Apresentação rerum 26112016 versão final

RERUM - REliable, Resilient and secUre IoT for sMart city applications

Aline Aires Teixeira Débora Costanti Justino Ribeiro,

Fernanda Mitchelly Vilas Boas Franco Simon Nunez Herrera

Orientador: Antônio Marcos Alberti

Tópicos Abordados

Sessão 1 - Introdução ao estudo do RERUM para aplicações em cidades inteligentes.

Sessão 2 - Modelo de domínio RERUM no IoT.Sessão 3 - Visão funcional da arquitetura.Sessão 4 - Funcionalidade dos componentes da arquitetura RERUM.Sessão 5 - Cenários.Sessão 6 - Conclusão.

Definição de RERUM.

Contexto Histórico:• 01/09/2013: Início do projeto.• Financiado pela União Européia para atuar no programa FP7-SmartCities-

2013.• Consórcio de 12 colaboradores e estabelece ações em seis países europeus.

Sessão 1

Introdução ao estudo do RERUM para aplicações em cidades inteligentes


Público Alvo:• Integrantes do consórcio;• Pesquisadores e desenvolvedores da área de segurança em cidades inteligentes;• Administradores e projetistas de sistemas;• Projetos associados a IoT e membros do Grupo de Investigação da Internet das

Coisas (IERC, Internet of Things European Research Cluster).

Objetivo RERUM:• Tornar as tecnologias da IoT mais confiáveis a partir da criação, experimentação e

avaliação de uma nova arquitetura para as redes.

Sessão 1

Aplicações do RERUM:• Ambiente externo: como transporte inteligente e monitoramento do ambiente.• Ambiente interno: como em gestão de energia de residências e no monitoramento

da qualidade de vida.

Exemplo:• Em que o sistema já está implantado e cumpre todos os objetivos RERUM citam-se

as cidades de Tarragona, em Barcelona, e Heraklion, na Ilha de Creta.

Sessão 1


Modelo de domínio RERUM no IoT

Contexto:• Fundamentado no modelo de domínio da arquitetura da Internet das Coisas

(IOT-A, Internet of Things Architecture) e na arquitetura Butler.

• Exemplos de componentes da arquitetura final: Dispositivo RERUM (RD, Device RERUM); Entidade física (PE, Physical Entity); Dispositivo RERUM virtual (VRD, Virtual Device RERUM); Entidade virtual (VE, Virtual Entity); Objeto genérico virtual (GVO, Generic Virtual RERUM Object); E um elemento diferencial chamado confiabilidade/reputação.

Sessão 2

Elemento confiabilidade/reputação:• Interferem nas decisões do sistema;• A introdução da confiabilidade na IoT exige que considerem três

diferentes níveis, o dispositivo, os serviços de dados e o usuário.• O elemento relativo à confiabilidade/reputação interliga todos esses três

níveis e são apoiados nos recursos instalados no RD. • Também influenciam na política de privacidade pela qual se permite o

acesso aos três níveis.

Sessão 2

Modelo de domínio RERUM no IoT

Camada de Dispositivos; Camada de Comunicação e Rede; Camada de Serviços; Camada de Gerenciamento e

Monitoramento;Camada de Segurança,

Privacidade e Confiança; Camada de Interface Middleware

(MW); Camada de Aplicação.

Sessão 3

Arquitetura RERUM (Final) Camada de Aplicações

Camada de Serviços

Programa MIDDLEWARE

Camada de Dispositivo

Camada de Comunicação

Ger

enci

ador

Segurança, Privacidade e Confi

abilidade

Aplicações

Gerenciador de FederaçõesFederações das

VRDsPrivacidade/

ConfiançaRegistroGVO

Gerenciador Dados e

Contexto

Segurança/Privacidade/

Confiança

Gerenciador GVO

VRD VRD VRD VRD VRD


Confiança

Gere

nciad

or S

PT

Gerenciador de configuração e monitoramento

Adaptador RD

Gerenciador de Comunicação

Privacidade

Android

Segu

ranç

a /Re

putaç

ão

RD

Dispositivo RERUM sem restrição

Gerenciador de Serviços

Serviço Serviço VESegurança/ Privacidade

Gerenciador Comunicação e Rede

Adaptador RD

Privacidade

Android

RDAdaptador RD

Privacidade

Arduino

RDAdaptador RD

Privacidade

Openmote

RDAdaptador RD

Privacidade

Z1

RD

Dispositivo RERUM com restrição

RERUMGATEWAY Segurança/

Reputação

Sessão 4 Arquitetura RERUM à partir das Funcionalidades de

seus Componentes

Dispositivo Adaptador RERUM (RD)• A camada do dispositivo RERUM funciona como uma ponte entre o equipamento

e os programas responsáveis por sua atuação.

Partes principais:• Unidade de alimentação;• Unidade de processamento;• Interfaces de comunicação;• Elementos sensores;• Unidade de armazenamento/memória; • Elementos reservas.

Sessão 4

Funcionalidade dos Componentes da Arquitetura RERUM

Adaptador RD


Privacidade

Android

Segu

ranç

a /Re

puta

ção

RD



Adaptador RD

Privacidade

Android

RDAdaptador RD

Privacidade

Arduino

RDAdaptador RD

Privacidade

Openmote

RDAdaptador RD

Privacidade

Z1

RD


Dispositivos sem Restrição:

• Exemplo: Câmeras wi-fi que não possuem restrições em relação a bateria, memória e armazenamento.

Sessão 3

Dispositivos RERUM

Adaptador RD


Privacidade

Android

Segu

ranç

a /Re

puta

ção

RD


Adaptador RD

Privacidade

Android

RDAdaptador RD

Privacidade

Arduino

RDAdaptador RD

Privacidade

Openmote

RDAdaptador RD

Privacidade

Z1

RD


Dispositivos com Restrição:

• Exemplo: Rede de Sensores que possuem restrições importantes em relação a bateria, memória e armazenamento.

Dispositivo Adaptador RERUM (RD)

Sessão 4

RE-mote é uma plataforma de desenvolvimento que segue as especificações desenvolvidas conjuntamente por universidades e sócios industriais no marco do projeto de pesquisa Europeu RERUM, para aplicações em cidades inteligentes.


Gerenciador de Comunicação e Rede:

• O gerenciador de comunicação e rede é um grupo de componentes funcionais que permitem uma interação fácil entre os dispositivos e o RERUM Gateway conecta os dispositivos RERUM com restrição a interface Middleware (MW) .

Sessão 4

• Tipos de comunicações da Rede: Comunicação Ponto a Ponto; Comunicação de Rede.



Reputação




Sessão 4

Ligado ao Registro

GVO

1

Gerenciador de serviços:• Tem como objetivo de expor e manipular os serviços relacionados com as

entidades virtuais (VEs) e Serviços do RERUM.

• Tipo de Serviço: Expor recursos (bateria, armazenamento e memória) aos dispositivos RERUM

Gerenciador do Objeto Virtual (GVO) :

• Suas responsabilidades são:

Identificar, registrar e gerenciar os objetos virtuais (GVOs) e expor os dispositivos virtuais RERUM (VRDs).

Abstrair as entidades virtuais e os dispositivos virtuais.

Sessão 4

Gerenciador GVO

VRD VRD VRD VRD VRD


Confiança

Ligado ao Registro

GVO

2


Gerenciador das Federações:• As federações podem ser vistas como composições de serviços RERUM.• Exemplo:

Controlador de ar condicionado, no qual o sensor de temperatura encontra-se no interior e no exterior da casa, nesta situação cria-se uma janela federação de modo a proporcionar uma temperatura ambiente adequada com consumo mínimo de energia.

Sessão 4

RegistroGVO


VRDsPrivacidade/

Confiança

Ligação do Gerenciador de:Serviço + Objeto

Virtual + Federações.

Gerenciador de Serviço.

Gerenciador do Objeto Virtual2

3

1

1 + 2


Gerenciador de Configuração e Monitoramento:

• Gerenciador de Configuração: Corresponde a configuração dos dispositivos RERUM.

• Gerenciador de Monitoramento: Realiza o monitoramento dos estados dos componentes funcionais, que podem ser interconectados.

Sessão 4Gerenciador de configuração e monitoramento

• Tipos de Estados: Memória; Armazenamento; Bateria; Conectividade da rede


Gerenciador de Dados e Contexto:

• Coletar dados relevantes para os eventos dos dispositivos RERUM, traduzir os dados em vários formatos possibilitando a troca dessas informações com vários serviços, facilitar a comunicação entre os vários serviços da internet.

• Principal função é extrair o contexto (situação em que se encontra) dos diferentes tipos de processamento de dados de dentro da interface Middleware (MW).

Sessão 4


Gerenciador Dados e

Contexto


Confiança

Gerenciador de Dados e Contexto:

• Exemplo:

Uma casa com vários sensores, sendo o contexto chamado como o estado da casa, onde o sensor pode identificar se há alguma situação de emergência, nestas situações as políticas de privacidade de acesso serão alteradas para que as entidades emergências possam abrir a porta da casa e prestar socorro.

Sessão 4


Gerenciador Dados e

Contexto


Confiança

Gerenciador de Segurança, Privacidade e Confiança (SPT)

• Segurança:

É um dos aspectos fundamentais para a arquitetura RERUM que oferece vários parâmetros que garantem a integridade dos dados. No momento que os mecanismos de proteção de integridade são aplicados aos dados, acontece a verificação deste conteúdo para analisar se ocorreram mudanças ou destruição de forma não autorizada.

Sessão 4Ge

rencia

dor S

PT


Gerenciador de Segurança, Privacidade e Confiança (SPT)

• Privacidade:

Seu objetivo é armazenar de forma segura e privada os dados. Quando os dados são gerados, recolhidos, armazenados ou processados.

O consentimento da leitura dos dados acontece assim que o gerenciador recebe uma confirmação dos usuários através de um formulário, por exemplo, por um clique no mouse ou um toque no smartphone.

Sessão 4Ge

rencia

dor S

PT


Gerenciador de segurança, privacidade e confiança (SPT)

• Confiança:

São responsáveis por avaliar o nível de confiabilidade de um elemento do sistema RERUM. Suas interações são gerenciadas com confiança para garantir a integridade e a reputação das informações.

É realizado tratamento nas mensagens recebidas e enviadas de forma autorizada, sendo que a reputação do requerente deve ser analisada a partir de critérios fornecidos ou aprovados.

Sessão 4Ge

rencia

dor S

PT


Interação dos componentes funcionais de Middleware: • O termo "Middleware" é usado no RERUM para referir o conjunto de

componentes funcionais que trabalham em conjunto para permitir que os dispositivos Rerum forneçam serviços aos usuários.

• Exemplos: Os fluxos de dados de um usuário quando este solicita um serviço simples ou

quando ele solicita uma janela federação, dessa forma é aberto pedidos aos dispositivos virtuais RERUM (VRDs).

Sessão 4


Sessão 4

Camada de Aplicação:

• A camada de aplicação do RERUM terá que receber os pedidos de aplicação e serviços.

• A perspectiva de segurança dessas solicitações ao quadro RERUM é que estes pedidos sejam protegidos, ou a autenticação do aplicativo ou do serviço devem ocorrer diretamente neste quadro, assim as aplicações acontecem de maneira satisfatória.

Aplicações


Aplicações


VRDsPrivacidade/

ConfiançaRegistroGVO

Gerenciador Dados e

Contexto


Confiança

Gerenciador GVO

VRD VRD VRD VRD VRD


Confiança

Gere

nciad

or S

PT

Gerenciador de configuração e monitoramento

Adaptador RD


Privacidade

Android

Segu

ranç

a /Re

putaç

ão

RD





Adaptador RD

Privacidade

Android

RDAdaptador RD

Privacidade

Arduino

RDAdaptador RD

Privacidade

Openmote

RDAdaptador RD

Privacidade

Z1

RD



Reputação

Sessão 5

Cenários

Ambiente ExternoAmbiente InternoCenário Híbrido

Tarragona• Sul de Barcelona – Espanha

• 130.000 habitantes

Heraklion• Ilha de Creta – Grécia

• 170.000 habitantes

Cenários

Sessão 5

Transporte • Utiliza vários sensores fixos; • Veículos monitorados por GPS;• Avalia o tráfego nos principais eixos e

gera uma estimativa de tráfego em tempo real.

Meio ambiente• Monitora os dados do meio ambiente

através de medições da poluição com objetivo de avaliar temperatura, umidade e poluição do ar.

Exemplos de Ambientes Externos

Sessão 5

Sessão 5

Aplicativo de Serviço

Monitoramento da qualidade do ar

Monitoramento de ruídos

Monitoramento do tempo

Rede Gateway

LEGENDA

EMF

Casas, órgãos públicos e edificações. • Sensores para gerenciamento energético e monitoramento do consumo. • Monitoramento da qualidade do ar, detecção de fogo e fumaça, medição de

temperatura e da umidade no interior dos ambientes. Exemplos: museus, galerias e salas de computadores administrativos.

Exemplo de Ambientes Internos

Sessão 5

3 3

33 3555

555

4

3

8

3

9

14

15

11

12

6

1517

17

1717

16

10

1

2

713

1. Central de inteligência2. Sensor de luz3. Controle de portas e janelas4. Controle do ar condicionado5. Controle de iluminação6. Alimentador de animais

7. Fechamento das cortinas8. Irrigação Automática9. Sensor de entrega (correio)10. Sensor de garagem11. Alarme12. Umidade do gramada

13. Reconhecimento de morador14. Sensor de movimento15. Sensor de entrada16. Interface carro-celular17. Interface casa-celular

A arquitetura RERUM foi baseada nos fundamentos do IOT-A de forma a atender os conceitos de segurança, privacidade e confiabilidade adaptadas às exigências da internet das coisas.

O cenário híbrido veio como uma necessidade de reconhecer a importância de manter localmente a informação e a gestão das implementações internas.

Como observação final, a internet das coisas está se tornando parte integrante da vida cotidiana das cidades inteligentes. Para isso exigem-se dados de sensores implantados em todos os lugares da cidade para uma prestação de serviços de forma eficiente e melhoria significativa na qualidade da vida. Em contrapartida, os perigos da divulgação de informações pessoais são considerados elevados.

O projeto RERUM identifica estes problemas como críticos e se concentra em melhorar as arquiteturas para internet das coisas para garantir aos usuários que seus dados serão transferidos de forma segura e não serão divulgadas a terceiros sem o consentimento.

Conclusão

Referências1. Final system architecture - Deliverable 2.5. Disponível em: https://ict-rerum.eu. Acesso em 01 Sept. 2016.2. FRIESS, P. Internet of things research in Europe cluster. Disponível em: http//:www.iot-a-eu. Acesso em 20 Oct. 2016. 3. TRAGOS, E. Incentives for citizen involvement in smart cities - why should I help? Disponível em: https://www.fi-athens.eu. Acesso em

20 Oct. 2016.4. COPIGNEAUX, B. Butler Smartlife - Project presentation. Disponível em: https://www.iot-butler.eu. Acesso em 20 Oct. 2016.5. ZARGHAMI, S. Software Middleware for Internet of Things. Master thesis. Faculty of Electrical Engineering, Mathematics, and Computer

Science Software Engineering. University of Twente, Nov., 2013. Disponível em:http://www.fmt.cs.utwente.nl. Acesso em 20 Oct. 20166. MOTA, R. P. B. BATISTA, D. M. Um mecanismo para garantia de QoS na Internet das Coisas com RFID. 31° Simpósio Brasileiro de Redes de

Computadores e Sistemas Distribuídos. São Paulo, 2013. Disponível em: http://ce-resd.facom.ufms.br. Acessado em 2 Oct. 20167. CARREZ, F. Internet of Things – Architecture IoT-A Deliverable D1.5 – Final architectural reference model for the IoT v3.0. Disponível em:

http//:www.iot-a-eu. Acesso em 26 Oct. 2016.8. CICHACZEWSKI, E. Przysiezny, E. T. FERLIN, E. P. Microprocessador Risc Implementado em Lógica Programável. VIII Seminário de

Iniciação Científica e Tecnológica. Disponível em: http://www.academia.edu/. Acessado em 31 Oct. 20169. TRINTA, F. A. M. MACÊDO, R. C. Um Estudo sobre Criptografia e Assinatura Digital. Departamento de Informática. Universidade Federal

de Pernambuco. Disponível em: http://www.di.ufpe.br. Acessado em 1 Nov. 2016.10.Without API Management, the Internet of Things is Just a Big Thing. Disponível em: https://www.wired.com. Acesso em 26 Oct. 2016.11.RERUM REliable, Resilient and secUre IoT for sMart city applications. Disponível em

http://cordis.europa.eu/fp7/ict/future/documents/smart-cities-projects. Acesso em 19 Oct. 2016.12.Heraklion – Roadmap towards becoming a smart city. Disponível em:

https://www.eurescom.eu/news-and-events/eurescommessage/eurescom-message-winter-2015/heraklion-roadmap-towards-becoming-a-smart-city.html. Acesso em 19 Oct. 2016.

Dúvidas e Esclarecimentos

Apresentação rerum 26112016 versão final

Technology

Transcript of Apresentação rerum 26112016 versão final