke revolucije.

Private Area Network

Privatna mreža podrazumeva komunikaciju na maloj udaljenosti, uglavnom direktno između dva uređaja. Kada je potrebno realizovati bežičnu komunikaciju, onda se najčešće koristi Bluetooth ili WiFi. Najprostiji primer je veza između mobilnog telefona i slušalica. Kada govorimo o IoT, onda je to između mikrokontrolera i senzora ili nekog aktivatora.

Tako, na primer, možemo imati pametni termostat koji će reagovati na temperaturu u prostoriji i poslati podatke preko Bluetooth komponente kontrolnoj jedinici. Na osnovu primljenih podataka, kontrolna jedinica može reagovati i poslati komandu klima uređaju da se uključi. Pod privatnom mrežom podrazumevamo i vezu između merača otkucaja srca i mobilnog telefona koji prati sportistu tokom trčanja.

Ne mora uvek da postoji kontrolna jedinica – mikrokontroler. Da bi se prilagodilo potrebama IoT uređaja, Bluetooth tehnologija je dobila unapređenje u obliku Bluetooth Smart ili Bluetooth Low Energy standarda. Postiglo se da potrošnja bude mnogo manja, brzina uspostavljanja mnogo veća i zaštita podataka sa 128-bitnom enkripcijom.

Local Area Network

Lokalne mreže su prisutne u svim segmentima komunikacija: mreže računara, servera, štampača i slično. Kada posmatramo IoT uređaje, ovakva topologija može biti i samo između više kontrolnih jedinica međusobno. Na tržištu postoje senzori i aktivatori koji imaju WiFi komponente i putem njih ostvaruju komunikaciju sa kontrolnim jedinicama. Uglavnom se tu radi o uređajima koji se primenjuju u pametnim kućama (Smart Home).

Današnji kontroleri, fabrički se uglavnom isporučuju sa LAN adapterom koji se povezuje sa kablom na ostatak mreže. Takvi su na primer Raspberry Pi, Intel Galileo, Beaglebone Black. Sa druge strane, sve češće modeli se isporučuju sa ugrađenim WiFi adapterom kao što su Intel Edison, NodeMCU,Samsung Artik. Ovakva rešenja obezbeđuju manju potrošnju i manje dimezije, što je veoma bitno za potrebe ugrađivanja u prenosne uređaje.

Povezivanje IoT uređaja u lokalnu mrežu ima dve osnovne funkcije: međusobnu komunikaciju i komunikaciju sistema sa internetom. Ako je bilo koja od ovih komunikacija bežična, dolazimo do najvećeg izazova u zaštiti sistema i sigurnosti podataka. Nezamislivo je da se dozvoli nedozvoljeni upad u sistem, kojim bi se mogle naneti nesagledive štete.

Na primeru pametne kuće postoji bezbroj kritičnih situacija. Slanje lažnih podataka o temperaturi može nepotrebno aktivirati rashladne sisteme. Preuzimanje kontrole nad alarmnim sistemom ostaviće kuću potpuno nezaštićenom. Da bi odgovorili na ovaj izazov, na tržištu se pojavljuju uređaji slični onim koje srećemo kod računarskih mreža: IoT Gateway.

Na slici vidimo topologiju sistema u kojoj se primenjuje IoT Gateway.

iot gateway

Wide Area Network

Mada se u stručnoj literaturi pod WAN podrazumeva umrežavanje na velikim distancama i najčešće međusobno povezivanje više lokalnih mreža, danas se pod ovim pojmom podrazumeva – internet. Kao i kod prethodna dva tipa mreža i ova se može realizovati žičanim putem (optika), ali u domenu IoT, nas interesuje samo bežična komunikacija i to najzastupljenija – celularne mreže mobilne telefonije.

Od 2G, kada se uveo digitalni prenos podataka, pa do današnjeg 4G standarda, došli smo do brzine prenosa i do 1GBs. Planovi sa 5G standardom idu u pravcu daljeg povećanja brzina prenosa i omogućavanja komunikacije sa više bežičnih mreža odjednom.

mobilne mreže

Praktično je nezamislivo da ostvarimo viziju Internet Of Things bez interneta preko mobilnih mreža. Ogroman procenat uređaja se nalazi u automobilima, autobusima. Ljudi već nose sa sobom uređaje za praćenje zdravlja gde god da se nađu. Bežična komunikacija na bilo kom mestu i u bilo koje vreme je osnov da čitavo čovečanstvo uz pomoć interneta inteligentnih uređaja postane „pametnije“ i ostvari Teslinu viziju.