物聯網協議和標準如何支持物聯網生態系統中的安全數據交換?
如今,在物聯網設備數量不斷增加的同時,分布式拒絕服務(DDoS)攻擊事件也時有發生。根據調研機構的一項調查,到2020年,全球物聯網設備的數量將達到250億臺左右。這意味著現在是企業、客戶和其他利益相關者應該了解物聯網協議和標準的時候了,這可能會阻止安全漏洞的可能性。
物聯網協議和標準指南
物聯網通信協議是一種通信模式,可以保護和確保連接設備之間交換的數據的最佳安全性。
物聯網設備通常通過互聯網協議(IP)網絡連接到互聯網。但是,藍牙和RFID等設備允許物聯網設備在本地連接。在這些情況下,使用的功率、范圍和內存會有所不同。通過IP網絡的連接相對復雜,需要增加物聯網設備的內存和功率,而范圍不是問題。另一方面,非IP網絡需要相對較少的功率和內存,但有范圍限制。
就物聯網通信協議或技術而言,可以根據使用情況考慮混合使用IP和非IP網絡。
物聯網協議的類型
物聯網協議和標準可以大致分為兩個不同的類別。
(1)物聯網網絡協議
物聯網網絡協議用于通過網絡連接設備。這些是通常在互聯網上使用的一組通信協議。使用物聯網網絡協議,允許在網絡范圍內進行端到端的數據通信。以下是各種物聯網網絡協議:
- HTTP(超文本傳輸??協議)
超文本傳輸??協議是物聯網網絡協議的最好例子。該協議形成了網絡數據通信的基礎。當需要發布大量數據時,它是物聯網設備最常用的協議。然而,由于其成本、電池壽命、節能和更多限制,HTTP協議不是首選。
增材制造/3D打印是HTTP協議的用例之一。它使計算機能夠連接網絡中的3D打印機,并打印出3D物體和預先確定的工藝原型。
- LoRaWan(遠程廣域網)
它是一種遠程低功耗協議,可提供低于噪聲水平的信號檢測。LoRaWan將電池供電的設備無線連接到私有網絡或全球互聯網。這種通信協議主要用于智能城市,那里有數百萬臺設備以更少的能量和內存運行。
智能路燈是LoRaWan物聯網協議的實際使用案例。智能路燈可以使用此協議連接到LoRa網關。網關反過來連接到云計算應用程序,該應用程序根據環境照明自動控制燈泡的強度,這有助于減少白天的能耗。
- 藍牙
藍牙是用于短距離通信的最廣泛使用的協議之一。它是用于無線數據傳輸的標準物聯網協議。該通信協議安全可靠,適用于電子設備之間的短距離、低功耗、低成本和無線傳輸。BLE(Bluetooth
Low Energy)是藍牙協議的低功耗版本,可以降低能耗,在連接物聯網設備方面發揮著重要作用。
藍牙協議主要用于智能可穿戴設備、智能手機和其他移動設備,無需高功率和內存即可交換小片段數據。藍牙易于使用,在物聯網設備連接協議列表中名列前茅。
- ZigBee
ZigBee是一種物聯網協議,允許智能對象協同工作。它通常用于家庭自動化。ZigBee以工業環境而聞名,與支持短距離之間的低速率數據傳輸的應用程序一起使用。
城市地區的街道照明和電表提供低功耗,使用ZigBee通信協議。它還用于安全系統和智能家居。
(2)物聯網數據協議
物聯網數據協議用于連接低功耗物聯網設備。這些協議在用戶端提供與硬件的點對點通信,無需任何互聯網連接。物聯網數據協議中的連接是通過有線或蜂窩網絡實現的。一些物聯網數據協議是:
- 消息隊列遙測傳輸(MQTT)
物聯網設備是最受青睞的協議之一,消息隊列遙測傳輸(MQTT)從各種電子設備收集數據并支持遠程設備監控。它是一個在傳輸控制協議(TCP)上運行的訂閱/發布協議,這意味著它支持通過無線網絡進行事件驅動的消息交換。
消息隊列遙測傳輸(MQTT)主要用于經濟且需要較少功率和內存的設備。例如,火災探測器、汽車傳感器、智能手表和基于文本的消息傳遞應用程序。
- 受限應用協議(CoAP)
受限應用協議(CoAP)是用于受限工具的互聯網實用程序協議。使用這一協議,客戶端可以向服務器發送請求,服務器可以通過HTTP將響應發送回客戶端。對于輕量級實現,它利用用戶數據報協議(UDP)并減少空間使用。該協議使用二進制數據格式EXL(高效XML交換)。
受限應用協議(CoAP)協議主要用于自動化、移動設備和微控制器。該協議向應用程序端點(例如家庭電器)發送請求,并返回應用程序中服務和資源的響應。
- 高級消息隊列協議(AMQP)
高級消息隊列協議(AMQP)是面向消息的中間件環境的軟件層協議,提供路由和隊列。它用于可靠的點對點連接,并支持連接的設備和云平臺之間的無縫和安全的數據交換。高級消息隊列協議(AMQP)由三個獨立的組件組成,即Exchange、消息隊列和綁定。所有這三個組件確保消息的安全和成功交換和存儲。它還有助于建立一條消息與另一條消息的關系。
高級消息隊列協議(AMQP)協議主要用于銀行業。每當服務器發送消息時,協議都會跟蹤消息,直到每條消息都被傳遞給預期的用戶/目的地而沒有失敗。
- 機器對機器(M2M)通信協議
它是一個開放的行業協議,旨在提供物聯網設備的遠程應用程序管理。機器對機器(M2M)通信協議具有成本效益并使用公共網絡。它創建了一個兩臺機器通信和交換數據的環境。該協議支持機器的自我監控,并允許系統根據不斷變化的環境進行調整。
機器對機器(M2M)通信協議用于智能家居、自動車輛認證、自動售貨機和ATM機。
- 可擴展消息傳遞和存在協議(XMPP)
可擴展消息傳遞和存在協議(XMPP)設計獨特。它使用推送機制實時交換消息。XMPP很靈活,可以無縫地與更改集成。可擴展消息傳遞和存在協議(XMPP)使用開放式XML(可擴展標記語言)開發,用作顯示發送或接收消息的服務器或設備的可用性狀態的存在指示器。
除了GoogleTalk和WhatsApp等即時通訊應用程序外,可擴展消息傳遞和存在協議(XMPP)還用于在線游戲、新聞網站和互聯網協議語音(VoIP)。
物聯網協議為數據交換提供了安全的環境
根據福布斯發表的一篇文章,大約32,000個智能家居和企業面臨數據泄露的風險。因此,探索創建安全環境的物聯網協議和標準的潛力變得很重要。使用這些協議,本地網關和其他連接設備可以與云進行通信和交換數據。