افزودن «S» امنیت به IoT با استفاده از VPN

با گسترش روزافزون دنیای دیجیتال، Internet of Things (IoT) یا اینترنت اشیا نحوه‌ی کنترل محیط اطراف، نظارت بر شرایط و افزایش بهره‌وری روزمره را متحول کرده است. اما هر چه وابستگی ما به IoT بیشتر شود، نیاز ما به ارتباطات ایمن نیز افزایش می‌یابد. در این مطلب به طراحی یک برنامه‌ی IoT امن با بهره‌گیری از Virtual Private Network (VPN) می‌پردازیم.

مسیر‌یابی داده‌ها چگونه است؟

هنگام طراحی معماری امنیتی یک برنامه IoT، آگاهی از Data Routing یا مسیر‌یابی داده بسیار مهم است. شناخت دقیق سفر داده به شما کمک می‌کند استراتژی امنیتی موثری ایجاد کنید.

مسیر معمول داده‌های IoT:

1. IoT Device (دستگاه IoT):
   • بیشتر زمان خود را در حالت Deep-Sleep برای صرفه‌جویی در انرژی می‌گذراند.
   • تنها برای ارسال اطلاعات سنسور یا تغییر وضعیت بیدار می‌شود.
   • با ماژول سلولار و SIM Card احراز هویت کرده و از طریق Radio Layer داده را منتقل می‌کند.
2. Base Station (ایستگاه پایه):
   • همان Cell Tower است که سیگنال‌های رادیویی را دمدوله و از طریق S1 Interface به Core Network اپراتور می‌فرستد.
   • پیکربندی APN را بررسی و مقصد داده را تعیین می‌کند.
3. Core Network (شبکه هسته):
   • مسئول احراز هویت کاربر، مدیریت تحرک (Mobility Management) و اختصاص IP Address است.
   • داده را به مقصد از طریق اینترنت عمومی هدایت می‌کند.
4. Server (سرور):
   • مقصد نهایی؛ می‌تواند Cloud Platform مانند AWS یا Azure یا سرور خصوصی باشد که داده در آن ذخیره، پردازش و تحلیل می‌شود.

نقش VPN در امنیت IoT

تصور کنید هر IoT Data Packet یک کارت پستال است که بدون محافظت ارسال می‌شود. VPN همانند یک Envelope (پاکت) محتوا را مخفی کرده و مسیر انتقال را ایمن می‌کند.

• VPN Tunnel (تونل VPN):
  اتصال امن بین دو IP Endpoint، مانند Core Network و یک سرور خصوصی AWS یا Azure، ایجاد می‌کند. این تونل تضمین می‌کند که داده از طریق اینترنت عمومی منتقل شود، بدون اینکه واسطه‌ها قادر به خواندن محتوا باشند.
• Hidden IP Address (مخفی شدن آدرس IP):
  تونل VPN نه تنها محتوای پیام را مخفی می‌کند بلکه IP واقعی فرستنده و گیرنده را نیز پنهان می‌سازد.
• Additional Encryption (لایه رمزنگاری اضافی):
  تمام VPNها یک لایه رمزنگاری اضافه مانند IPSec Protocol دارند تا محتوای داده را دوچندان محافظت کنند.

سطح امنیت موردنیاز

همه داده‌ها حساسیت یکسانی ندارند:

• اطلاعات حساس مانند Personal Identifiable Information (PII) یا داده‌های سلامت نیازمند Robust Security هستند.
• داده‌های کم‌حساسیت نیز برای تضمین Data Integrity و Authenticity به محافظت نیاز دارند.

Defense in Depth (دفاع در عمق)

هنگام طراحی IoT Architecture باید امنیت از دستگاه تا سرور در نظر گرفته شود. می‌توان چندین لایه امنیتی اضافه کرد تا حتی اگر یک لایه نفوذ شود، لایه‌های دیگر همچنان از داده محافظت کنند.

به صورت پیش‌فرض، ارتباط سلولار از دستگاه IoT تا Core Network بر اساس استاندارد 3GPP ایمن است که شامل:

• Authentication (احراز هویت) با روش‌هایی مانند AKA یا EPS-AKA
• Radio Layer Encryption با الگوریتم‌های EEA
• Trusted S1 Interface معمولاً با IPSec

برای امنیت انتها به انتها (End-to-End Security)، بسیاری از اپلیکیشن‌های IoT از پروتکل‌هایی مانند DTLS یا TLS برای ایمن‌سازی ترافیک داده استفاده می‌کنند.

جایگاه VPN

VPN می‌تواند یک لایه امنیتی اضافی باشد یا حتی در برخی موارد جایگزین DTLS/TLS شود، زیرا داده از دستگاه تا Core Network قبلاً ایمن شده است.

جمع‌بندی

طراحی یک IoT Application ایمن به سطح امنیت مورد نیاز بستگی دارد. استراتژی Defense in Depth می‌تواند امنیت را به طور قابل توجهی تقویت کند، اما پیاده‌سازی پیچیده‌تر به منابع و مدیریت بیشتری نیاز خواهد داشت. با استفاده از VPN Tunnel و پروتکل‌های رمزنگاری، می‌توانید امنیت داده‌های IoT را از دستگاه تا سرور تضمین کنید.

منبع: iotforall