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IoT Open House/LoRa



LPWAN(Low Power Wide Area Network), 즉 적은 전력으로 긴 거리를 통신하는 기술이다. LPWAN은 통신빈도가 적고, 소량의 데이터를 사용하는 Metering, Tracking 등의 응용에 적합한대, LoRa와 NB-IoT가 바라보고 있는 응용 분야갸 같기 때문에 전혀 다른 기반기술임에도 많은 비교가 되고 있다.



이번 포스팅에서는 LoRa의 단점 중 하나라고 지적되는 LoRa의 보안 이슈를 SKT의 LoRa에 대해서 적어보려고 한다.(Public LoRa와 차이점이 있음.)



1. LoRa Device - Network Server


LoRa Device와 Gateway 사이는 비면허 대역이고 Broadcast로 통신하는 LoRa 특성상 보안 이슈가 발생할 수 있다.


일단 LoRaWAN 프로토콜 자체에서  AES-128 Encryption으로 Network Session Key를 관리한다. Public LoRa는 아래 그림에서 Pseudo App Key Join 단계만 수행하게 된다.

SKT LoRa는 Pseudo Join 단계를 통해 암호화된 Real App Key를 생성하게 되고, 이 Real App Key를 사용해 Real Join을 하도록 설계되어 있다. 다시말해 서로 다른 키를 이용해 AES-128로 2회 encryption 하는 것이다.


2단계의 Join 과정을 통해 Join Key가 외부로 유출되는 것을 원천 차단하고 있고, SKT에서 인증받지 않은 단말은 SKT LoRa Network에 접속할 수 없게 된다.




또한, LoRa는 IP 기반이 아닌 EUI64 기반의 ID 체계를 사용하기 때문에 DDOS, 스미싱, 스캐니닝, 바이러스 등 IP 기반의 공격에 안전하다.




2. ThingPlug - App Server


ThingPlug와 App/Web Server 사이에서는 MQTT/HTTP 기반에 oneM2M 프로토콜을 사용한다.


1) TCP Layer 보안

 MQTT와 HTTP는 TCP/IP Layer 기반에서 제공되는 SSL encryption도 지원하고 있다.



2) oneM2M Layer 보안

ThingPlug에서 REST API를 사용해 데이터를를 조회하거나, 디바이스를 조회하기 위해서는 사용자 인증키가 필요하다.

이 사용자 인증키는 SKT에서 발급해 주는 키로 타인의 접근을 방지는 역할을 하게 된다.


3) MQTT Layer 보안

MQTT를 사용하는 경우에도 oneM2M 프로토콜을 사용하기 때문에 사용자 인증키 보안을 사용한다.

추가로 경우 MQTT 접속시에 client ID, username, password를 적용하여 타인의 접속 자체를 차단하고 있다.


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IoT Open House/ThingPlug


SK Telecom의 LoRa를 이용한 서비스의 개발은 아래와 같은 그림으로 구성됩니다.




App Server를 구현하기 위하기 위한 방법은 아래와 같습니다.


1. 프로토콜 선택

- HTTP

- MQTT


2. 데이터 수집 방법 선택

- Polling

-Subscription



데이터 수집 방식을 그림으로 표현하면 아래와 같습니다.








자세한 내용이 궁금하다면 강의에 참석해 보세요.


https://lora.sktiot.com/openhouse/introduction/academy.do



이번 달 강의는 4월 25일로 예정되어 있으며, 위 링크에서 신청하실 수 있습니다.

(강의 신청은 추후에 오픈될 예정입니다.)


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IoT/WiFi

SKT ThingPlug 더 쉽게 시작하기 강의록입니다.


ThingPlug Device로는 Nucleo F411RE와 WizFi310(Embedded WiFi module)을 사용했습니다.


Application은 Python으로 작성한 대시보드를 사용했습니다.



ThingPlug 뿐만 아니라, Arduino, mbed, Embedded WiFi 관련 강의가 준비되어 있습니다.

http://wiznetacademy.com/



(강의록 로딩이 조금 오래 걸립니다.)


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IoT Open House/ThingPlug


https://developers.sktelecom.com


강의 신청은 skt developer 사이트를 거쳐서 하셔도 되고, 아래 사이트에서 하셔도 됩니다.

http://wiznetacademy.com/


아래 강의에 대한 간략한 설명은 아래 글을 확인해 주세요.

http://1byte.tistory.com/15







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IoT Open House/ThingPlug


안녕하세요


저는 위즈네트에서 WiFi 모듈 개발을 담당하고 있고, 'WiFi 모듈 사용 기초 방법'과 SK telecom의 IoT 플랫폼인 'ThingPlug를 쉽게 사용하는 방법'에 대해서 오프라인 강의를 하고 있습니다.

ThingPlug 강의는 무료입니다. 하지만 다른 강의들은 일반인 2만원, 학생 1만원을 받는다고 합니다. 


http://wiznetacademy.com/?module=lecture&act=dispCourseInfo&course_seq=175


Wireless(Embedded WiFi)의 커리큘럼은 3강의로 구성되어 있습니다.

기초, 중급, 고급의 구분은 딱히 없지만, 초급 중급 고급 순서대로 수강하시면 이해하시기 빠를것 같습니다.


강의의 내용은 아래와 같이 진행됩니다. 저는 초급과 고급 강의를 진행하고 있기 때문에 두 강의를 우선 소개해드리겠습니다.



1. WizFi310으로 Embedded Wi-Fi 시작하기


해당 강의는 WizFi310(embedded WiFi 모듈)을 사용하는 방법과 기본적인 예제들로 구성되어 있습니다.

이 강의를 수강하시면, 기본적인 TCP/IP 통신과 MQTT의 기초까지 알 수 있습니다.

아래에 해당하시는 분이라면 수강 가능합니다.(초보자 대상)

    • TCP/IP를 들어봤다.
    • 서버와 클라이언트를 안다.
    • 스마트폰으로 WiFi를 사용할 수 있다.
    • 키보드가 잘 눌리는 노트북이 있다.


2. ThingPlug 더 쉽게 시작하기


이 강의는 SKT의 IoT 플랫폼인 'ThingPlug'를 쉽게 사용하는 방법에 대해서 알려드립니다. 해당 강의는 (중급) 강의에서 진행된 MCU(Cortex M3)로 WizFi310을 제어해서 SKT ThingPlug를 사용하는 강의입니다.

이 강의는 '세계 최초로 oneM2M 표준을 적용한 IoT 플랫폼인 'ThingPlug''의 구조와 사용방법, 그리고 더 쉽게 사용하는 방법까지 모두 '무료'로 알려드립니다.


이 강의의 수강 대상자는 아래와 같습니다.

    • 1번 WiFi 기초 강의 수강자 - 필수는 아니지만 WizFi310을 사용해서 강의가 진행되기 때문에 선행되었으면 좋겠습니다.

    • MCU에 대한 기본적인 이해가 필요하지만, C 언어의 if, for, while을 아신다면 수강하실 수 있습니다. - 부족하시다면 중급 강의도 수강해주세요.

    • oneM2M, ThingPlug를 들어봤다.




이 외에도 아두이노, ARM mbed 관련 강의도 있으니 관심있으신 분은 아래 링크를 통해 신청해주세요.


http://wiznetacademy.com/








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Prototype/IoT Platform

1. 프로토콜 선택

앞서 설명했듯이 IoTMakers에서는 아래와 같은 프로토콜을 지원하고 있다.

개발 환경에 따라서 JAVA를 사용할지, C를 사용할지, 아니면 아두이노를 사용할지 선택해야 한다.

 

 

기본적으로 각각의 SDK는 위와 같은 연동 구조로 되어있으며, 디바이스와 IoTMakers 사이의 접속, 데이터 전송, 제어 등을 위한 API(Application Programming Interface)가 구현되어 있다.

 

이번 포스팅에서는 C SDK의 MQTT프로토콜 가이드 문서를 통해 IoTMakers에 접속하는 방법에 대해 알아볼 것이다.

 

2. IoTMakers MQTT API

IoTMakers에 접속해 데이터를 전송해서는 위에 나타난 정도의 함수들로 처리할 수 있다. (1, 3, 6, 11, 14, 15, 17)

 

1. im_init(): 이 함수에서는 IoTMakers의 IP, Port, Gateway 연결 ID, Device ID, Device Password 등 IoTMakers에 접속하기 위한 기본 설정 과정이다.

3. im_connect(): 위의 IP, Port 정보들로 바탕으로 MQTT 연결을 수행하고, receive 핸들러를 등록한다.

6. im_auth_device(): Gateway 연결 ID, Device ID, Device Password 정보로 인증 요청을 수행한다.

11. im_send_numdata(): 숫자 형태의 데이터를 전송할 때 사용한다. 문자형은 im_send_strdata()를 사용하며, 숫자형와 문자형을 동시에 여러 개 보낼 경우 im_send_complexdata()를 사용한다.

14. dataresp_handler(): (3)에서 등록한 receive 핸들러로 수신된 데이터를 확인할 수 있다.

15. im_disconnect(): mqtt disconnect함수

17. im_release(): 메모리 할당 해제

 

함수에 대한 자세한 사용방법이나 예제 소스코드는 가이드 문서를 참고하세요.

http://iotmakers.olleh.com/openp/assets/files/C_SDK_manual_MQTT_2.2.0.pdf

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Prototype/IoT Platform

 

 

1. IoT Makers란..

 

국내 통신사들이 IoT 관련 활발해지면서 각 통신사마다 IoT Platform을 내놓고 있다. 그 중 KT에서는 IoT Makers라는 이름으로 IoT Platform을 개발하고 제공하려 하고 있다.

사이트 주소 :  http://iotmakers.olleh.com/

 

 

 

2. IoT Makers 특징

KT의 IoT Makers의 특징은 아래와 같다.

 

  • IoTMakers에서 현재 사용 가능한 프로토콜은 TCP+oneM2M과 MQTT+oneM2M이다. 사설 프로토콜도 사용 가능하다고 되어있는데, 이 점은 테스트해봐야 할 것 같다..
  • 가상 디바이스 시뮬레이터는 센서 디바이스 없이 어플리케이션을 개발하려고 할 때, 가상의 센싱 데이터를 만들 때 사용한다.
  • 다른 IoT Platform 들과 마찬가지로 대시 보드로 데이터를 모니터링 할 수 있다.
  • 사용해보면서 느낀 KT IoTMakers 만의 특징이라고 한다면 GUI 기반의 이벤트 생성이다. 아래 그림처럼 직관적으로 이벤트를 생성할 수 있다.

 

 

3. IoTMakers에 접속하고 데이터 전송하기

디바이스가 IoTMakers에 접속하고 데이터를 전송하거나, IoTMakers로 부터 제어신호를 수신하기 위한 방법은 아래와 같다.

IoTMakers에서 제공하는 SDK(Software Development Kit)은 위와 같다. JAVA SDK에는 TCP, HTTP, MQTT, CoAP 통신 프로토콜이 포함되어 있다. JAVA SDK는 아무래도 어플리케이션 개발에 사용되기 때문에.. 별로 관심이 없다.

C SDK에는 TCP와 MQTT 프로토콜을 제공하고 있으며, 아두이노 용 SDK도 배포 중이다. 아두이노 용 SDK는 기본적으로 C-TCP와 동일한 TCP+oneM2M 구조로 되어 있으며, 임베디드 용으로 구현되었기 때문에 JSON Library 등 utility의 사이즈를 줄이기 위해 심플하게 구현되어 있는 것이 차이점이다.

 

SDK 들 중 사용자의 환경에 맞는 SDK를 사용하면 아래처럼 IoTMakers에 데이터를 전송하고 제어신호를 수신할 수 있다.

 

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IoT 개발자 블로그이고 싶다.

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