Browsing by Subject "Internet de las cosas"

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    Análisis de datos en entornos inteligentes basados en el Internet de las cosas
    (Universidad de Murcia, 2020-01-10) González Vidal, Aurora; Skarmeta Gómez, Antonio Fernando; Escuela Internacional de Doctorado
    La investigación e innovación contribuyen de manera decisiva a la lucha contra el cambio climático. Las TIC pueden reducir un 20 % de las emisiones mundiales de CO2 de aquí a 2030. El Aprendizaje Automático es útil para detectar ineficiencias de las ciudades modernas que contribuyen a la inestabilidad climática. Para mitigar el cambio climático, la reducción del consumo energético es crucial y la comodidad de los usuarios de los edificios y la reducción de costes deben garantizarse. Análisis iniciales sugieren que la conversión a edificios inteligentes gracias a la sensorización del Internet de las Cosas (IdC), junto con el análisis de datos, podría ser una opción para abordar estos problemas. Para ello, hemos identificado las siguientes necesidades de los edificios: mejorar las decisiones de gasto, reducir el consumo de energía, mejorar la eficiencia operativa y capacitar a sus usuarios con conocimientos energéticos; y las siguientes necesidades relativas a los análisis: cumplir los requisitos Big Data (volumen, velocidad, variedad, etc.), proporcionar mecanismos de fusión de datos, identificación de patrones de movilidad humana, reducción de información redundante en tiempo real, mejora de la predicción de series temporales mediante la selección de características y la gobernanza de datos. De acuerdo a estas necesidades hemos fijado los siguientes objetivos: O1. Integrar datos para crear conjuntos relativos al consumo de energía en entornos inteligentes y estudiar la naturaleza de los datos. Desarrollar arquitecturas para recopilar y administrar esos conjuntos de datos. O2. Desarrollar técnicas de reducción de datos para flujos de IdC que conserven sus características clave en relación con las aplicaciones Big Data. O3. Crear y comparar metodologías de predicción del consumo de energía con varios horizontes para obtener una predicción precisa y extraer patrones de uso de la energía. O4. Desarrollar una metodología de reducción de características para series temporales multivariantes aplicadas a predecir consumo de energía. O5. Encontrar patrones en el uso del aire acondicionado que puedan ser utilizados para acciones específicas hacia la eficiencia energética. O6. Identificar patrones de movilidad humana utilizando datos de dispositivos portables y redes sociales. O7. Identificar y aplicar arquitecturas analíticas de IdC en problemas de ciudades inteligentes que abarcan desde la recogida de datos hasta la prestación de servicios. O8. Crear mecanismos de IdC para prestar servicios personalizados de gestión y sensibilización en materia de energía mediante el análisis de los aspectos de comportamiento relacionados con la eficiencia energética. Nos centramos en completar algunos de los vacíos que existen en el análisis de datos para mejorar la eficiencia energética. La combinación de la gestión de datos con el aprendizaje automático permite extraer conocimientos para mejorar y crear servicios relacionados con la eficiencia en los edificios. Mediante análisis estadísticos y técnicas de selección de características hemos identificado variables importantes para la predicción del consumo de energía: temperatura, radiación, ocupación y valores previos de consumo. La ocupación rara vez está disponible y su predicción precisa es complicada, por lo que se ha diferenciado entre mañanas y tardes, lunes a jueves y viernes y también entre semanales y festivos. Random Forest es método excepcional en muchos de los escenarios estudiados, y muy apropiado debido a su fácil paralelización. También hemos estudiado los patrones de movilidad utilizando dispositivos portables y redes sociales que podrían ser aplicados en la estimación de la ocupación de los edificios. Se encontraron dos tipos de usuarios de aires acondicionados: los que interactúan mucho con la temperatura de consigna (consumidores más altos) y los que no. Estos resultados se utilizaron para diseñar estrategias de reducción del consumo de energía. Observamos que los datos reales son complicados debido a su volumen y a su naturaleza temporal. En este sentido, hemos desarrollado BEATS, un algoritmo de representación que transforma los datos para que proporcionen cantidades similares de información de forma compacta. Por último, desarrollamos arquitecturas de IdC que integran todos los pasos, desde la recopilación hasta el análisis de los datos y la prestación de servicios personalizados. Esos servicios se diseñaron para mejorar la eficiencia energética en los edificios inteligentes con el fin de lograr un cambio de comportamiento y resultaron útiles para reducir el consumo de
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    Definition of a methodology for the security evaluation of internet of things devices
    (Universidad de Murcia, 2020-09-04) Matheu García, Sara Nieves; Skarmeta Gómez, Antonio Fernando; Hernández Ramos, José Luis; Escuela Internacional de Doctorado
    El desarrollo de un framework de certificación es una iniciativa ambiciosa que ha generado un gran interés en todo el mundo, tanto en industria y en investigación, como en organizaciones estandarizadoras y reguladoras. Mientras que en Estados Unidos esta iniciativa está liderada por el NIST, en Europa, tras la aprobación del Cybsersecurity Act, ENISA ha adoptado el rol de liderar la creación de dicho framework. Diferentes retos alientan y, a la vez, frenan el desarrollo del framework de certificación, especialmente en el contexto del Internet de las Cosas (IoT). Por un lado, la gran variedad de esquemas de certificación, estándares de seguridad y dispositivos dificultan la comparación y el establecimiento de criterios básicos de seguridad. Esto queda acentuado por el hecho de que los actuales esquemas de certificación de seguridad utilizan métricas subjetivas que pueden interpretarse de manera diversa por diferentes expertos. Además, un mismo dispositivo IoT puede operar en contextos muy diferentes que requieren niveles de seguridad adecuados a dichos entonos, como por ejemplo salud e industria. Por otro lado, la gran cantidad de ataques a los que se ven sometidos deriva no sólo en cambios continuos en la seguridad, sino que involucran actualizaciones y parches que igualmente afectan a la seguridad certificada con anterioridad. Este hecho no es tenido en cuenta por los esquemas actuales de certificación de seguridad, que certifican de manera estática una versión concreta de un dispositivo, y ésta queda anulada cuando hay un cambio de seguridad. En este caso, se requiere una nueva y completa certificación, con el correspondiente desembolso monetario y gasto de tiempo. Como respuesta a estos problemas, la tesis tiene el objetivo de diseñar una metodología de evaluación de la seguridad enfocada a dispositivos IoT. La metodología se ha diseñado combinando valoración de riesgos y tests para la evaluación objetiva del riesgo y la seguridad. En una segunda parte, dicha metodología se ha instanciado a través de tecnologías y mecanismos que permiten automatizar el proceso, de manera que así se pueda facilitar la escalabilidad y la recertificación, lidiando con la alta dinamicidad de los entornos IoT. Finalmente, y con el objetivo de llevar los resultados de la evaluación a la fase de operación del dispositivo, se ha propuesto un mecanismo de mitigación basado en perfiles de comportamiento, de manera que se pueda reducir la superficie de ataque del dispositivo IoT. La implementación de dicho mecanismo se ha integrado con los resultados del proyecto Europeo H2020 ANASTACIA. La evaluación de seguridad propuesta ha sido validada en varios escenarios y considerando diferentes protocolos. La metodología ha sido la usual en un proyecto de investigación en informática. Las primeras etapas se han centrado en el análisis del estado del arte, principalmente en las carencias de los actuales esquemas de certificación. Se ha participado en grupos europeos para alinear los esfuerzos con lo que se está haciendo en materia de certificación en seguridad en el mundo y en especial, en Europa. El diseño y la instanciación de la metodología fueron realizada teniendo en cuenta estándares actuales y mecanismos que permitieran una reevaluación rápida. El análisis de los mecanismos de certificación actuales puso de manifiesto sus carencias, especialmente las relacionadas con la dinamicidad de la seguridad. La instanciación de la metodología fue realizada teniendo en cuenta este hecho, de manera que se permitiera una reevaluación rápida. Aunque el establecimiento de dicho framework de certificación aún requiere una coordinación conjunta de todas las partes implicadas, la metodología de evaluación de la seguridad para IoT propuesta en esta tesis está orientada a servir como base para futuras aproximaciones de dicho framework de certificación.
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    Design and validation of Novel Secure Protocols for Internet of Things leveraging on low-power Communication Technologies
    (Universidad de Murcia, 2021-12-13) Sánchez Gómez, Jesús; Zamora Izquierdo, Miguel Ángel; Sánchez Iborra, Ramón Jesús; Escuela Internacional de Doctorado
    El Internet de las Cosas (IoT) ha impactado severamente tanto las actividades sociales como industriales, las cuales muestran una tendencia creciente en el número de dispositivos conectados y el volumen de mercado. Varias fuentes estiman que para 2025 el número de dispositivos IoT superará los 18 miles de millones. Sin embargo, la naturaleza masiva y heterogénea de las aplicaciones IoT implican varios retos y brechas relacionadas con las tecnologías de comunicación y mecanismos de seguridad utilizados. Un conjunto de aplicaciones IoT se ha beneficiado ampliamente de las tecnologías de control y actuación remota. Estos escenarios utilizan dispositivos embebidos sensores y actuadores esparcidos en una gran área geográfica, sin supervisión humana, red eléctrica y cobertura de celulares. Este entorno ha propiciado una variedad de soluciones específicas del fabricante para comunicación y seguridad, contradiciendo el principio de interoperabilidad abierta y sin fisuras que promueve IoT. Para abordar los problemas mencionados, los objetivos de esta tesis doctoral abarcan la integración de las redes de largo alcance y bajo consumo (LPWAN) en el paradigma IoT. Esto fue alcanzado mediante evaluación, implementación y validación de protocolos seguros sobre redes de largo alcance. Estos objetivos incluyen permitir la comunicación segura de dispositivos embebidos utilizando mecanismos de compresión de cabeceras IPv6 y fragmentación, combinado con protocolos ligeros de autenticación y compartición de claves para redes LPWAN. La metodología para alcanzar estos objetivos consiste en establecer sublı́neas de investigación asociadas a cada objetivo, convergiendo finalmente en un todo para componer esta tesis. Todos estos objetivos son abordados repetidas veces, siguiendo una metodologı́a incremental e iterativa. Cada iteración produce conocimiento nuevo en un lazo cerrado retroalimentado que mejora y refina la siguiente iteración. Las diferentes fases incluyen análisis de requisitos, investigación del estado del arte, diseño de la propuesta, evaluación y validación. Seguir esta metodologı́a mejora los resultados conseguidos por cada objetivo y da forma a la contribución final. Las contribuciones de los objetivos de esta tesis doctoral mencionados anteriormente han derivado en varias publicaciones científicas en revistas de impacto y congresos internacionales. Durante el desarrollo de esta tesis, sus contribuciones fueron integradas en los resultados de proyectos europeos H2020 Fed4IoT, CYSEMA, y en el proyecto europeo H2020 open call IoTrust. Además, ello ha servido para extender la discusión de trabajos de estandarización de la IETF para integrar dispositivos embebidos en el ecosistema de Internet, especialmente para los grupos LPWAN y ACE. En las etapas tempranas de esta tesis, el ecosistema de red ceular 5G fue identificado como un elemento clave en el éxito de los escenarios IoT masivos para monitorización y control remotos y fue incluído como un objeto de estudio. Como resultado, diferentes propuestas de investigación fueron sondeadas para proveer un acceso seguro y autenticado a puntos fuera de infraestructuras LPWAN/celular, a través de procedimientos bootstrapping ligeros. Para proveer la integración sin fisuras de dispositivos IoT, los trabajos de estandarización IETF promueven el uso del protocolo de red IPv6. Debido a las severas limitaciones de ancho de banda de las LPWANs, transmitir la cabecera de gran tamaño obligatoria de IPv6 es prohibitivo. Así pues, para alcanzar interoperabilidad LPWAN-IoT segura, varios mecanismos fueron implementados y evaluados. Por un lado, el mecanismo Static Context Header Compression (SCHC) propuesto por la IETF LPWAN WG. Por otro lado, un mecanismo ligero de autenticación y compartición de claves basado en CoAP y EAP. Ambas soluciones fueron validadas en un escenario real LPWAN. Tras la evaluación, se concluye que el uso de un mecanismo de compresión de cabeceras, junto a un protocolo ligero de autenticación y compartición de claves conforman una solución válida para proveer una integración LPWAN-IoT escalable y eficiente.
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    ¿Están preparados nuestros profesionales para la web de las cosas?
    (Ediciones Profesional de la Información, 2019-10-03) Pastor Sánchez, Juan Antonio; Información y Documentación
    Se aborda el papel que tendrá la web de las cosas en el contexto de la internet de las cosas en general y el despliegue de las tecnologías basadas en el 5G. Se analizan las ventajas que aportaría la web de las cosas, así como la necesidad de adoptar una arquitectura estándar. Se trata también el papel que los profesionales de la información deben adoptar ante la web de las cosas y la necesaria evolución de su perfil y competencias laborales hacia la gestión de datos. Finalmente se hace una reflexión sobre si en España se está haciendo una adecuada formación para que esos profesionales alcancen las competencias adecuadas.