Návrh zabezpečené sítě IoT zařízení pro SMART implementace

Jan Hoffmann

Bachelor's thesis

Design of secure IoT device network for SMART implementation

Abstract:

Výrazným znakem pro dnešní společnost je zjednodušení či zefektivnění procesů. Spoustu rutinních prací a úkonů dnes zastávají roboti (chytrá zařízení), jenž firmám šetří peníze a čas. Původně byla zařízení tohoto typu umístěna a využívána pouze určitými společnostmi. V dnešní době se však spousta chytrých (Smart) zařízení dostává mezi širší okruh společnosti. Již není vzácností ve spoustě domácností narazit na takováto chytrá zařízení. Jmenovitě chytré žárovky, chytré spotřebiče, nebo dokonce komplexní chytré systémy. Popularita takzvaných chytrých domácností neustále narůstá.Chytré spotřebiče mají mnoho výhod, které z nich dělají užitečný doplněk do domácnosti. Avšak s výhodami přichází i několik podstatných nevýhod, které mohou odradit nejednoho potencionálního zájemce. Tyto nevýhody se týkají především bezpečnosti. Zařízení, která domácnosti využívají, mají neustálý přístup k síti a neustále komunikují s různými servery. To znamená, že jsou viditelná pro okolní svět. Když se k tomu připočte nedostatečné zabezpečení domácí sítě – slabá hesla či nízká úroveň zabezpečení, stávají se chytrá zařízení snadným cílem hackerských útoků.Práce podrobně popisuje problematiku oblasti Internetu věcí a jeho architektury. Jsou zde také popsány hlavní aplikační domény IoT, a to Smart Health, Smart Industry a Smart Energy. Součástí práce je dále představení momentálně nejpoužívanějších komunikačních protokolů v IoT, jako je MQTT, CoAP a AMQP. Tyto protokoly jsou analyzovány z hlediska zabezpečení. Důraz je především kladen na protokol MQTT, jenž je následně využit v samotné implementaci, jako hlavní komunikační protokol.Praktická část se zabývá vytvořením simulace IoT sítě pomocí Raspberry Pi 3, mikrokontrolerů ESP8266 spolu se senzory a aktuátory. Tyto mikrokontrolery jsou naprogramovány pomocí jazyka C++. Součástí implementace je vytvoření jednoduché dashboard v prostředí Node-RED, která umožní uživateli ovládat osvětlení v místnosti, měřit a měnit teplotu a sledovat důležité údaje o stavu místnosti, jako je vlhkost, kvalita ovzduší, či koncentrace nebezpečných plynů.Výsledkem práce je stabilní a zabezpečená IoT síť využívající SMQTT jako hlavní komunikační protokol.

Keywords

internet věcí, síť zabezpečená, implementace SMART

Keywords

internet of things, implementation SMART, Raspberry Pi, MQTT

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 25. 5. 2023
• Supervisor: Ing. Pavel Blažek, Ph.D.
• Reader: doc. Mgr. Josef Horálek, Ph.D.

University of Hradec Králové

Faculty of Informatics and Management

Bachelor programme / field:
Aplikovaná informatika / Aplikovaná informatika