Thread Group erstellt neuen, sichereren Wireless-Standard für Internet of Things-Geräte

Laut Gartner sollen bis 2020 26 Milliarden Internet of Things (IoT) -Geräte betriebsbereit und mit dem Internet verbunden sein. Die meisten Geräte werden über ein drahtloses Personal Area Network (WPAN) verbunden. Experten sind besorgt, dass aktuelle WPAN-Technologien wie ZigBee und 6LoWPAN der Aufgabe nicht gewachsen sind. Sie können richtig sein. Die Forscher entdeckten eine Sicherheitslücke in der LIFX-Smart-Glühbirne, die ausgenutzt werden kann, um das Sicherheitskennwort des zugehörigen Wi-Fi-Netzwerks anzuzeigen.

Der aktuelle WPAN-Standard kommt zu kurz

Der Netzwerkstandard, der angibt, wie aktuelle WPAN-Technologien wie ZigBee mit Wi-Fi-Netzwerken (Schichten für die physische und Medienzugriffskontrolle) umgehen, ist IEEE 802.15.4. Neben der Sicherheitsanfälligkeit für Kennwörter kommt 802.15.4 in den folgenden Bereichen zu kurz:

  • Mangelnde Interoperabilität
  • Inkompatibel mit IPv6
  • Mesh-Netzwerke können nicht erstellt werden
  • Hohe Leistungsanforderungen begrenzen die Batterielebensdauer
  • Fehlende Sicherheitsprotokolle

Entwickler haben Korrekturen, die von der Jury manipuliert wurden, zusätzlich zum 802.15.4-Standard, um einige der oben genannten Probleme zu lösen. Keines der aktuellen WPANs behebt jedoch alle Mängel.

Thread-Gruppe

Eine Gruppe von Unternehmen, die mit dem IoT verbunden waren, erkannte, dass es besser als später war, die Netzwerkprobleme zu lösen. Delegierte von ARM, Big Ass Fans, Freescale Semiconductor, Nest Labs, Samsung Electronics, Silicon Laboratories und Yale Security kamen zusammen und erstellten Thread. Eine neue WPAN-Technologie, die bestehende Bedenken beseitigt. Das Leitbild der Gruppe: "Thread wurde mit dem Ziel entwickelt, den besten Weg zu finden, um Produkte zu Hause zu verbinden und zu steuern."

Chris Ducketts Beitrag bei ZDnet bietet einen Überblick über Thread. Dieser Artikel wird sich eingehender mit dem Angebot der Thread-Gruppe befassen, wenn es den Mitgliedern Ende 2014 zur Verfügung steht.

Wie Thread funktioniert

Ich kontaktierte Chris Boross, Präsident der Thread Group und technischer Produktmarketingmanager bei Nest. Boross führte mich durch Threads Feinheiten. "Wie ZigBee und die anderen WPAN-Angebote wird Thread auf dem 802.15.4-Standard aufbauen", erklärte Boross. "Die Gruppe hielt dies für wichtig, da keine Hardwareänderung erforderlich ist und vorhandene Geräte nur ein Software-Update benötigen."

Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung der Thread Group

Anschließend beschrieb er die in Thread integrierten Funktionen:

  • Ein offenes Protokoll, das IPv6 nativ überträgt
  • Ein robustes Mesh-Netzwerk ohne Single Point of Failure
  • Standard 802.15.4 Funkhardware
  • Ein vereinfachter Installationsprozess mit Smartphones, Tablets oder Computern
  • Die Möglichkeit, mehr als 250 Geräte in einem einzigen Netzwerk zu verbinden, das mehrere Hops unterstützt
  • Sicherheit auf Netzwerk- und Anwendungsebene mit AES-Verschlüsselung mit öffentlichem Schlüssel
  • Produktinstallationscodes werden verwendet, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Geräte dem Netzwerk beitreten können

In Bezug auf die Akkulaufzeit sagte Boross, die Gruppe habe Thread mit Blick auf einen geringen Stromverbrauch entwickelt. Die in Thread integrierten Batteriesparfunktionen sind:

  • Die Unterstützung für verschlafene Knoten verbessert die Akkulaufzeit
  • Short Messaging spart Bandbreite und Strom
  • Das optimierte Routing-Protokoll reduziert den Netzwerk-Overhead und die Latenz
  • Integrieren Sie verfügbare drahtlose System-on-Chips mit geringem Stromverbrauch

Thread-fähige Geräte können alleine oder als Mesh-Netzwerk arbeiten

Da neuere Thread-fähige IoT-Geräte mit aktuellen Netzwerken arbeiten müssen, fragte ich Boross, wie die beiden Systeme zusammenarbeiten würden. Er erklärte zunächst, dass Geräte, die Thread verwenden, zwei Arten der Verbindung haben. Wenn kein Netzwerk- oder Internetzugang vorhanden ist, können Geräte untereinander zugeordnet werden, z. B. in einem Beleuchtungssystem mit mehreren Glühbirnen und Schaltern.

Wenn ein Internetzugang gewünscht wird, müssen nur ein oder mehrere Wi-Fi-fähige Geräte im Thread-Mesh-Netzwerk mit dem lokalen Wi-Fi-Netzwerk verknüpft werden. Boross sagte, es sei die Hoffnung der Gruppe, dass alle Thread-Geräte sowohl über 802.15.4- als auch über Wi-Fi-Funktionen verfügen. Die Redundanz stellt sicher, dass das Thread-Mesh-Netzwerk immer Zugriff auf das lokale Netzwerk und das Internet hat.

Wann können wir mit 802.15.4 IoT-Geräten rechnen?

Ich fragte Boross, welche Art von Feedback die Gruppe von IoT-Geräteherstellern erhalten habe. Er sagte, das Interesse sei hoch, und große (aber nicht genannte) Unternehmen seien bereits an Bord. Die Thread-Gruppe beabsichtigt, Mitgliedschaftsanträge später im Jahr 2014 anzunehmen. Zu diesem Zeitpunkt wird auch die technische Dokumentation verfügbar sein. Das Konsortium arbeitet außerdem an einem Zertifizierungsprogramm, das im ersten Halbjahr 2015 in Betrieb gehen wird.

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