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Expertenbeitrag

Diplom-Ingenieur Aurelius Wosylus

Diplom-Ingenieur Aurelius Wosylus

Chief Sales Officer & Country Dir, Sigfox Germany GmbH

Device-to-Cloud Kommunikation

Sigfox - ein Netzwerk für Sensoren und Big Data

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Das Sigfox Netzwerk stellt zudem auf dem gesamten Nachrichtenpfad sicher, dass die ID des Devices nicht dupliziert wurde. Im Falle eines beschädigten Devices gibt es darüber hinaus einen Blacklist-Mechanismus, der die Kommunikation mit diesem Device verhindert. Hierzu kommt eine Sequenznummer als Anti-Replay Mechanismus zum Einsatz, der mit dem Message Authentication Code des Sigfox Devices, kurz MAC, assoziiert ist. Die Sequenznummer dient dabei als einfacher Nachrichten-Counter, der eine 0 bis 1 Byte große, vorzeichenlose Integerzahl liefert, die bei 140 Nachrichten pro Tag in etwa monatlich rotiert. Diese Sequenznummer wird durch das Sigfox Support-System verifiziert, um Replay-Versuche zu erkennen und zu verwerfen. Die Integrität des Counters wird durch den Authentifizierungs-Token der Nachricht garantiert.

Die Sequenznummern müssen innerhalb eines validen Gültigkeitsfensters liegen, damit die Nachrichten empfangen werden. Das Subscription-Level entspricht der maximalen Nachrichtenanzahl, die ein Gerät pro Tag erzeugt.

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Einzigartiger symmetrischer Authentifizierungsschlüssel

Jedes Device erhält während der Fertigung zudem einen einzigartigen symmetrischen Authentifizierungsschlüssel. Auf Basis dieses Authentifizierungsschlüssels wird jede Nachricht, die von diesem Device versendet oder empfangen wird, mit einem kryptographischen Token signiert.

Die Verifizierung des Tokens stellt dabei zwei Dinge sicher: Zum einen die Authentifizierung des Senders. Dieser ist bei einer Uplink-Nachricht das Device und bei einer Downlink-Nachricht das Sigfox Netzwerk. Zum anderen wird die Integrität der Nachricht bestätigt. Im IT-Segment des Sigfox-Netzes basiert die Authentifizierung der Kommunikation zwischen dem Sigfox-Core-Netzwerk und den Applikations-Servern auf klassischen Internet-Mechanismen wie VPN oder HTTPS. Da die Nachricht auch die Sequenznummer beinhaltet, kann eine Nachricht nicht von jemand anderem neu eingespielt werden, weil der Nachrichtenauthentifizierungscode nicht übereinstimmt – selbst wenn die Sequenznummer erhöht wurde.

Keine Sicherheits-Bauchschmerzen

OEM können bei Ihren Kunden durch den Einsatz von Sigfox folglich viele Sicherheits-Bauchschmerzen lindern. Selbstverständlich ist aber auch Sigfox nicht vor einem Hacking-Angriff gefeit. Doch das Schadenspotenzial ist im Vergleich zu ständig angebunden Devices deutlich geringer, was selbstverständlich auch das Interesse von Hackern reduziert.

Bleiben eigentlich nur noch zwei Fragen zu beantworten: Wie mache ich mein Device Sigfox-tauglich und ab wann kann ich Sigfox einsetzen? Fangen wir mit letzterem an.

Globaler Netzausbau

In Irland, den Niederlanden, Luxemburg, Frankreich, Spanien und Portugal ist das Netz schon voll ausgebaut und diverse Applikationen bereits im Feld. Der weitere europaweite und globale Ausbau kommt in großen Schritten voran, sodass man in wenigen Jahren von einer globalen Abdeckung in den entwickelten Ländern ausgehen kann. Aktuell können Daten aus 34 Ländern gesendet und empfangen werden, wobei 12 dieser Länder bereits vollständig ausgerollt sind.

In 20 weiteren Ländern ist das Netzwerk im Aufbau begriffen. Hierzu zählt Deutschland. Der Ausbau soll hier bis Ende 2018 abgeschlossen sein. Weitere 28 Länder werden bis 2018 ebenfalls folgen. Sigfox eignet sich also auch für den grenzüberschreitenden Einsatz – beispielsweise zur Verfolgung von Gebinden und Paletten. Und hierzu muss noch nicht einmal ein GPS-Empfänger integriert werden, weil Sigfox seine Devices selbst orten kann. Das geht in urbanen Regionen in etwa 30 Meter genau.

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