Secure LwM2M IoT streaming data pipelines in Hospworks

Maliszewski, Kajetan (2019). Secure LwM2M IoT streaming data pipelines in Hospworks. Thesis (Master thesis), E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM).

Description

Title: Secure LwM2M IoT streaming data pipelines in Hospworks
Author/s:
  • Maliszewski, Kajetan
Contributor/s:
  • Ruiz González, Mariano
Item Type: Thesis (Master thesis)
Masters title: Ingeniería de Sistemas y Servicios para la Sociedad de la Información
Date: July 2019
Subjects:
Freetext Keywords: Internet of Things
Faculty: E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM)
Department: Ingeniería Telemática y Electrónica
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

La cantidad de dispositivos conectados a Internet, ya ha superado la cantidad de seres humanos. El ritmo de crecimiento es tan elevado que en los próximos cinco años se duplicará. El ecosistema de estos dispositivos, colectivamente llamado Internet of Things (IoT), es una fuente de gran cantidad de datos y crea varios retos inauditos para investigadores y empresas. Se han propuesto nuevas formas y poco convencionales de operaciones de los datos. Una de esas soluciones es Hadoop Open Platform-as-a- Service (Hops), el resultado de investigación entre KTH Royal Institute of Technology en Estocolmo y RISE SICS AB. Además, es una plataforma que permite un análisis de datos en cantidades extremadamente grandes con tecnologías innovadoras y open source de Big Data y Machine Learning (ML). Este proyecto fin de máster, proporciona soporte para conectar esas dos tecnologías. Esta plataforma también proporciona instrumentos para introducir de manera segura y de confianza los datos de IoT a la plataforma Hops. Además, proporciona herramientas para asegurar el nivel de seguridad, permitiendo la ejecución de medidas de mitigación, tales como exclusión automatizada de fuentes de ataques de tipo Distributed Denial of Service (DDoS). Para permitir la ingesta de datos, se ha introducido un nuevo elemento a esta tecnología - IoT Gateway. Se trata de una plataforma hacia la cual los dispositivos IoT ya autenticados pueden transmitir los datos. Hopsworks, un componente de Hops, ha sido extendido a través de REST API, lo que permite a los Gateways conectar con la plataforma Hops. Se ha desarrollado un banco de pruebas para probar dicha plataforma, además de un simulador de IoT y un dispositivo de IoT real con un hardware dedicado. La arquitectura está basada en protocolos de seguridad publicamente abiertos y muy extendidos - Raw Public Key (RPK) y Hypertext Transfer Protocol Secure (HTTPS). Por último, se concluye que la solución propuesta tiene un alto rendimiento, es escalable y proporciona una alta fiabilidad en un escenario real. Hasta donde llega nuestro conocimiento, se concluye que Hopsworks es la primera plataforma del mundo de open source de Big Data con ingesta de datos de IoT segura. Abstract: The number of internet connected devices has already by far surpassed the number of human beings. The pace of growth is still so big that in the next five years that number will double. The ecosystem of these devices, collectively called Internet of Things (IoT), is a source of a tremendous amount of data and creates several unheard challenges for researchers and companies. New, unconventional ways of storing, analyzing, and processing of the data had to be proposed. One such a solution is Hadoop Open Platform-as-a-Service (Hops), a result of years-long research between KTH Royal Institute of Technology in Stockholm and RISE SICS AB. It is a platform enabling an analysis of extremely large volumes of data with cutting-edge, open-source technologies for Big Data and Machine Learning (ML). This master thesis provides support for connecting these two environments. It provides instruments for secure and reliable ingestion of IoT data into Hops platform. Moreover, it provides tools for ensuring the level of security by supporting the execution of mitigating measures, such as automated exclusion of misbehaving devices and dropping traffic from sources of Distributed Denial of Service (DDoS) attacks. To allow the data ingestion a new element was introduced to the ecosystem - IoT Gateway. It is a platform, where the authenticated IoT devices can stream data to. Furthermore, Hopsworks, one of the Hops’ main component, was extended with REST API that allowed the gateways to securely connect to the Hops ecosystem. A testbed, including IoT software simulator and a real IoT device with dedicated hardware, was built and comprehensively tested and benchmarked. The architecture is based on the publicly open and very popular security protocols - Raw Public Key (RPK) and Hypertext Transfer Protocol Secure (HTTPS). It is shown that the proposed solution is performant, scalable, and provides high reliability in a real-life case scenario. Up to our knowledge, the work done in this thesis makes Hopsworks the world’s first open source Big Data platform with secure IoT data ingestion.

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Item ID: 65679
DC Identifier: http://oa.upm.es/65679/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:65679
Deposited by: Biblioteca Universitaria Campus Sur
Deposited on: 10 Dec 2020 07:10
Last Modified: 10 Dec 2020 07:10
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