Fondements IoT - Introduction PDF

Fondements de l’IoT March 20, 2024 Pr. Omar Ait Oualhaj Plan Fondements de l’IoT Introduction à l’IoT : Définitions, besoins, caractéristiques, et applications IoT versus Internet versus systèmes embarqués. IoT versus IoeT, versus WoT. Fondements de l’IoT : Hardware,...

Fondements de l’IoT March 20, 2024 Pr. Omar Ait Oualhaj Plan Fondements de l’IoT Introduction à l’IoT : Définitions, besoins, caractéristiques, et applications IoT versus Internet versus systèmes embarqués. IoT versus IoeT, versus WoT. Fondements de l’IoT : Hardware, software, communication, infrastructure, services, optimisation,... Eléments matériels incontournables de l’IoT : Sensors, motors, actuators, power adapters, wereables, smart objects Infrastructure de communication pour l’IoT : Zigbee, NFC, WiFi, Mobile IP, Bluetooth, M2M, 2G/3G/4G/5G,... Eléments logiciels nécessaires de l’IoT Applications de l’IoT : smart cities, smart cars, smart building, ITS, e-health, [email protected] March 20, 2024 2 / 157 Introduction [email protected] March 20, 2024 3 / 157 Introduction [email protected] March 20, 2024 4 / 157 Introduction [email protected] March 20, 2024 5 / 157 Introduction (1) Définition de L’IoT L’Internet des objets est défini comme une infrastructure mondiale pour la société de l’information, qui permet de disposer de services évolués en interconnectant des objets (physiques ou virtuels) grâce aux technologies de l’information et de la communication interopérables existantes ou en évolution. 1 1 Source: l’Union Internationale des Télécommunications (UIT) [email protected] March 20, 2024 6 / 157 Introduction Domaines applicatifs de l’IoT Ville intelligente: circulation routière intelligente, transports intelligents, collecte des déchets, cartographies diverses (bruit, énergie, etc.). Environnements intelligents: prédiction des séismes, détection d’incendies, qualité de l’air, etc. Sécurité et gestion des urgences : radiations, attentats, explosions. Logistique : aller plus loin que les approches actuelles. Contrôle industriel : mesure, pronostic et prédiction des pannes, dépannage à distance. Santé : suivi des paramètres biologiques à distance. Agriculture intelligente, domotique, applications ludiques etc. [email protected] March 20, 2024 7 / 157 Introduction Objets connectés Objet possédant la capacité d’échanger des données avec d’autres entités physiques ou numériques. Identifiable Lisibles Adressable Controlable via internet [email protected] March 20, 2024 8 / 157 Secteurs d’application [email protected] March 20, 2024 9 / 157 Le marché de l’IoT Figure 1: Tendances principales de l’IoT en 2021. Source : GlobalData [email protected] March 20, 2024 10 / 157 Le marché de l’IoT Figure 2: Top 20 des entreprises de l’Internet des objets en 2015. Source : GlobalData [email protected] March 20, 2024 11 / 157 Le marché de l’IoT [email protected] March 20, 2024 12 / 157 Le marché de l’IoT [email protected] March 20, 2024 13 / 157 Le marché de l’IoT [email protected] March 20, 2024 14 / 157 Concepts fondamentaux Acquisition de signaux issus du monde physique (capteurs, transcription de grandeurs physiques en grandeurs électriques, puis numérisation puis transmission vers des systèmes informatiques ou d’autres systèmes physiques) [email protected] March 20, 2024 15 / 157 Concepts fondamentaux Action sur le monde physique (déclanchement du fonctionnement de dispositifs, chauffage, extinction de feux, ouverture d’une porte, mise en service d’une machine, régulation d’une grandeur physique, exécution d’une tâche robotique, etc.) L’ordre peut provenir d’un système informatique ou d’autres objets physiques connectés [email protected] March 20, 2024 16 / 157 Concepts fondamentaux La mise en réseau de plusieurs objets connectés apporte de nouvelles fonctionnalités de mesure de l’environnement et d’actionnement collectif. Par exemple : collaboration entre plusieurs objets pour exécuter une tâche qu’un objet ne peut réaliser seul. Exemple : relevé des températures dans une forêt en plusieurs points permet de prévenir les départs d’incendie et éviter les ca aberrants. [email protected] March 20, 2024 17 / 157 Concepts fondamentaux Une problématique de sécurité accrue : en effet, le risque dépasse largement le vol de données. Par exemple, arrêter le fonctionnement d’une usine ou y provoquer des dégâts matériels ou humains, ouvrir les portes d’une habitation ou d’un magasin pour y effectuer des vols, contrôler à distance un véhicule terrestre ou volant, bloquer le trafic routier de toute une ville, etc. Il convient d’être particulièrement vigilant lors de la conception d’un objet connecté. [email protected] March 20, 2024 18 / 157 Concepts fondamentaux Aujourd’hui, la baisse des coût des microcontrôleur ainsi que des puces de communication sans fil (WiFi, Bluetooth, Zigbee, etc.) permet de mettre une intelligence et des moyens de communication dans beaucoup d’objets de la vie courante ou professionnels. Exemple, systèmes fondés sur la puce esp8266 de ESPRESSIF. [email protected] March 20, 2024 19 / 157 Architecture de l’IoT [email protected] March 20, 2024 20 / 157 Architecture de l’IoT [email protected] March 20, 2024 21 / 157 Architecture de l’IoT [email protected] March 20, 2024 22 / 157 Architecture de l’IoT La couche Acquisition La collecte des données à partir de l’environnemen. Trois rôles clés: l’identification, la position et l’acquisition des données. [email protected] March 20, 2024 23 / 157 Architecture de l’IoT La couche transport Dans cette couche on distingue deux type de technologies Technologies de transmission au niveau local: LAN, PAN, Wifi, Zigbee, Bluetooth Technologies de transmission à grand distance: Sigfox, LoRa, les réseaux cellulaires GSM, le LTE-M, le NB-IoT et la technologie Wize. [email protected] March 20, 2024 24 / 157 Architecture de l’IoT La couche Analyse Cette couche analyse les données collectées, il y a deux composantes: Une composante de stockage (Cloud). Une composante qui prends la décision selon les données collectes et les parametres energistrés. [email protected] March 20, 2024 25 / 157 Challenges de l’IoT Contexte général [email protected] March 20, 2024 26 / 157 Challenges de l’IoT Contexte général [email protected] March 20, 2024 26 / 157 Challenges de l’IoT 1 Chemin de bout en bout continu et bidirectionnel 2 Allers-retours courts 3 Débits de données symétriques 4 Faible taux d’erreur [email protected] March 20, 2024 27 / 157 Challenges de l’IoT 1 Connectivité intermittente 2 Débits de données asymétriques 3 Retard long ou variable 4 Taux d’erreur élevé [email protected] March 20, 2024 28 / 157 Interactions entre le Monde Numérique & le Monde Physique [email protected] March 20, 2024 29 / 157 Enjeu majeur de l’IoT : comment faire interagir ces deux mondes ? [email protected] March 20, 2024 30 / 157 Exemple : allumage et extinction d’une LED [email protected] March 20, 2024 31 / 157 Exemple : allumage et extinction d’une LED [email protected] March 20, 2024 32 / 157 Exemple : allumage et extinction d’une LED [email protected] March 20, 2024 33 / 157 Exemple : allumage et extinction d’une LED [email protected] March 20, 2024 34 / 157 Exemple : allumage et extinction d’une LED [email protected] March 20, 2024 35 / 157 Extension : déclenchement d’un dispositif quelconque à distance [email protected] March 20, 2024 36 / 157 Interactions : capteurs et actionneurs [email protected] March 20, 2024 37 / 157 Interactions : capteurs et actionneurs [email protected] March 20, 2024 38 / 157 Interactions : capteurs et actionneurs [email protected] March 20, 2024 39 / 157 Interactions : capteurs et actionneurs [email protected] March 20, 2024 40 / 157 Interactions : capteurs et actionneurs [email protected] March 20, 2024 41 / 157 Solutions technologiques [email protected] March 20, 2024 42 / 157 Solutions technologiques [email protected] March 20, 2024 43 / 157 Solutions technologiques [email protected] March 20, 2024 44 / 157 Solutions technologiques [email protected] March 20, 2024 45 / 157 Solutions technologiques [email protected] March 20, 2024 46 / 157 Machine-to-Machine M2M M2M est une sous-classe de l‘IoT. M2M : Machine to Machine, échange de données entre deux machines sans intervention humaine. M2M fait référence à des technologies permettant aux systèmes sans fil et câblés de communiquer avec d’autres périphériques du même type. M2M utilise un dispositif (capteur) pour capturer un événement (température, niveau de pollution, etc.) transmis via un réseau (sans fil, câblé ou hybride) à une application (logiciel) qui convertit l’événement capturé en données significatives. [email protected] March 20, 2024 47 / 157 Internet of Every Things [email protected] March 20, 2024 48 / 157 M2M versus IoT versus IoE [email protected] March 20, 2024 49 / 157 Technologies clés génériques [email protected] March 20, 2024 50 / 157 Technologies clés génériques [email protected] March 20, 2024 51 / 157 Réseaux de capteurs sans fil Les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) sont des réseaux non filaires composés d’unités de détection de phénomènes physiques (température, humidité, radioactivité...). Le réseau comprend également une ou plusieurs stations de base permettant son administration et le recueil des informations qu’il génère. [email protected] March 20, 2024 52 / 157 Réseaux de capteurs sans fil L’objectif des RCSF et de superviser leurs environnements de déploiement. Les réseaux de capteurs trouvent leurs applications dans les domaines : militaire, médical, gestion des transports, surveillance et protection de l’environnement. [email protected] March 20, 2024 53 / 157 Réeseaux de capteurs sans fil L’objectif des RCSF et de superviser leurs environnements de déploiement. Les réseaux de capteurs trouvent leurs applications dans les domaines : militaire, médical, gestion des transports, surveillance et protection de l’environnement. [email protected] March 20, 2024 54 / 157 Réseaux de capteurs sans fil Un noeud capteur est constitué des principales composantes suivantes: Unité de captage (Sensing Unit) Unité de traitement (Processing Unit) Unité de transmission (Transceiver Unit) Unité de contrôle d’énergie (Power Unit) Système de localisation (Location Finding System) Mobilisateur (Mobiliser) [email protected] March 20, 2024 55 / 157 Différentes problématiques dans RCSF Les recherches dans le domaine des réseaux de capteurs ont révélé plusieurs problématiques, parmi ces problématiques, nous citons : Gestion d’énergie [email protected] March 20, 2024 56 / 157 Différentes problématiques dans RCSF Les recherches dans le domaine des réseaux de capteurs ont révélé plusieurs problématiques, parmi ces problématiques, nous citons : Gestion d’énergie Routage [email protected] March 20, 2024 56 / 157 Différentes problématiques dans RCSF Les recherches dans le domaine des réseaux de capteurs ont révélé plusieurs problématiques, parmi ces problématiques, nous citons : Gestion d’énergie Routage Couche MAC [email protected] March 20, 2024 56 / 157 Différentes problématiques dans RCSF Les recherches dans le domaine des réseaux de capteurs ont révélé plusieurs problématiques, parmi ces problématiques, nous citons : Gestion d’énergie Routage Couche MAC Qualité de service [email protected] March 20, 2024 56 / 157 Différentes problématiques dans RCSF Les recherches dans le domaine des réseaux de capteurs ont révélé plusieurs problématiques, parmi ces problématiques, nous citons : Gestion d’énergie Routage Couche MAC Qualité de service Cross-layer [email protected] March 20, 2024 56 / 157 Différentes problématiques dans RCSF Les recherches dans le domaine des réseaux de capteurs ont révélé plusieurs problématiques, parmi ces problématiques, nous citons : Gestion d’énergie Routage Couche MAC Qualité de service Cross-layer Diffusion de l’information [email protected] March 20, 2024 56 / 157 Différentes problématiques dans RCSF Les recherches dans le domaine des réseaux de capteurs ont révélé plusieurs problématiques, parmi ces problématiques, nous citons : Gestion d’énergie Routage Couche MAC Qualité de service Cross-layer Diffusion de l’information Sécurité [email protected] March 20, 2024 56 / 157 Différentes problématiques des RCSF [email protected] March 20, 2024 57 / 157 Gestion d’énergie Problèmes! Énergie limitée : Les capteurs sont équipés de batteries avec une énergie limitée. [email protected] March 20, 2024 57 / 157 Gestion d’énergie Problèmes! Énergie limitée : Les capteurs sont équipés de batteries avec une énergie limitée. Il est difficile d’intervenir sur un RCSF après son déploiement pour effectuer des changements de batteries. [email protected] March 20, 2024 57 / 157 Gestion d’énergie Problèmes! Énergie limitée : Les capteurs sont équipés de batteries avec une énergie limitée. Il est difficile d’intervenir sur un RCSF après son déploiement pour effectuer des changements de batteries. Il est donc important de rationaliser la consommation de l’énergie au sein des RCSF afin d’étendre leur durée de vie [email protected] March 20, 2024 57 / 157 Gestion d’énergie ⇒ Contrôle de puissance de transmission. Problèmatique : Maximiser le débit tout en augumentant la durée de vie de la batterie. [email protected] March 20, 2024 58 / 157 Réseaux de capteurs sans fil et LPWANs Les principales caractéristiques des réseaux de capteurs sont : Une faible puissance de transmission, Une couverture étendue, Un déploiement à grande échelle. [email protected] March 20, 2024 59 / 157 Réseaux de capteurs sans fil et LPWANs Utiliser des bandes de fréquences sans licence, notamment la bande ISM (industriel, scientifique et médical) ; Avoir une longue portée pouvant aller jusqu’à 20Km dans les zones rurales ; Avoir un faible débit ne dépassant pas quelques Kbps ; Avoir une durée de vie de la batterie pouvant aller jusqu’à 10 ans. [email protected] March 20, 2024 60 / 157 LPWANs [email protected] March 20, 2024 61 / 157 LPWANs [email protected] March 20, 2024 62 / 157 LPWANs [email protected] March 20, 2024 63 / 157 LPWANs [email protected] March 20, 2024 64 / 157 LPWANs [email protected] March 20, 2024 65 / 157 Technologies de communication dans l’IoT [email protected] March 20, 2024 66 / 157 Technologies de communication dans l’IoT Bluetooth équipe tous les smartphones et appareils modernes peut utiliser les connexions Smartphone pour accéder à Internet. De cette façon, le coût de la communication semble être gratuit pour les consommateurs. Bluetooth peut être utilisé pour Smart Home et Smart Building. Les communications d’arrière-plan Bluetooth avec un smartphone sont complexes à faire fonctionner et la diversité des smartphones est un gros problème pour les conceptions Bluetooth IoT. [email protected] March 20, 2024 67 / 157 Technologies de communication dans l’IoT Zigbee et son concurrent Z-Wave est leader dans le domaine de la maison intelligente. Ils ne sont pas intégrés au smartphone et doivent disposer d’une passerelle pour propager les données vers Internet et les serveurs centraux. Le surcoût limite les domaines d’application, principalement à la maison intelligente et les domaines industriels. Zigbee prend en charge les réseaux maillés pour étendre la couverture. Nom technique Zigbee: 802.15.4. [email protected] March 20, 2024 68 / 157 Technologies de communication dans l’IoT Le WiFi a l’avantage d’être bien déployé à la Maison et dans les Industries Services. Il présente différents points négatifs limitant son utilisation pour l’IoT. La complexité de l’installation. La consommation pic de plus de 100mA impactant la batterie choix. La consommation électrique nécessitant une charge de batterie importante et une autonomie courte. Le WiFi nécessite une passerelle locale (point d’accès), pour communiquer à Internet où se trouvent les serveurs principaux. [email protected] March 20, 2024 69 / 157 Technologies de communication dans l’IoT LoRa est une solution de communication radio point à point permettant une large couverture. Les applications en intérieur, appareil à appareil offrent une couverture d’environ 500 m lorsque l’utilisation en extérieur atteindra 10 à 15 km. LoRa doit être connecté à une passerelle pour accéder à Internet et au service backend. LoRa est utilisé dans différentes solutions de maison intelligente, la vitesse, la bande passante, la consommation d’énergie peuvent être adaptées en fonction des cas d’utilisation. [email protected] March 20, 2024 70 / 157 Technologies de communication dans l’IoT [email protected] March 20, 2024 71 / 157 Technologies de communication dans l’IoT Les technologies du consortium 3GPP sont courantes lorsque vous disposez d’un appareil alimenté en externe ou que vous avez la possibilité de recharger l’appareil régulièrement. Cette technologie permet une grande quantité de transfert de données avec une couverture mondiale. Il n’y a aucune restriction d’utilisation fondamentalement. La partie la plus complexe est de gérer l’abonnement et la carte SIM ou eSIM avec NVNO, Multi-opérateurs, abonnement dynamique... Pour la conception IoT, le coût de la batterie et le coût du module auront un impact sur le modèle commercial avec une création de valeur limitée. [email protected] March 20, 2024 72 / 157 Technologies de communication dans l’IoT LTE-M est une solution basse consommation pour les technologies LTE. Il a été ajouté dans la 4G et sera amélioré dans la prochaine 5G. Fondamentalement, cela permet à un appareil de dormir profondément pendant une longue période, puis de reprendre rapidement sur le réseau pour de courtes communications. Cela fonctionne bien jusqu’à ce que l’appareil quitte la cellule du réseau. LTE-M peut être déployé là où se trouve la 4G, tous les pays ne la prennent pas en charge actuellement, mais c’est le plus facile à trouver dans le monde entier. Le retour à la 4G / 3G est recommandé. Les économies d’énergie attendues sont incertaines. [email protected] March 20, 2024 73 / 157 Technologies de communication dans l’IoT [email protected] March 20, 2024 74 / 157 Technologies de communication dans l’IoT NB-IoT est une solution basse consommation pour les technologies LTE. Il a été ajouté dans la 4G et sera amélioré dans la prochaine 5G. NB-IoT est différent des technologies LTE et le simplifie. Cela permet d’avoir un matériel simplifié avec un coût moindre et une consommation électrique moindre. Le nombre de réseaux NB-IoT, dans le monde, est encore faible mais c’est vraiment prometteur. Le principal problème est l’itinérance entre opérateurs pour les appareils sortant de la zone de couverture de l’opérateur. La couverture est directement liée à la couverture 4G. Une carte SIM est nécessaire. [email protected] March 20, 2024 75 / 157 Technologies de communication dans l’IoT Dernière technologie émergente sur la zone LPWAN, Wize a été poussé par Suez et GRDF pour prendre en charge la télémétrie des compteurs d’eau et de gaz. Pour cette raison, une attention particulière a été apportée au cryptage des communications. Le choix de 169 MHz a rendu ce réseau vraiment adapté à une communication intérieure profonde. La couverture est limitée à la France, l’Espagne, Portugal, Italie, Royaume-Uni, Maroc, Algérie mais la couverture réelle des principales villes n’est actuellement pas claire. La technologie est nouvelle, l’écosystème encore limité, cela pourrait être prometteur pour la ville intelligente et la construction intelligente. [email protected] March 20, 2024 76 / 157 Technologies de communication dans l’IoT LoRaWAN est une implémentation réseau de la technologie LoRa. Il peut être utilisé avec les réseaux publics et privés. Les déploiements publics (à l’échelle nationale) sont vraiment limités dans le monde et l’utilisation principale concerne le déploiement privé. Le coût du réseau est faible. Certains réseaux crowdsourcés comme TTN ou Helium complètent également l’offre publique. La France dispose de 2 réseaux publics LoRaWan avec une couverture nationale. Ceci est une exception. C’est le seul LPWAN que vous pouvez utiliser sans abonnement en mode entreprise. La pile logicielle complexe nécessite un microcontrôleur puissant. [email protected] March 20, 2024 77 / 157 Technologies de communication dans l’IoT Sigfox est une technologie radio (UNB) et un opérateur de réseau public exploitant un réseau radio SDR. L’asymétrie de la technologie permet des performances à longue portée pour un simple émetteur-récepteur. Il s’agit de la première technologie à activer l’IoT à très faible coût. Le principal différenciateur de Sigfox est d’être le seul opérateur de réseau mondial. Sigfox est un réseau unique avec un seul serveur de réseau. Sigfox est une entreprise française. [email protected] March 20, 2024 78 / 157 Technologies de communication dans l’IoT [email protected] March 20, 2024 79 / 157 Technologies de communication dans l’IoT [email protected] March 20, 2024 80 / 157 Technologies de communication dans l’IoT [email protected] March 20, 2024 81 / 157 Technologies de communication dans l’IoT [email protected] March 20, 2024 82 / 157 Technologies de communication dans l’IoT [email protected] March 20, 2024 83 / 157 Technologies de communication dans l’IoT [email protected] March 20, 2024 84 / 157 Technologies de communication dans l’IoT [email protected] March 20, 2024 85 / 157 Technologies de communication dans l’IoT [email protected] March 20, 2024 86 / 157 Technologies de communication dans l’IoT La modulation en LPWAN ‘ [email protected] March 20, 2024 87 / 157 Technologies de communication dans l’IoT La modulation en LPWAN ‘ [email protected] March 20, 2024 88 / 157 Technologies de communication dans l’IoT La modulation en LPWAN ‘ [email protected] March 20, 2024 89 / 157 Technologies de communication dans l’IoT La modulation en LPWAN ‘ [email protected] March 20, 2024 90 / 157 Technologies de communication dans l’IoT La modulation en LPWAN ‘ [email protected] March 20, 2024 91 / 157 Technologies de communication dans l’IoT La modulation en LPWAN ‘ [email protected] March 20, 2024 92 / 157 Technologies de communication dans l’IoT Caractéristiques du réseau pour la maison intelligente [email protected] March 20, 2024 93 / 157 Technologies de communication dans l’IoT Caractéristiques du réseau pour Villes intelligentes [email protected] March 20, 2024 94 / 157 Technologies de communication dans l’IoT Caractéristiques du réseau pour IoT industriel [email protected] March 20, 2024 95 / 157 Technologies de communication dans l’IoT Caractéristiques du réseau pour IoT Agricole [email protected] March 20, 2024 96 / 157 Technologies de communication dans l’IoT Caractéristiques du réseau pour logistique IoT [email protected] March 20, 2024 97 / 157 Technologies de communication dans l’IoT Caractéristiques du réseau pour Voitures connectées [email protected] March 20, 2024 98 / 157 Technologies clés génériques [email protected] March 20, 2024 99 / 157 Architecture fonctionnelle d’une solution IoT [email protected] March 20, 2024 100 / 157 Architecture fonctionnelle d’une solution IoT Niveau 1 : Capteurs et actionneurs [email protected] March 20, 2024 101 / 157 Architecture fonctionnelle d’une solution IoT Niveau 2 : Passerelle [email protected] March 20, 2024 102 / 157 Architecture fonctionnelle d’une solution IoT Niveau 3 : Cloud computing [email protected] March 20, 2024 103 / 157 Architecture fonctionnelle d’une solution IoT Cloud Versus Fog Versus Edge [email protected] March 20, 2024 104 / 157 Architecture fonctionnelle d’une solution IoT Cloud Versus Fog Versus Edge [email protected] March 20, 2024 105 / 157 Architecture fonctionnelle d’une solution IoT Niveau 3 : Edge Computing [email protected] March 20, 2024 106 / 157 Architecture fonctionnelle d’une solution IoT Types de cloud IoT [email protected] March 20, 2024 107 / 157 Architecture fonctionnelle d’une solution IoT Niveau 4 : Plateformes IoT [email protected] March 20, 2024 108 / 157 Caractéristiques d’une plateforme IoT [email protected] March 20, 2024 109 / 157 Composants d’une plateforme IoT [email protected] March 20, 2024 110 / 157 Composants d’une plateforme IoT [email protected] March 20, 2024 111 / 157 Composants d’une plateforme IoT [email protected] March 20, 2024 112 / 157 Composants d’une plateforme IoT [email protected] March 20, 2024 113 / 157 Composants d’une plateforme IoT [email protected] March 20, 2024 114 / 157 Composants d’une plateforme IoT [email protected] March 20, 2024 115 / 157 Composants d’une plateforme IoT [email protected] March 20, 2024 116 / 157 Types de plates-formes IoT [email protected] March 20, 2024 117 / 157 Plates-formes technologiques [email protected] March 20, 2024 118 / 157 Principaux plateformes IoT [email protected] March 20, 2024 119 / 157 Caractéristiques d’une plateforme IoT [email protected] March 20, 2024 120 / 157 La sécurité des IoTs [email protected] March 20, 2024 121 / 157 La sécurité des IoTs [email protected] March 20, 2024 122 / 157 La sécurité des IoTs [email protected] March 20, 2024 123 / 157 Pourquoi se préoccuper de la sécurité de l’IoT? [email protected] March 20, 2024 124 / 157 Les récentes attaques IoT [email protected] March 20, 2024 125 / 157 Les récentes attaques IoT [email protected] March 20, 2024 126 / 157 Les récentes attaques IoT [email protected] March 20, 2024 127 / 157 Quels sont les défis de la sécurité de l’IoT? [email protected] March 20, 2024 128 / 157 Triade de la sécurité informatique [email protected] March 20, 2024 129 / 157 Sécurité des systèmes d’information [email protected] March 20, 2024 130 / 157 Protocoles de communication [email protected] March 20, 2024 131 / 157 Protocoles de communication [email protected] March 20, 2024 132 / 157 Protocoles de communication [email protected] March 20, 2024 133 / 157 Protocoles de communication Les réseaux LPWAN sont constitués de quatre éléments Les capteurs, actionneurs Les passerelles (gateways) qui établissent le lien entre les communications radios et Internet Le serveur réseau qui sécurise et stocke les données le serveur d’application finale qui présente les données à l’utilisateur [email protected] March 20, 2024 134 / 157 Protocoles de communication De nombreux opérateurs IoT se tournent vers le ciel pour fournir une couverture mondiale, en particulier sur les zones océaniques et désertiques. Avec une flotte de 15 à 20 satellites, vous pouvez couvrir le monde avec une capacité de communication toutes les 10 à 15 minutes pour les appareils. Pour Sigfox l’objectif est de proposer un appareil capable de communiquer avec le satellite et le réseau terrestre, le tout en un. Lacuna et Kineis sont uniquement satellitaires. Le défi est la synchronisation avec les sats. Par rapport au projet [email protected] Facebook, March 20, 2024 135 / 157 Protocoles applicatifs IoT Un protocole applicatif est un ensemble de règles définissant le mode de communication entre deux applications informatiques. Ils se basent sur les protocoles de transport (TCP/UDP) pour établir dans un premier temps des routes et échanger les données selon l’ensemble des règles du protocole applicatif sélectionné. [email protected] March 20, 2024 136 / 157 Protocoles applicatifs IoT Nous avons identifié quatre familles, et pour chacune d’elle nous avons sélectionné les protocoles applicatifs les plus utilisés: Protocole de messagerie: MQTT, XMPP et AMQP Protocole de transfert web: CoAP, API REST Protocole réseau:Websocket [email protected] March 20, 2024 137 / 157 Protocoles applicatifs IoT Protocoles de messagerie: MQTT MQTT (Standard dans l’IoT depuis 2015) [email protected] March 20, 2024 138 / 157 Protocoles applicatifs IoT Protocoles de messagerie: MQTT MQTT (Standard dans l’IoT depuis 2015) ‘ [email protected] March 20, 2024 139 / 157 Protocoles applicatifs IoT Protocoles de messagerie: MQTT les caractéristiques du protocole MQTT Adapté aux réseaux à faible bande passante Idéal pour l’utilisation sur les réseaux sans fils grâce notamment à un nombre limité de messages de petite taille Faible consommation en énergie car la publication et la consommation des messages est rapide Nécessite peu de ressources de calculs et de mémoires Transmet un message à plusieurs entités en une seule connexion TCP [email protected] March 20, 2024 140 / 157 Protocoles applicatifs IoT Protocoles de messagerie: XMPP XMPP ‘Extensible Messaging and Presence Protocol‘ ‘ [email protected] March 20, 2024 141 / 157 Protocoles applicatifs IoT Protocoles de messagerie: XMPP les caractéristiques du protocole XMPP La facilité de mise en place de la sécurité, Plus adapté, contrairement au protocole MQTT, aux applications M2M. [email protected] March 20, 2024 142 / 157 Protocoles applicatifs IoT Protocoles de messagerie: AMQP AMQP ‘Advanced Message Queuing Protocol’ ‘ [email protected] March 20, 2024 143 / 157 Protocoles applicatifs IoT Protocoles de transfert web: CoAP CoAP, pour ‘Constrained Application Protocol’ ‘ [email protected] March 20, 2024 144 / 157 Protocoles applicatifs IoT Protocoles de transfert web: CoAP CoAP, pour ‘Constrained Application Protocol’ ‘ [email protected] March 20, 2024 145 / 157 Protocoles applicatifs IoT Protocoles de transfert web: API REST API REST, REST: ‘Representational State Transfer’ ‘ [email protected] March 20, 2024 146 / 157 Protocoles applicatifs IoT Protocole réseau: Websocket ‘ [email protected] March 20, 2024 147 / 157 Protocoles applicatifs IoT ‘ [email protected] March 20, 2024 148 / 157 Protocoles applicatifs IoT: MQTT ‘ [email protected] March 20, 2024 149 / 157 Protocoles applicatifs IoT: MQTT ‘ [email protected] March 20, 2024 150 / 157 Protocoles applicatifs IoT: MQTT ‘ [email protected] March 20, 2024 151 / 157 Protocoles applicatifs IoT: MQTT ‘ [email protected] March 20, 2024 152 / 157 Protocoles applicatifs IoT: MQTT ‘ [email protected] March 20, 2024 153 / 157 Protocoles applicatifs IoT: MQTT ‘ [email protected] March 20, 2024 154 / 157 Protocoles applicatifs IoT: MQTT Broker MQTT [email protected] March 20, 2024 155 / 157 Protocoles applicatifs IoT: MQTT MQTT sur Node Red [email protected] March 20, 2024 156 / 157 Ressources documentaires - Webographie 1 - Webographie 2 - Webographie 3 Ouvrages scientifiques et techniques (architectures, structuration, organisation) [email protected] March 20, 2024 157 / 157