Дворівнева система захисту домашньої ІоТ-мережі

Шелуха, О.О.; Квашук, Д.М.; Супруненко, К.О; Shelukha, O.O.; Kvashuk, D.M.; Suprunenko, K.O.

Дворівнева система захисту домашньої ІоТ-мережі

Шелуха, О.О.; Квашук, Д.М.; Супруненко, К.О; Shelukha, O.O.; Kvashuk, D.M.; Suprunenko, K.O.

URI: http://eztuir.ztu.edu.ua/123456789/8769

Дата: 2024

Анотація:

У статті розглянуто проблеми захисту домашніх IoT-мереж, зокрема, шляхи забезпечення безпеки під час передачі даних у системах, побудованих на основі мікроконтролерів ESP32. Зважаючи на збільшення кількості пристроїв IoT, актуальність розробки надійних засобів захисту зростає. Адже використання незахищених каналів передачі може спричинити витік даних, несанкціонований доступ або інші кібератаки. Запропонована архітектура з використанням алгоритму AES для локальних мережевих з’єднань та SSL/TLS для передачі даних на зовнішній MQTT-брокер надає кількарівневий захист від потенційних загроз. У роботі запропоновано застосування автоматичної ротації AES-ключів, що дозволяє уникнути ризиків, пов’язаних із компрометацією ключів за тривалого використання. Завдяки інтеграції з Telegram-ботом користувачі отримують сповіщення про інциденти або потенційні загрози, що підвищує зручність взаємодії із системою та забезпечує швидку реакцію на події. Система дозволяє підтримувати високу конфіденційність передачі інформації в домашній IoT-мережі та водночас не потребує значних обчислювальних ресурсів, що є важливим для обмежених можливостей IoT-пристроїв. У процесі дослідження проведено аналіз існуючих методів захисту IoT-мереж, їх переваг і недоліків, а також запропоновано підхід на основі зберігання та автоматичного розповсюдження ключів через MQTT-брокер. Це дозволяє централізовано управляти криптографічними параметрами та забезпечує їх доступність для всіх пристроїв мережі, підвищуючи таким чином рівень захищеності IoT-системи.

Анотація (англ.):

The article discusses the problems of protecting home IoT networks, in particular, ways to ensure security during data transmission in systems built on the basis of ESP32 microcontrollers. Due to the growing number of IoT devices, the relevance of developing reliable security tools increases, because the use of unprotected transmission channels can lead to data leaks, unauthorized access or other cyber attacks. The proposed architecture using the AES algorithm for local network connections and SSL/TLS for data transfer to an external MQTT broker provides multi-level protection against potential threats. The paper suggests the use of automatic rotation of AES keys, which avoids the risks associated with key compromise during prolonged use. Thanks to integration with the Telegram bot, users receive notifications about incidents or potential threats, which increases the convenience of interacting with the system and provides a quick response to events. The system allows you to maintain high confidentiality of information transmission in your home IoT network and at the same time does not require significant computing resources, which is important for the limited capabilities of IoT devices. In the course of the study, the analysis of existing methods of protecting IoT networks, their advantages and disadvantages is carried out, and an approach based on storing and automatically distributing keys through an MQTT broker is proposed. This allows you to centrally manage cryptographic parameters and ensures their availability for all network devices, thus increasing the level of security of the IoT system.

Показати повний опис матеріалу