Uma arquitetura segura e tolerante a falhas para gerenciamento de chaves em redes lorawan com base em blockchain permissionada

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Ribeiro, Victor Pasknel de Alencar
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Internet das coisas; Arquitetura de computadores
• Link de acesso: https://biblioteca.sophia.com.br/terminalri/9575/acervo/detalhe/128021

Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) é um novo tipo de tecnologia sem fio que permite conectividade de longo alcance para dispositivos IoT com recursos limitados. LPWAN oferece grandes recursos de cobertura em troca de baixas taxas de dados e alta latência. Entre as soluções LPWAN atualmente disponíveis, LoRa, Sigfox, Weightless, RPMA e NB-IoT podem ser mencionadas como algumas das principais tecnologias nesta área. Segurança é um grande desafio para LPWAN devido ao nível de sensibilidade dos dados transmitidos, limitações de recursos dos dispositivos, grande quantidade de dispositivos conectados, entre outros motivos. LoRaWAN é um protocolo aberto desenvolvido e mantido pela LoRa Alliance. Em uma rede LoRaWAN, as mensagens são enviadas por dispositivos IoT e retransmitidas para o Network Server por um grupo de gateways sem fio. Depois que as mensagens são validadas, elas são encaminhadas para o Application Server. LoRaWAN usa criptografia para garantir a confidencialidade, integridade e autenticidade dos dados. Na especificação mais recente do LoRaWAN, o Join Server foi adicionado à arquitetura LoRaWAN. O Join Server é responsável por lidar com a maioria das tarefas de segurança em uma rede LoRaWAN, como autenticação e gerenciamento de chaves. No entanto, o Join Server pode ser visto como um ponto único de falha no LoRaWAN devido ao seu design centralizado. Esta tese propõe uma arquitetura segura e tolerante a falhas, baseada em contratos inteligentes e blockchain permissionada, para aumentar a segurança e disponibilidade em redes LoRaWAN. Para demonstrar a viabilidade da arquitetura proposta, um protótipo funcional foi criado usando ferramentas de código aberto e hardware acessível. Além disso, o desempenho da rede blockchain foi analisado em um ambiente de nuvem sob múltiplas cargas de trabalho e testes de tolerância a falhas foram realizados para avaliar o impacto de falhas de rede. Os resultados mostram uma compensação entre disponibilidade e desempenho ao escolher o número de peers de blockchain em cenários pequenos. No entanto, esse comportamento é revertido em grandes cenários onde o desempenho de vários peers é mais adequado. Palavras-chave: Internet das Coisas, LPWAN, LoRaWAN, Blockchain, Hyperledger Fabric, Contratos Inteligentes, Segurança.