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Professor no Bacharelado em Sistemas de Informação e do
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e17d73dc686a476b
Comprovação remota
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• Azure Sphere assina digitalmente um conjunto
de informações para provar que o dispositivo é
original;
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Authentication and Attestation no Azure;
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Status de Suporte MT3620
• Suportado
• 76 GPIO mapeados apenas para o ARM Cortex-A7
• Serial UART 1.200 a 2.000.000 bauds + 32 bytes de buffer
• SPI 40 MHz – 2 dispositivos subordinados
• I2C 100kHz a 1 MHz
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Azure IoT Edge
Azure IoT Edge
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IoT Edge
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Monitoramento real de um CLP
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Monitoramento real de um CLP
Monitoramento real de um CLP
Monitoramento real de um CLP
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Name: iotedgemodbus
Image URI: waltercoan/iotedgemodbus
Container Create Options:
{
"HostConfig": {
"User": "root",
"Privileged": true,
"Devices": [
{
"PathOnHost": "/dev/ttyACM0",
"PathInContainer": "/dev/ttyACM0",
"CgroupPermissions": "mrw"
}
]
}
}
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Module Twin's desired properties:
{
"properties.desired":{
"PublishInterval": "3000",
"SlaveConfigs": {
"Slave01": {
"SlaveConnection": "/dev/ttyACM0",
"TcpPort": "0",
"RetryCount": "10",
"RetryInterval": "50",
"HwId": "CLP",
"BaudRate": "9600",
"DataBits": "8",
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"Parity": "ODD",
"FlowControl": "NONE",
CONTINUA NO PRÓXIMO SLIDE!!!
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"Operations": {
"Op01": {
"PollingInterval": "1000",
"UnitId": "1",
"StartAddress": "100002",
"Count": "1",
"DisplayName": "disjuntor1"
},
"Op02": {
"PollingInterval": "1000",
"UnitId": "1",
"StartAddress": "100003",
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"DisplayName": "disjuntor2"
}
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}
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}
}
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{
"routes": {
"route": "FROM /messages/* INTO $upstream"
}
}
Monitoramento real de um CLP
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https://www.hackster.io/waltercoan/azure-iot-edge-reading-data-from-plc-
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Azure IoT Edge e Azure Sphere: principais evoluções da plataforma Azure IoT

  • 1. Globalcode – Open4education Principais evoluções da plataforma Azure IoT: Azure Sphere e Azure IoT Edge Walter Silvestre Coan Mestre em Sistemas Distribuídos, MCSA, MCP C#, MCP ASP.NET MVC Web App, AWS Certified Developer e SCP Java.
  • 2. Walter Silvestre Coan Microsoft Certified Solutions Associate – Web Applications MCP em programação em C# MCP em desenvolvendo aplicações Web ASP.NET MVC Participação com projeto finalista da etapa nacional do Microsoft Imagine Cup 2016 – Projeto Omni AWS Certified Developer Associate Sun Certified Programmer em Java 5.0 Mestre em Ciência da Computação na área de Sistemas Distribuídos e Redes de Sensores sem Fio - PUCPR Pós-Graduado em Engenharia de Software - PUCPR Bacharel em Informática - UNIVILLE Professor no Bacharelado em Sistemas de Informação e do Bacharelado em Engenharia de Software da UNIVILLE Desenvolvedor de software na RDX – RDornel Data Experts walter.coan@gmail.com – www.faltoupontoevirgula.com.br
  • 3. Agenda Avanços tecnológicos da plataforma Azure IoT Azure IoT Central Azure Sphere Azure Iot Edge
  • 4. Agradecimento Esta apresentação é um resumo das apresentações realizadas por: Olivier Bloch Principal Program Manager at Microsoft in the Azure IoT team The Things Conference: LoRaWAN and the Intelligent Cloud Powerful solutions with Azure IoT - https://youtu.be/SivnPqqbWsc Ed Nightingale Partner Product Architect (Azure Sphere) Introducing Azure Sphere - https://youtu.be/wJgCzaiRz9w
  • 5. Microsoft investe $5B em IoT https://blogs.microsoft.com/iot/2018/04/04/microsoft-will-invest-5-billion-in-iot-heres-why/
  • 7. Um ano depois... Azure Sphere Mais de 100 novos serviços e funcionalidades na plataforma Azure IoT Azure IoT Central Windows 10 IoT Core Services Azure Security Center Azure Digital Twins Azure Maps Azure Spatial Anchors Azure Remote Rendering Azure IoT Edge - Azure Cognitive Services Windows Server IoT 2019 Azure IoT Edge VM on Azure Marketplace Azure IoT Hub Device Streams Embedded Learning Library (ELL) Device Simulation Azure IoT Time Series Insights RBAC (Role Based Access Control) Azure IoT
  • 14. Azure IoT Starter Kit (AZ3166) MXCHIP ARM Cortex-M4 100Mhz EMW3166 Wifi STSAFE-A100
  • 15. Azure IoT Starter Kit (AZ3166) https://microsoft.github.io/azure-iot-developer-kit/
  • 16. Azure IoT Starter Kit (AZ3166) https://microsoft.github.io/azure-iot-developer-kit/
  • 17.
  • 19. Azure Sphere Microsoft Surface Hub 2 Segunda transformação digital Primeira onda 1970 Primeiros Microcontroladores MCU Segunda onda 2010 – 2020 Conectividade pela Internet dos MCU Consequências Mudança drástica nas experiências de uso dos dispositivos. Maior preocupação com a segurança.
  • 20. Nenhuma empresa lançaria um produto com problemas de segurança
  • 22. https://github.com/espressif/esptool/wiki/espefuse esptool.py -p /dev/ttyUSB0 -b 460800 read_flash 0 0x200000 flash.bin Root certificate and RSA private key extracted
  • 23. The Seven Properties of Highly Secure Devices: the new standard for securing MCU powered IoT experiences Hardware Root of Trust Seu dispositivo é Identificável e a integridade do software é confirmada por hardware? Defense In Depth Seu dispositivo se mantém seguro se um mecanismo de segurança for destruído? Small Trusted Computing Base O seu dispositivo esta protegido de erros em outros códigos fonte? Dynamic Compartments As proteções de segurança do seu dispositivo podem melhorar após a implantação? Certificate-Based Authentication Seu dispositivo utiliza certificados digitais ao invés de senhas para autenticação? Failure Reporting Seu dispositivo reporta falhas e anomalias? ! Renewable Security Seu dispositivo atualiza o software de forma automática? Suporte do Hardware Suporte do Sistema Operacional Suporte do Serviço de Nuvem https://www.microsoft.com/en-us/research/wp- content/uploads/2017/03/SevenPropertiesofHighlySecureDevices.pdf
  • 24. Algumas necessidades dependem do suporte do hardware Hardware Root of Trust Chave criptográfica que não pode ser excluída e protegida pelo hardware. Dispositivos contadores físicos impedem ataques do tipo side- channel. A identidade do dispositivo e o software seguro dentro do hardware Hardware protege a Identidade do Dispositivo Hardware protege a Inicialização com Segurança Hardware atesta a Integridade do Sistema
  • 25. Algumas necessidades dependem do suporte do hardware e do software Dynamic Compartments Barreiras internas limitam o alcance de qualquer falha Hardware cria Barreiras de Segurança Software cria Compartimentos Hardware firewall ou unidades de memória gerenciadas Isolamento de processos
  • 26. Algumas necessidades dependem do suporte do hardware e do software Small Trusted Computing Base Chave criptográfica são armazenadas em uma carteira protegida pelo hardware, inacessível pelo software. Hardware protege as chaves criptográficas de acesso A arquitetura de software é concebida no formato de camadas impedindo o acesso direto.
  • 27. Algumas necessidades dependem do suporte do hardware, do software e da nuvem Renewable Security A segurança do dispositivo é renovada para superar as ameaças em evolução e as violações de segurança. Nuvem provê as atualizações Software aplica as atualizações Hardware previne rollback attacks
  • 28. Três pilares de segurança do Azure Sphere Secured MCUs Uma nova categoria de MCU’s chamado Azure Sphere, produzidos por empresas parceiras, com tecnologia de segurança da Microsoft, que fornece conectividade, alto desempenho e características de segurança no hardware. Secured Operating System Sistema operacional seguro Azure Sphere OS que combina as melhores práticas da Microsoft e da comunidade Open Source, criando uma plataforma confiável para uma nova experiência em IoT. Secured by our Cloud Service Azure Sphere Security Service protege cada dispositivo e os clientes, detecta falhas de segurança e responde de forma proativa.
  • 29. Arquitetura do Azure Sphere MCU Microsoft Pluton Security Subsistem – Root of Trust ARM Cortex-A provê isolamento de processos através do gerenciamento de unidades de memória. Azure Sphere OS cria containers para as aplicações que utilizam espaços de memória reservados. 2x ARM Cortex-M é o MCU, que executa o processamento em real time.
  • 30. https://d86o2zu8ugzlg.cloudfront.net/mediatek-craft/documents/mt3620/MediaTek-MT3620-Product-Brief-Nov2018.pdf ARM Cortex A7 NEON FPU 64kB L1 instruction cache 32kB L1 data cache 256kB L2 cache, 4MB system memory for the Azure Sphere operating system and user applications 2x ARM Cortex M4 cores 192kB TCM (Tightly-Coupled Memory) 64kB SRAM FPU Floating Point Unit Pluton Security Subsystem ARM Cortex-M4F security processor 128kB secured TCM 64kB secured mask ROM bootloader Wi-Fi Processador dedicado N9 32-bit RISC core IEEE 802.11 a/b/g/n Bandas de 2.4GHz e 5GHz
  • 31. Geração do Device ID no Azure Sphere • Cada dispositivo possui um identificador único; • O ID é gerado no processo de fabricação do MCU; • Microsoft possui o controle de todos os IDs dos dispositivos produzidos. https://azure.microsoft.com/mediahandler/files/resourcefiles/azure-sphere-device-authentication-and-attestation- service/Device_Authentication_and_Attestation_Service.pdf?v=cba244cabba1e2c8d7ceb8f3389d4c7eb8a97d1eacae2cdc e17d73dc686a476b
  • 32. Comprovação remota • Ocorre durante o processo de autenticação • Azure Sphere assina digitalmente um conjunto de informações para provar que o dispositivo é original; • Dados são enviados para o Device Authentication and Attestation no Azure; • Retorna um certificado de curta duração atestando que é um dispositivo original.
  • 33. Status de Suporte MT3620 • Suportado • 76 GPIO mapeados apenas para o ARM Cortex-A7 • Serial UART 1.200 a 2.000.000 bauds + 32 bytes de buffer • SPI 40 MHz – 2 dispositivos subordinados • I2C 100kHz a 1 MHz • Subsistema Wi-Fi • 5MB RAM – 4MB flash para o ARM Cortex-A7 (pode ser solicitado com 16MB flash SPI) • Não suportado (por enquanto) • PWM e contadores de pulso • I2S (Inter-IC Sound) • ADC – 8 pinos • 2x ARM Cortex-M4F • Controle de energia • Detecção de Brownout https://docs.microsoft.com/pt-br/azure-sphere/hardware/mt3620-product-status
  • 36. Azure Sphere MT3620 Mini Dev Board
  • 40. Azure IoT Edge O Azure IoT Edge move análises de nuvem e lógica de negócios personalizada para dispositivos, de modo que sua organização pode se concentrar em ideias de negócios em vez de gerenciamento de dados. DOCKER
  • 41. Orquestrador de containers MobyProject Processo que integra com o IoT Edge IoT Edge Daemon Conexão com o Broker Provisionar dispositivo no IoT Hub Install Azure IoT Edge runtime on Linux (ARM32v7/armhf) https://docs.microsoft.com/en-us/azure/iot-edge/how-to-install-iot-edge-linux-arm
  • 42. Publicar módulo nos dispositivos Codificação • Desenvolvimento do módulo do IoT Edge Container • Compilação • Geração da imagem do container Docker Publicação da Imagem • Imagem copiada para um Container Registry Deploy • Azure Iot Edge aciona publicação nos dispositivos. https://docs.microsoft.com/en-us/azure/iot-edge/quickstart-linux#deploy-a-module
  • 44. CLP (Controlador lógico programável) Empresa ProXSys CP-WS11/4DO4DI USB RS485 Alimentação em 24Vcc ou 12Vcc Duas (02) saídas digitais para RELE Quatro (04) entradas digitais a transistor tipo PNP Porta de comunicação RS 485 Porta de comunicação/gravação USB Protocolo MODBUS RTU
  • 45. Monitoramento real de um CLP Azure IoT Edge Equipamento Industrial CLP 1 seg Azure IoT Hub AMQP RTU - USB 3 seg
  • 46. Monitoramento real de um CLP https://github.com/Azure/iot-edge-modbus
  • 49. Monitoramento real de um CLP Antes de habilitar o módulo
  • 54. Monitoramento real de um CLP Name: iotedgemodbus Image URI: waltercoan/iotedgemodbus Container Create Options: { "HostConfig": { "User": "root", "Privileged": true, "Devices": [ { "PathOnHost": "/dev/ttyACM0", "PathInContainer": "/dev/ttyACM0", "CgroupPermissions": "mrw" } ] } }
  • 55. Monitoramento real de um CLP Module Twin's desired properties: { "properties.desired":{ "PublishInterval": "3000", "SlaveConfigs": { "Slave01": { "SlaveConnection": "/dev/ttyACM0", "TcpPort": "0", "RetryCount": "10", "RetryInterval": "50", "HwId": "CLP", "BaudRate": "9600", "DataBits": "8", "StopBits": "1", "Parity": "ODD", "FlowControl": "NONE", CONTINUA NO PRÓXIMO SLIDE!!!
  • 56. Monitoramento real de um CLP "Operations": { "Op01": { "PollingInterval": "1000", "UnitId": "1", "StartAddress": "100002", "Count": "1", "DisplayName": "disjuntor1" }, "Op02": { "PollingInterval": "1000", "UnitId": "1", "StartAddress": "100003", "Count": "1", "DisplayName": "disjuntor2" } } } } } }
  • 57. Monitoramento real de um CLP { "routes": { "route": "FROM /messages/* INTO $upstream" } }
  • 60. Monitoramento real de um CLP https://www.hackster.io/waltercoan/azure-iot-edge-reading-data-from-plc- industrial-iot-ef8214 Tutorial completo