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Previous issue date: 2016-03-16 / The evolution of the Internet of Things (IoT) requires an infrastructure of systems that can provide services for devices abstraction and data management, and also support the development of applications. IoT middleware has been recognized as the system that can provide this necessary infrastructure of services and has become increasingly important for IoT over the last years. The architecture of an IoT middleware is usually based on SOA (Service-Oriented Architecture) standard and has security requirement as one of its main challenges. The large amount of data that flows in this kind of system demands security services able to ensure data protection in the entire system. In addition, some IoT applications, mainly those from e-health environments, have brought new requirements in terms of secure communication and acceptable response time for critical services. Although IoT middleware technologies have been used to cope with the most relevant requirements demanded by different IoT applications, security is a special topic that is not mature enough in this kind of technology. The security challenges regarding e-health scenarios are concentrated mainly on issues surrounding the communication layer, specially those cases in which patient data are transmitted in open networks where they are more vulnerable to attacks. In this sense, there is a need for ensure data confidentiality and integrity in middleware system layers to enable a reliable understanding of a patient current life state. This work proposes the definition of four security services focused on data protection in order to minimize security problems found in SOA-based IoT middleware systems. We implemented only one of these services (CCP - Communication Channel Protection) which is composed of two security approaches: TLS and DTLS. Both approaches are known security protocols able to provide confidentiality, integrity, and authenticity. The implemented service was focused on protecting data transmission in an IoT middleware system (COMPaaS - Cooperative Middleware Platform as a Service) and was validated through a specific e-health scenario. The main goal was to verify if our security implementations compromise, in terms of response time, the communication performance of the middleware system, which is the key requirement of the e-health scenario. Tests revealed a satisfactory result since the implemented approaches respected the response time requirement of the application and protected the transmitted data. / A evolu??o da IoT (do ingl?s, Internet of Things) requer uma infra-estrutura de sistemas que seja capaz de fornecer servi?os tanto para abstra??o de dispositivos e gerenciamento de dados, quanto para suporte ao desenvolvimento de aplica??es. Middleware para IoT tem sido reconhecido como o sistema capaz de prover esta infra-estrutura necess?ria de servi?os e vem se tornando cada vez mais importante para a Internet das Coisas ao longo dos ?ltimos anos. A arquitetura de um sistema de middleware para IoT geralmente est? baseada no padr?o SOA (do ingl?s, Service-Oriented Architecture) e tem o requisito de seguran?a como um dos seus principais desafios. A grande quantidade de dados que trafega nesse tipo de sistema exige servi?os de seguran?a capazes de garantir a prote??o dos dados em toda a extens?o do sistema. Al?m disso, algumas aplica??es para IoT, pricipalmente aquelas voltadas para ambientes de sa?de, fizeram surgir novos requisitos em termos de comunica??o segura e tempo de resposta aceit?vel para servi?os cr?ticos. Embora diversas tecnologias de middleware para IoT t?m sido utilizadas para lidar com os requisitos mais relevantes exigidos pelas diferentes aplica??es existentes para IoT, seguran?a ainda ? um tema especial que n?o est? maduro o suficiente neste tipo de tecnologia. Os desafios de seguran?a relacionados ? cen?rios de sa?de est?o concentrados, principalmente, nas quest?es relacionadas com a camada de comunica??o, especialmente nos casos em que dados de pacientes s?o transmitidos em redes abertas, onde s?o mais vulner?veis a ataques. Neste sentido, existe a necessidade de garantir confidencialidade e integridade de dados nas camadas do middleware para permitir um entendimento mais confi?vel a respeito do estado de vida de um paciente. Este trabalho prop?e a defini??o de quatro servi?os de seguran?a voltados para prote??o de dados a fim de minimizar os problemas de seguran?a encontrados em sistemas de middleware para IoT baseados em SOA. Apenas um dos servi?os de seguran?a propostos foi implementado neste trabalho (o CCP - Communication Channel Protection), o qual ? um servi?o composto pela implementa??o de dois protocolos de seguran?a: TLS e DTLS. Ambas abordagens est?o baseadas em protocolos de seguran?a j? conhecidos e capazes de garantir confidencialidade, integridade e autenticidade. O servi?o implementado visa proteger a transmiss?o de dados em um sistema de middleware para IoT (COMPaaS - Cooperative Middleware Platform as a Service), e foi validado atrav?s de um cen?rio de aplica??o espec?fico para a ?rea da sa?de. O principal objetivo da valida??o foi verificar se as implementa??es dos servi?os de seguran?a estavam comprometendo, em termos de tempo de resposta, o desempenho das camadas de comunica??o dos sistemas do middleware COMPaaS, o qual ? o requisito fundamental do cen?rio de sa?de. Testes revelaram resultados satisfat?rios visto que as abordagens implementadas respeitaram o requisito de tempo de resposta da aplica??o e protegeram os dados transmitidos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/6859 |
| Date | 16 March 2016 |
| Creators | Tiburski, Ram?o Tiago |
| Contributors | Hessel, Fabiano Passuelo |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia da Computa??o, PUCRS, Brasil, Faculdade de Inform?tica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1974996533081274470, 600, 600, 600, -3008542510401149144, 3671711205811204509 |
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