Secure decentralized internet of things infrastructure

Abstract

Despite many IoT Infrastructures having been implemented in recent years, none of them is truly prepared for a global deployment, where failure tolerance and scalability are an essential requirement. This dissertation presents an alternative concept for IoT Infrastructures, which focuses on enhancing the traditional centralized architecture, usually operated by a single entity, into a decentralized architecture featuring multiple entities and use cases. We propose a dynamic, community driven and self-configurable infrastructure on top of a structured Peer-to-Peer network, based on a Distributed Hash Table. Moreover, the proposed infrastructure is flexible enough to allow each peer of the overlay to enable a set of different services, according to its capabilities. In addition, a set of communication protocols is provided in order to support heterogeneous devices, as well as data access, streaming and persistence. It is also an important focus of our proposal to have mechanisms that guarantee the privacy and security of the information flow and storage.

Apesar de várias infraestruturas para IoT terem sido implementadas nos últimos anos, nenhuma delas está realmente preparada para ser utilizada a uma escala global, onde a escalabilidade e a tolerância a falhas são um requisito essencial. Esta dissertação apresenta um conceito alternativo de infraestruturas para a IoT, cujo foco consiste em evoluir a tradicional arquitetura centralizada, normalmente utilizada por uma entidade única, para uma arquitetura descentralizada, compatível com múltiplas entidades e casos de uso. Propomos uma infraestrutura auto-configurável, dinâmica e orientada à comunidade, construída em cima de uma rede Peer-to-Peer estruturada, baseada numa Distributed Hash Table. Além disso, a infraestrutura proposta é suficientemente flexível para permitir que cada peer da rede possa ativar diferentes serviços, mediante as suas capacidades. Por outro lado, um conjunto de protocolos de comunicação é providenciado, de modo a suportar dispositivos heterogéneos, bem como o acesso aos dados e a sua transmissão e persistência. Também é um foco importante desta proposta a disponibilização de mecanismos que garantam a privacidade e segurança da informação durante a sua transmissão e o seu armazenamento.