IoT-laitteen turvallinen tiedonsiirto pilvipalveluun käyttäen NB-IoT-verkkoteknologiaa

Abstract

Insinöörityön tarkoituksena oli tutkia esineiden internetin tietoturvallisuutta ja salausmenetelmiä. Tämän lisäksi rakennettiin IoT-prototyyppi, jolla voitiin demonstroida turvallista tiedonsiirtoa IoT-laitteelta pilvipalveluun hyödyntäen Narrowband IoT -verkkoteknologiaa. Nykyiset salausmenetelmät ovat raskaita toteuttaa vähävirtaisilta IoT-laitteilta, joten työn tarkoituksena oli myös selvittää turvallisimmat ja energiatehokkaimmat tavat salata liikennettä.

Käytännön toteutus aloitettiin prototyypin perusyhteyksien luomisella. Tämän jälkeen käyttöön otettiin MQTT-tiedonsiirtoprotokolla sekä Google IoT Coren vaatima käyttäjän varmennemenetelmä. Ongelmaksi toteutuksen loppuvaiheessa muodostui se, että kehitysalustasta puuttui kokonaan Google IoT Core -pilvipalvelun vaatima suojauspaketin tuki.

Työn lopputuloksena onnistuttiin luomaan toimiva MQTT-protokolla ja JSON web token -käyttäjävarmenne. Insinöörityön puitteissa prototyypin ja pilvipalvelun yhteyttä ei saatu suojauspaketin tuen puuttuessa toimimaan. Suojauspaketin tuki lisätään kehitysalustaan lähitulevaisuudessa päivityksen mukana, ja tuolloin prototyypillä pystytään havainnollistamaan tuotteen toimintaa ja tiedonsiirron turvallisuutta.

The goal of this thesis was to study the security and encryption methods of the devices used in internet of things. An IoT prototype was created so that secure data transfer from IoT device into the cloud by using Narrowband IoT networking technology could be demonstrated. The current encryption methods are burdensome to be used in low powered IoT devices. Additionally, the purpose for this thesis was to clarify the most secure and energy efficient ways to conceal data traffic.

The practical implementation was started with the basic communications of the prototype. After they were functional, the required certificate system of the MQTT-communication protocol and Google’s IoT Core was implemented. There was complication in the development platform about the support of required cipher suite in the final stages of the prototype.

The result of the thesis included successful usage of the MQTT protocol and JSON web token user certificates. Unfortunately, the connection between the prototype and the cloud services could not be completed due to lack of support with the cipher suite. The support for this cipher suite will be added to the development platform by the developer in the near future and then the functionality of the prototype and data transfer can be confirmed.