Número 25
Protocolos seguros para ‘Internet de las cosas’

El Internet de las Cosas (Internet of Things, IoT) es un paradigma que ha revolucionado, desde su aparición, a todos los sectores productivos. Consiste en extender la conectividad de Internet no sólo al plano digital, sino también al físico. Se basa en dispositivos digitales comunicados a través de redes, a su vez conectados a sensores y actuadores que adquieren información del entorno en el que se encuentran. La información obtenida es compartida con otros dispositivos que son capaces de colaborar para solucionar problemas complejos o conseguir resultados sin precedentes.

 

Los avances recientes en electrónica y comunicaciones han permitido la fabricación en masa de pequeños dispositivos de bajo coste y bajo consumo energético, capaces de trabajar durante años con una sola carga de batería. El uso de estos dispositivos ha proliferado, con gran éxito, en numerosos sectores: ciudades inteligentes, Industria 4.0 y sanidad, agricultura o transporte inteligentes, entre otros. Además, se observa una tendencia de crecimiento exponencial; por ejemplo, Ericsson estima la conexión de 18 miles de millones de estos dispositivos en 2022.

 

Las tecnologías de redes de bajo consumo y largo alcance (Low-Power Wide Area Networks, LPWAN) han sido un elemento clave en la aplicación del paradigma IoT en aquellas localizaciones donde no hay un tendido eléctrico o cobertura celular. Esto ha permitido poner en marcha aplicaciones en ámbitos como la agricultura inteligente. Su principio de funcionamiento es dar cobertura de red inalámbrica a miles de dispositivos repartidos en una superficie de varios kilómetros cuadrados. Los datos combinados de ese alto número de dispositivos resultan de gran valor para ofrecer servicios complejos.

 

Sin embargo, el principal problema de las tecnologías LPWAN actuales, como Sigfox, LoRaWAN o NB-IoT, es que utilizan protocolos de comunicación específicos fuertemente ligados a las limitaciones de la tecnología radio. Este hecho las incapacita para interoperar con otros dispositivos pertenecientes a despliegues distintos.

 

Las redes de largo alcance tienen cualidades que “las hacen muy deseables, pero con el compromiso de tamaños de mensajes prohibitivamente pequeños, aproximadamente 120 bytes. Por este motivo, los protocolos y tecnologías utilizados comúnmente en redes de equipos más potentes no son aplicables en este contexto”, según explica Jesús Sánchez Gómez, del departamento de Ingeniería de la Información y las Comunicaciones de la Facultad de Informática de la Universidad de Murcia (UMU), e investigador principal del proyecto Diseño y validación de nuevos protocolos seguros para redes de Internet de las Cosas en tecnología de comunicación de bajo consumo.

 

La necesidad de protocolos seguros y ligeros se ha convertido en una prioridad para poder integrar estos dispositivos en Internet. La organización de definición de estándares, Internet Engineering Task Force (IETF), se encarga de definir protocolos para la comunicación de todo tipo de dispositivos y aplicaciones a través de la red. Actualmente, el grupo de trabajo ‘lpwan’ de la IETF se dedica en exclusiva a integrar LPWANs en Internet.

 

 

Redes de largo alcance

Las principales contribuciones de la investigación de la Universidad de Murcia incluyen el estudio, implementación y mejora de protocolos ligeros, como aquellos en proceso de estandarización por la IETF. “Debido al relativamente diminuto tamaño de paquete de los mensajes LPWAN, se necesita aplicar técnicas novedosas, como Static Context Header Compression (SCHC), para la compresión de cabeceras que permite la transmisión de paquetes IPv6 en redes de largo alcance”, explica el investigador principal.

 

Las redes IoT pretenden conectar todos los elementos de la sociedad y el tejido productivo. Sin embargo, una brecha de seguridad de un sistema crítico puede tener consecuencias catastróficas. Debido a esto, las tecnologías IoT tienen en cuenta la seguridad desde la etapa más temprana del diseño de una solución o servicio. Por este motivo, los investigadores de la UMU también trabajan en el estudio y mejora de técnicas para garantizar la privacidad y seguridad de los datos transmitidos, como el protocolo OSCORE.

 

Todos estos avances han posibilitado “la comunicación entre redes de dispositivos LPWAN de forma segura y privada, conservando las cualidades que las hacen deseables para su uso en diversos sectores productivos”, destaca Sánchez Gómez.

 

 

Jesús Sánchez Gómez, es contratado predoctoral de la Fundación Séneca en el departamento de Ingeniería de la Información y las Comunicaciones de la Universidad de Murcia; y está realizando la Tesis Doctoral Diseño y validación de nuevos protocolos seguros para redes de Internet de las Cosas en tecnología de comunicación de bajo consumo.