Università degli studi di Napoli Federico II

Facoltà di Ingegneria

Elaborato �nale in

Ingegneria Informatica

Internet of Things

Relatore Candidato

Prof. Antonio Picariello Francesco Lucci

matr. N46000516

Anno Accademico 2011/2012

Indice

Introduzione 1

1 L'internet delle Cose 4

1.1 Varie interpretazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.2 WoT e IoT a confronto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2 L'evoluzione 10

2.1 Il mondo è l'indice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.2 Portare il mondo on line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.3 Prendere il controllo del mondo . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.4 Lasciare che le cose parlino tra loro . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.5 Lasciare che le cose diventino intelligenti . . . . . . . . . . . . 15

3 Tecnologie alla base dell'internet delle cose 16

3.1 Radio Frequency IDenti�cation (RFID) . . . . . . . . . . . . . 16

3.1.1 Descrizione �sica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.1.2 RFID vs Bar Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.1.3 Applicazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Controllo accessi automezzi . . . . . . . . . . . . . . . 19

Identi�cazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Logistica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Sicurezza sul lavoro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.1.4 Standardizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.2 IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.2.1 Formato del pacchetto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.2.2 Integrazione tag RFID e IPv6 . . . . . . . . . . . . . . 22

3.3 Open Data e Semantic Web al servizio dell'interconnessione

dei dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.3.1 Open Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Linked Open Data (LOD) . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Resource Description Framework (RDF) . . . . . . . . 25

I

Internet of Things

3.3.2 Semantic Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Ontology Web Language (OWL) . . . . . . . . . . . . 27

4 Privacy & Security 29

4.1 Privacy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.2 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Conclusione 32

Francesco Lucci II

Introduzione

Il nostro mondo è in continua evoluzione, la tecnologia è in continua evoluzione

e con essa il nostro modo di vivere. Sopratutto nel corso degli ultimi decenni

siamo stati testimoni di una crescita tecnologica altamente esponenziale, che

ha portato un radicale cambiamento nella nostra quotidianeità e nel modo

in cui ci �interfacciamo� con il mondo che ci circonda. Basti pensare al web,

la cui data di nascita viene comunemente indicata nel 6 agosto 1991, giorno

in cui l'informatico inglese Tim Berners-Lee pubblicò il primo sito web, dan-

do così vita al fenomeno �www� (World Wide Web, detto anche �della tripla

w�)1, che oggigiorno conta milioni, se non miliardi, di utenti uniti da questo

grande mantello globale che Internet rappresenta per noi.

Il web nato inizialmente con funzionalità statiche, ovvero, con il principale

scopo di mettere qualsiasi tipo di informazione in formato digitale e renderla

così condivisibile, fù ben presto dotato di strumenti capaci di generare pagine

HTML dinamiche, permettendo ai siti web di diventare vere e proprie ap-

plicazioni alla portata di singoli clienti e singole aziende (ad es. utilizzando

dati estratti da un DataBase).

Oggi viviamo quello che prende nome di Web 2.0, che ci permette di

essere in comunicazione con tutto il mondo, attraverso strumenti quali blog,

1Fonte: http://it.wikipedia.org/wiki/World_Wide_Web

1

Internet of Things

forum, wiki, Facebook, Twitter,Myspace , eccetera, garantendo un elevato

livello di interazione tra l'utenza e il sito.

Il web, come tutto ciò che ci circonda, evolve velocemente grazie alle

idee di brillanti ricercatori, arte�ci dei cambiamenti che stiamo vivendo e di

quelli davanti a cui ci troveremo in futuro. Le strade sono molteplici e non

necessariamente discordanti tra loro:

Database web Finalizzato a rendere il web simile a un grande database,

caratterizato da una moltitudine di dati liberi e di facile accesso, an-

che da parte di applicazioni che non siano browser. Segni del desiderio

di rendere questo progetto reale sono dati dall'enorme di�usione dei

Cloud Computing (iCloud2) e dei servizi di Storage(Dropbox3, Win-

dows Live SkyDrive4) che ci permettono di caricare i nostri �le on-

line e quindi disponibili al download ovunque ci troviamo (connessione

permettendo).

3D web Una possibile evoluzione in cui si abbandona l'idea di pagina e ci

si immerge in uno spazio tridimensionale, interattivo, attraverso l'uso

di un avatar digitale. Sviluppi di questi concetti, anche se in maniera

più ludica, sono già stati ottenuti con Secondlife5 e PlaystationHome6.

Il web semantico Finalizzato alla trasformazione del web, in un ambiente

dove è possibile pubblicare non più solo documenti, ma anche infor-

mazioni relative ad essi (Metadati), in un formato adatto alla inter-

rogazione, interpretazione ed elaborazione automatica. In tal modo,

grazie ai metadati, si contribuirebbe alla costruzione e alla condivi-

sione della conoscenza, in modo da mettere in connessione i contenuti

presenti sul Web attraverso ricerche e analisi automatiche basate sul

signi�cato, attraverso l'uso del semplice linguaggio naturale.

Queste sono solo alcune delle idee che si sta tentando di sviluppare e che

vengono gradualmente proposte all'utenza.

In armonia con l'evoluzione del Web, la stessa tecnologia che lo supporta

sta cambiando, modi�cando noi e il paesaggio che ci circonda. La connet-

tività a banda larga sta sempre più riducendo i costi e i dispositivi stanno

diventando sempre più potenti e più piccoli, dotati di una grande varietà

di sensori. Il grande bene�cio qualitativo che la possibilità di connessione

2https://www.icloud.com/3https://www.dropbox.com/4https://skydrive.live.com/5http://secondlife.com/6http://it.playstation.com/playstationhome/

Francesco Lucci 2

Internet of Things

ha portato in questi oggetti è tale da far crescere l'idea dell' Internet of

Things, ovvero una rete Internet predisposta ad accogliere un Web non

più al servizio esclusivo dell'uomo, ma anche di numerosissimi dispositivi e,

perché no, di tutto ciò che ci circonda.

Nell'elaborato seguente quindi, tratterò della nascita di tale termine, del

suo signi�cato e della sua evoluzione; descriverò le principali tecnologie che

ci permetteranno di realizzare l'internet delle cose e le conseguenti possibili

problematiche, riguardanti la violazione della privacy che quest'evoluzione

rischia di comportare.

Francesco Lucci 3

Capitolo 1

L'internet delle Cose

Il termine �Internet of Things (IoT)� fu coniato per la prima volta da Kevin

Ashton, direttore esecutivo dell' Auto-ID center1, come titolo di una presen-

tazione fatta presso Procter & Gambel (P & G)2 nel 1999. In un'intervista,

risalente al 22 giugno 2009, rilasciata all'RFID JOURNAL, Ashton descrisse

ciò che per lui signi�ca IoT3:

�Oggi i computer e, di conseguenza, Internet sono quasi in-

teramente dipendenti dagli esseri umani per ottenere infor-

mazioni. Quasi tutti i circa 50 petabyte (1024 terabyte) di

dati disponibili su Internet sono stati elaborati e creati da es-

seri umani, il problema è che le persone hanno limitato il

tempo, l'attenzione e la precisione, tutto ciò signi�ca che non

sono molto bravi a �catturare� i dati riguardanti le cose del

mondo reale. Questo è un grosso problema. La nostra econo-

mia, la società e la sopravvivenza non si basano su idee o

informazioni: sono basate su cose. Le idee e le informazioni

sono importanti, ma le cose lo sono molto di più. Tuttavia,

la tecnologia dell'informazione di oggi è così dipendente dai

dati originati da persone, che i nostri computer si basano di

più sulle idee, che sulle cose. Se avessimo computer in grado

di raccogliere informazioni senza alcun aiuto da parte nostra

saremmo in grado di monitorare e contare ogni cosa con una

notevole riduzione di sprechi, perdite e costi.�(1)

Dal '99 questo paradigma ha continuato ad a�ermarsi e trovare diversi pos-

1gruppo di ricerca nel campo della rete radio-frequency identi�cation (RFID)2Il gruppo Procter & Gamble è un complesso industriale di beni di consumo con

sede a Cincinnati, Ohio (USA).3Fonte: http://www.rfidjournal.com/article/view/4986

4

Internet of Things

sibili sviluppi in progetti quali :

Cooltown Un progetto il cui obbiettivo è quello di creare infrastrutture per

il Nomadic Computing. Tale termine si riferisce con �nomadic� agli

esseri umani che si spostano continuamente in città e per �computing�

alla serie di servizi integrati con le entità del mondo �sico, con i quali

l'uomo in movimento entra in contatto tutti i giorni. Un'unione che

sta ad indicare la visione di una città dove i cittadini, sempre connessi,

sono in grado di comunicare e interagire con ogni cosa attraverso la

rete.

�everything has a web page�

The Disappearing Computer È un progetto che come dice il nome stesso

è �nalizzato alla scomparsa del computer. Questa scomparsa è intesa:

a livello �sico con la miniaturizzazione dei dispositivi e la loro inte-

grazione in altri manufatti di tutti i giorni e, a livello mentale, in quan-

to i dispositivi, anche se di grandi dimensioni, non vengono percepiti

come computer, perchè integrati con l'ambiente come ad esempio nel

caso di pareti interattive.

�Le tecnologie più profonde sono quelle che scompaiono. Esse si intrecciano

nel tessuto della vita quotidiana �no a divenire indistinguibili da essa�(20)

Cooperative Buildings L'unione di edilizia e informatica all'avanguardia

per preogettare edi�ci in grado di collaborare e comunicare tra loro, con

gli utenti, abitanti e visitatori, fornendo servizi in maniera intelligente

e auto-adattabile alle mutevoli situazioni che possono presentarsi.

Nel 2005 il termine IoT viene menzionato in pubblicazioni come The

Guardian, Scienti�c American e il Boston Globe, �no ad essere oggetto di

una relazione dell' International Telecomunication Union (ITU)4

�Una nuova dimensione è stata aggiunta al mondo delle tecnologie

dell'informazione e della comunicazione (TIC) : Internet of Things�

Secondo il Cisco Internet Business Solution Group (IBSG), l'Internet degli

oggetti è nato tra il 2008 e 2009 quando gli oggetti, o le cose, connesse

superarono il numero delle persone:

4ITU è una delle agenzie specializzate delle Nazioni Unite

Francesco Lucci 5

Internet of Things

Come mostra il gra�co, si ipotizza, in base agli andamenti attuali, che

tale crescita continui in maniera elevata, da raggiungere nel 2020 un numero

di 6-7 dispositivi per singolo individuo connesso.

Questi presupposti, hanno spinto numerose aziende a investire nelle tec-

nologie che possano rendere IoT realizzabile nel nostro immediato futuro.

1.1 Varie interpretazioni

Il continuo lavoro di ricerca e sviluppo ha spinto numerose persone a com-

prendere meglio ciò che il termine �Internet of Things� signi�chi.

Kevin Ashton, con l'Auto-ID Labs, esprimeva un punto di vista che si può

de�nire �Things Oriented�, infatti l'attenzione era principalmente focaliz-

zata sullo sviluppo degli Electronic Product Code (EPC) per sostenere l'uso

di�uso della tecnologia RFID e di creare gli standard globali per EPCglobal

Network, un network che attraverso le componenti hardware (tag, reader)

e software collega i singoli server/data base, con l'obbiettivo di garantire la

tracciabilità e rintracciabilità dei prodotti e delle merci.

Durante la riunione dell'ITU nel 2005 si propose un altro punto di vista,

lontano dalla semplice tracciabilità e identi�cazione, ma inteso come il cam-

biamento di internet:

�Le cose hanno identità e personalità virtuali, che le permettono di operare in

ambienti speci�ci ed usare interfaccie intelligenti per connettersi e comunicare in

contesti ambientale e sociali (5). (Smart Items)�

Il consortium CASAGRAS (9) propone una visione diversa dell'internet

degli oggetti, intendendolo come un'infrastruttura globale che collega gli

oggetti generici, sia virtuali che �sici, in maniera tale da garantirne la dif-

fusione indipendente e un elevato grado di autonomia per l'acquisizione di

dati, il trasferimento degli eventi e l'interoperabilità. Questo punto di vista

Francesco Lucci 6

Internet of Things

permette una sorta di tramite tra la visone �Things oriented� e quella �In-

ternet oriented�. Espressione di quest'ultimo è il punto di vista della IPSO

(IP for Smart Objects) Alliance(9), che promuove l'Internet Protocol come

la tecnologia di rete per connettere tutti gli oggetti al mondo e rendere così

l'internet delle cose una realtà.

Per rendere IoT una cosa reale, ovviamente si riscontrano numerose dif-

�coltà pratiche. L'IP deve essere adattato e sempli�cato per poter essere

applicato a qualsiasi oggetto. Il numero elevato di oggetti è quasi paragonato

alla loro eterogeneità e, di conseguenza, le questioni relative a come rappre-

sentare, conservare, interconnettere, ricercare e organizzare le informazioni

generate dagli oggetti diventano molto impegnative. In questo contesto, le

tecnologie semantiche (Semantic Oriented) potrebbero svolgere un ruolo

chiave in quanto possono o�rire (19):

• soluzioni di modellazione appropriate per la descrizione delle cose;

• soluzioni per il ragionamento sui dati generati dagli oggetti;

• ambienti di esecuzione semantici;

• architetture che ospitano i requisiti dell'internet degli oggetti;

• un'infrastruttura scalabile di memorizzazione e di comunicazione.

Riassumendo possiamo sottolineare l'esistenza di tre punti di vista:

1. Internet oriented

2. Things oriented

3. Semantic oriented

Solo il loro sviluppo e la loro unione ci permetterà di rendere possibile la

realizzazione dell'Internet delle cose.(3)

Francesco Lucci 7

Internet of Things

1.2 WoT e IoT a confronto

Molto spesso accade che il termine Internet of things sia legato a quello di

Web of things attraverso una relazione di sinonimìa. Questo fenomeno è

dovuto al comune errore di associare con la medesima relazione i termini di

Internet e Web. In realtà i concetti di internet e web sono diversi e così la

loro de�nizione:

Internet È una rete telematica o più precisamente una rete di reti, che

connette reti locali, reti metropolitane e reti geogra�che di carattere

eterogeneo grazie ad un comune protocollo.

Web Abbreviazione di World Wide Web (ampia ragnatela mondiale) è un

sistema di navigazione ipertestuale supportato dalla rete telematica

Internet, di cui costituisce uno dei servizi più visibili e di maggior

successo.

Quindi, come il web è un servizio reso possibile da internet, così il Web

of things può essere incluso nell'enorme e complessa visione che caratterizza

l'Internet delle cose.

Più precisamente WoT è quella parte dell'IoT che vede gli oggetti �attori�

di primo piano del Web, alla pari di tutte le altre risorse, come pagine, siti,

applicazioni e social network, distaccandosi dalle problematiche inerenti ai

diversi protocolli, ai tipi di linguaggi di comunincazione o sensori vari, pro-

ponendo accessibilità alle cose attraverso interfacce comuni. Come mostra la

Figura a, un oggetto per essere abilitato all'internet delle cose è principal-mente associato a funzionalità di rete

(ad esempio, con un indirizzo IP), che

lo identi�cano in modo univoco su In-

ternet, invece per essere abilitato al

web delle cose, occorre che alla connes-

sione internet si associ un Server Web

(Figura b), in modo che possa esporre

le sue capacità funzionali e non funzionali sul Web tramite HTTP.(16)

Ricercatori hanno già incorporato server Web

su oggetti con risorse limitate (ad esempio sen-

sori, smart card)(10) rendendo il WoT realtà.

Numerosi progressi sulle architetture basate

su Web service REST, stanno propagando

l'astrazione delle cose �siche,

Francesco Lucci 8

Internet of Things

come i servizi sul web (Figura c).

Durante la World Wide Web Confonference del 2009 (WWW'09), alcuni

ricercatori dimostrarono con successo la creazione di mash-up5 basate com-

pletamente su Web service REST; una ricerca, la loro, �nalizzata al confronto

di due modi di interfacciare dispositivi reali nel Web:

1. Web server incorporato in dispositivi

2. Collegamento di dispositivi a un server Web esterno proxy, come un

gateway

5In informatica un mash-up è un sito o un'applicazione web di tipo ibrido, cioè taleda includere dinamicamente informazioni o contenuti provenienti da più fonti. (http://it.wikipedia.org/wiki/Mash-up)

Francesco Lucci 9

Capitolo 2

L'evoluzione

Internet è un'entità in continua evoluzione. Nata come Internet dei comput-

er, negli ultimi anni si è trasformata nell' �Internet delle persone� attraverso

la creazione di concetti quali il Social Web, in cui il contenuto viene creato e

consumato dalle persone collegate. La tecnologia evolvendo ci permette di su-

perare gli attuali limiti e passare al livello successivo, ovvero, l'�Internet delle

cose�. Il processo evolutivo, tuttavia, avviene in maniera così graduale, da

renderci poco coscienti dell'e�ettivo cambiamento che stiamo vivendo. Ripro-

pongo le fasi dell'evoluzione dell'internet delle cose elaborata da Casaleggio

Associati1 nel 2011 (2).

1Casaleggio Associati è una società Italiana nata nel 2004 con l'obbiettivo di sviluppareconsulenza strategica di Rete per le aziende e di realizzare Rapporti sull'economia digitale

10

Internet of Things

2.1 Il mondo è l'indice

L'insieme di informazioni su internet non è altro che un ammasso di dati

inseriti dall'uomo, in forma digitale. Per poter essere de�nite informazioni,

tali dati, devono essere seguiti da un

signi�cato, una descrizione di ciò che

essi rappresentano nel mondo reale.

Una semplice descrizione per un ogget-

to, tuttavia, non è su�ciente a identi-

�carlo e classi�carlo in maniera uni-

voca. Per tali motivi, la prima fase

evolutiva dell'internet delle cose è fo-

calizzata alla risoluzione di tali prob-

lematiche. Identi�care un oggetto nel

mondo reale è relativamente semplice,

poichè lo vediamo, lo tocchiamo ed è

presente nel nostro stesso piano �sico;

proprio per questi motivi si è pensato

come soluzione, quella di utilizzare

come mezzo per classi�care e identi�care le cose, lo stesso mondo reale.

�Il mondo è l'indice che utilizzeremo per classi�care e identi�care le cose che ci

circondano.�(2)

Oggi, ad esempio, sempre più spesso si usa pubblicizzare attività commer-

ciali, monumenti e altri oggetti che ci circondano su Google Maps e attraverso

quest'enormi quantità di informazioni, reperibili da tutti, si stanno svilup-

pando applicazioni di realtà aumentata quali Scan Search2 eWikitude SDK 3,

che ci permettono con i nostri cellulari di inquadrare ciò che ci circonda (mon-

umento o negozio che sia) e ricevere, tramite la connessione, informazioni a

riguardo.

2.2 Portare il mondo on line

Ogni oggetto in commercio è dotato di un codice a barre, un mezzo di iden-

ti�cazione univoco utilizzato per la gestione del magazzino e del movimento

delle merci. Data la semplicità di questo mezzo di identi�cazione e la grande

di�usione che ha ottenuto, si è sfruttato l'espediente come rampa di lancio

2http://www.scansearch.com/wp7/3http://www.wikitude.com/

Francesco Lucci 11

Internet of Things

per �portare il mondo online� e avere avere un'ombra informativa di ogni

oggetto, attraverso quanto è rappresentato nel codice.In quest'ultimo periodo si è avuta un'enorme di�u-

sione dei QR-code, una tipologia di codice a barre in

grado di contenere circa 4000 caratteri alfanumerici

e per tale motivo utilizzato per rappresentare veri e

propri link di pagine web.

L'invenzione del paradigma IoT da parte di Ashton, fù proprio per pubbliciz-

zare dei product code, che stava sviluppando all'Auto-ID Center del MIT4 nel

1999. Precisamente svilupparono l'Electronic Product Code (EPC), un

sistema di identi�cazione globale degli articoli elettronici, basato su RFID

(Radio Frequency Identi�cation)5. Oggigiorno questi tag RFID sonosempre più presenti in ogni oggetto e non solo, ven-

gono utilizzati per il riconoscimento e tracciamento

degli animali, inserendoli nei passaporti delle per-

sone si è in grado di monitorarne l'identità anche a

distanza.

Il riconoscimento degli oggetti è in continua evoluzione e oltre all'utilizzo

di codici o etichette si sono sviluppati programmi che identi�cano diretta-

mente gli oggetti che ci circondano. Si usa Google Shopper 6 per identi�care

i libri direttamente dalla copertina, con SoundHound7 e Shazam8 si pos-

sono riconoscere testi musicali durante la loro trasmissione. L'evolvere della

tecnologia ci permetterà, così, di riconoscere tutti gli oggetti unici presenti

sulla terra e quelli prodotti in serie, se �ssi per la loro posizione, se mobili

attraverso un codice rilevabile a distanza.

2.3 Prendere il controllo del mondo

Una volta in possesso delle informazioni sugli oggetti, possiamo controllarli

e ottimizzarne l'utilizzo, come diceva Bacone: �Sapere è Potere! �.

I miglioramenti che si possono ottenere in base alle informazioni che si ri-

cavano dagli oggetti è enorme, basti pensare alle grandi aziende che attraverso

il controllo e la gestione degli impianti, hanno ottenuto elevati risparmi in

campo energetico e di conseguenza economico. Con l'internet degli oggetti

4Massachusetts Institute of tecnology5Tecnologia per l'identi�cazione e/o memorizzazione dati automatica di oggetti.6http://www.google.com/mobile/shopper/7http://www.soundhound.com/8http://www.shazam.com/

Francesco Lucci 12

Internet of Things

questo può essere esteso a ogni campo applicativo immaginabile, dal controllo

dei consumi di acqua, luce e gas, al controllo del tra�co, tutte informazioni

che ci permetteranno di vivere una vita più semplice e meglio gestita. Tan-

tissimi progetti sono in fase di sviluppo o autorizzazione, ricordo tra questi

l'applicazione per iPhone sviluppata per numerose città americane: Catch

the bus app9, la quale permette di sapere, attraverso le informazioni ottenute

da sensori montati su bus e fermate, dove sono i mezzi pubblici e l'ora esatta

in cui arriveranno ad una data fermata.

La digitalizzazione di informazioni provenienti da oggetti che utilizziamo

tutti i giorni, può portare a bene�ci anche in termini di salute, ad esem-

pio Withings, un'azienda che progetta, sviluppa e produce oggetti collegati

in rete10, ha creato una bilancia wi� e un tensiometro che ad ogni utilizzo

registrano i dati rispettivamente di peso e pressione sanguigna, informazioni

utili non solo all'utente, ma essendo registrate come una sorta di archivio

personale, anche al medico enormemente facilitato nel suo lavoro.

Informazioni accurate sulla posizione, lo stato e l'identità delle cose,

ci consentono quindi, di prendere decisioni più intelligenti e provvedimenti

opportuni in minor tempo e in maniera più e�ciente.

2.4 Lasciare che le cose parlino tra loro

Numerose crature in tutto il mondo hanno scoperto, dopo anni di evoluzione

e selezione naturale, che per battere la concorrenza bisogna collaborare.

Questo è valido anche per le cose. Gli oggetti, predisposti in modo da poter

interagire tra loro, per scambiare ed integrare i dati e azionarsi in base a de-

terminati stimoli, possono svolgere i loro compiti in maniera autonoma e, di

conseguenza rapida, garantendo un aumento delle prestazioni e dell'e�cienza

rispetto a modelli concorrenti. Proprio per essere competitive e riuscire a su-

perare la concorrenza, le aziende stanno sviluppando sempre più le tecnologie

che supportano la comunicazione tra gli oggetti, come i linguaggi M2M11, gli

algoritmi di gestione eventi, lo sviluppo dei sensori, ecc.

9http://catchthebusapp.com10http://www.withings.com/11Machine to Machine (M2M) si riferisce alle tecnologie che permettono sia di sistemi

wireless e cablata per comunicare con altri dispositivi della stessa abilità.

Francesco Lucci 13

Internet of Things

L'intercomunicazione può avvenire su tre distinti livelli di rete:

Locale Permette la comunicazione di tutti gli ogetti di interesse posti nello

stesso ambiente circoscritto. Numerosi progetti di Domotica vengono

continuamente sviluppati e migliorati da aziende come IBM e Samsung,

con lo scopo di permettere una comunicazione tra tutti gli oggetti di

una casa controllando i consumi, i confort e soprattutto la sicurez-

za. Altri come Botanicalls12 si occupano della gestione delle piante, le

quali vengono dotate di un sensore che rileva il bisogno d'acqua del-

la pianta e manda un messaggio (nelle fasi iniziali di questo progetto,

tramite twitter) che può essere eventualmente rilevato dall'apparato di

irrigazione.

Globale Gli oggetti comunicano tra loro su scala mondiale senza l'uso di

server intermediari. Un esempio tipico è quello che propone la Good

Night lamp13, un set di lampade connesse alla rete che si accendono e si

spengono seguendo l'andamento delle loro gemelle sparse per il mondo.

Mista Gli oggetti possono comunicare tra loro a livello locale e poi inviare

informazioni strutturate on-line.

La Nike ha inserito dei sensori all'interno di alcuni suoi prodotti della

serie NIKE+14, che comunicano con l'app Nike+ Running15, in modo

tale da elaborare dati quali consumo di calorie, distanza percorsa, du-

rata dell'allenamento e successivamente condividerli online, con tutti

gli altri appassionati di sport al mondo.

12http://www.botanicalls.com/13http://goodnightlamp.com/14http://nikeplus.nike.com/plus/15http://nikeplus.nike.com/plus/products/gps_app/

Francesco Lucci 14

Internet of Things

2.5 Lasciare che le cose diventino intelligenti

Permettere alle cose di essere intelligenti rappresenta l'ultimo stadio del-

l'evoluzione tecnologica che stiamo vivendo. Con il maggiore sviluppo hard-

ware e software, gli oggetti possono essere dotati sempre più di sensori e

capacità di calcolo, in modo da diventare capaci di elaborare dati a velocità

maggiori e sfruttando so�sticati algoritmi riuscire a elaborare soluzioni, in

base ai dati raccolti, che li portino ad avere una cosidetta intelligenza.

Sveglie intelligenti suonano prima in caso ricevino informazioni riguardan-

ti un rallentamento del tra�co, su un dato percorso; monitor cardiaci intel-

ligenti contattano i medici allertandoli in base a peggioramenti dello stato di

salute dei pazienti.

La possibilità di elaborare informazioni ottenute attraverso l'interazione

con gli altri oggetti (Object Generated Content - OGC ), permette l'esclu-

sione dell'uomo dal processo informativo. Quest'ultimo, anche se in grado di

costruire fantastiche macchine intelligenti, è sempre soggetto alla sua umanità

e quindi a cali di attenzione e ad errori capaci di compromettere l'e�cienza

delle sue creazioni.

Francesco Lucci 15

Capitolo 3

Tecnologie alla base dell'internet

delle cose

L'Internet of Things è una rivoluzione tecnologica che rappresenta il futuro

del computing e delle comunicazioni e il suo sviluppo ha bisogno del sostegno

di alcune delle tecnologie più innovative.(18)

Come abbiamo visto precedentemente il dominio dell'internet delle cose

è molto vasto, caratterizzato dall'unione di tre prospettive e realizzato con

l'interazione di numerose tecnologie, a volte molto eterogenee tra loro.

In questo capitolo il mio obbiettivo è mostrare le principali tecnologie

che stanno permettendo lo sviluppo dell'IoT, descrivendone le proprietà e le

principali caratteristiche, in modo da rendere chiara l'importanza del loro

utilizzo nell'internet delle cose.

3.1 Radio Frequency IDenti�cation (RFID)

Uno degli elementi cardine dell'Internet of Things è senza dubbio la Radio

frequency IDenti�cation. Come dice il nome è uno strumento creato per

identi�care gli elementi utilizzando le onde radio. Un impiego simile a quello

del semplice codice a barre, ma a di�erenza di esso, il sistema RFID è anche in

grado di tenere traccia degli elementi in tempo reale, per ottenere importanti

informazioni sulla loro posizione e sul loro stato. Caratteristiche essenziali

per colmare il divario tra il mondo �sico e quello dell'informazione.1

1La conoscenza che segue è data dalla lettura di numerosi documenti come: (11)-(13)-(3)-(17); nonchè di ricerche sul web: http://it.wikipedia.org/wiki/RFID - http://en.wikipedia.org/wiki/Radio-frequency_identification

16

Internet of Things

3.1.1 Descrizione �sica

Nello speci�co un sistema RFID è costituito da uno o più reader e diverse

etichette RFID (o tag o Transponder)(11).Da un punto di vista �sico un tag RFID

è un piccolo dispositivo elettronico, compos-

to da un microchip attaccato ad un'anten-

na (solitamente formata da un avvolgimento

elicoidale di rame), montati su un substrato

che li sostiene, che di solito è simile ad una

etichetta adesiva(13).Il chip (grande pochi millimetri) è la parte �in-

telligente� costituita da una memoria e da un

codice unico, il quale viene trasmesso tramite

la spira risonante, all'apparato lettore che

elaborerà i dati ricevuti.

Esistono in�niti tipi di tag RFID, alcuni dei quali standardizzati su bande

di frequenza operative ben de�nite; possiamo riassumere i vari tipi di tag in

quattro tipologie fondamentali:

Etichetta RFID passiva Il termine passivo è attribuito per l'assenza di

fonti di alimentazioni proprie. L'energia necessaria a trasmettere il

proprio ID è ottenuta dal lettore, il quale emette un campo elettro-

magnetico/elettrico, che tramite il processo della induzione genera nel-

l'avvolgimento elicoidale del tag, una tensione che alimenta il chip. Il

chip così alimentato comunica tutte le sue informazioni, irradiandole

tramite l'avvolgimento, verso il lettore.

Generalmente in questo tipo di sistemi, il guadagno, dato dal rappor-

to tra potenza del segnale ricevuto dal lettore e la potenza del seg-

nale trasmesso dal lettore stesso, è molto basso, ma grazie alle an-

tenne direttive molto utilizzate dai lettori, l'ID tag può essere ricevuto

correttamente all'interno di una copertura di pochi metri.

La trasmissione può avvenire in diverse bande di frequenza che vanno

dalla bassa frequenza (LF) a 124-135 kHz �no a ultra-alte frequenze

(UHF) a 860-960 MHz, che o�rono la copertura più ampia.(3)

Etichetta RFID attiva Diversamente dalla passiva, è alimentata da una

piccola batteria interna che gli consente di ottenere una copertura radio

maggiore, anche se questo si ottiene a spese dei costi di produzione più

elevati.

Francesco Lucci 17

Internet of Things

La necessità della batteria è correlata alla capacità di emettere segnali

continui, ripetitivi nel tempo (segnali beacon o radiofaro), utilizzati per

comunicare alle antenne circostanti la loro posizione.

Il range di frequenze utilizzato è quello UHF, solitamente nella banda

433MHz (ISO/IEC 18000-7).

Etichetta RFID semi-attiva È dotata di batteria che alimenta il chip ed

il trasmettitore, in cui per risparmiare energia l'etichetta RFID è dis-

attivata (power save mode) e viene attivata tramite un ricevitore con

la stessa tecnologia dei tag passivi. Quindi in assenza di interrogazioni,

il tag può operare per tempi lunghi.

Etichetta RFID semi-passiva È dotata di batteria usata solo per ali-

mentare il microchip o apparati ausiliari (sensori), ma non per al-

imentare un trasmettitore, in quanto in trasmissione si comportano

come un'etichetta RFID passiva.

3.1.2 RFID vs Bar Code

La tecnologia RFID ha alcuni pregi rispetto alle tradizionali tecnologie dei

codici a barre:

1. Si possono aggiungere informazioni sui chip in funzione della tipologia

del chip: Read Only, Read and Write.

2. L'identi�cazione e la veri�ca avvengono rapidamente, senza la neces-

sità del contatto diretto o visione del chip (In questo modo può essere

installato internamente alle cose).

3. La comunicazione può essere in chiaro o (a scapito della dimensione

delle informazioni per singolo pacchetto inviato) cifrata.

3.1.3 Applicazioni

Numerose aziende si sono interessate allo sviluppo di RFID, spinte dalle enor-

mi potenzialità e possibilità che questa tecnologia porta con se. I campi di

applicazine dei sensori RFID sono molteplici e molto vari tra loro. Riporterò

solo alcuni esempi pratici di come può essere utilizzato2.

2Molti di questi sono proposti da SOFTWORK SrL, azienda italiana specializatanell'istallazione delle tecnologie RFID (http://www.rf-id.it/casehistory/CaseStudy_Attivi.htm)

Francesco Lucci 18

Internet of Things

Controllo accessi automezzi

Con lo stesso principio utilizzato dal Telepass, si possono dotare i mezzi di

un'azienda di Tag rilevabili da antenne, che controllano l'azionamento delle

uscite.

L'utizzo di chip del tipo Read e Write o�re inoltre, la possibilità ai mezzi in

uscita e/o entrata, di ricevere informazioni di servizio utili all'ottimizzazione

dell'azienda.

Identi�cazione

L'inserimento di RFID passivi (e quindi poco ingombranti) all'interno deglioggetti come passaporti, tesserini riconosci-

mento o abbonamenti (es. la tessera del tifoso,

per entrare allo stadio) permette il controllo

delle persone in maniera rapida, e�ciente e

senza il disagio di dovere inserire una tesseranei tornelli e quindi senza la necessità di installare i costosi tornelli stessi.

L'identi�cazione degli animali, precedentemente e�ettuata con marchia-

ture, tatuaggi o passaporti cartacei, può essere sostituita con l'utilizzo dei

microscopici dispositivi RFID, che ci permettono di contenere informazioni

indispensabili come ad esempio3:

• Codice dell'animale,

• Dati anagra�ci proprietario,

• Aziende presso le quali l'animale è transitato,

• Controlli veterinari a cui l'animale è stato sottoposto.

3http://it.wikipedia.org/wiki/RFID#Identificazione_degli_animali

Francesco Lucci 19

Internet of Things

Logistica

Anche il campo della logistica può trarre

notevoli vantaggi.

Identi�care ogni contenitore o ogni sca�ale di

magazzino con Tag, riduce gli errori nei pre-

lievi e migliora l'identi�cazione. Lettori mon-

tati sui carrelli prelievo, possono leggere i cod-

ici autorizzando il prelievo ed aggiornando le

quantità; altre antenne �sse che coprono l'area

del magazzino permettono di aggiornare l'inventario in tempo reale.

Un concetto, questo, che può essere esteso sia per grandi imprese, che

lavorano con enormi quantità merci e/o container (Box Tagging), sia per

le piccole e medie imprese interessati solo all'identi�cazione e all'inventario

delle merci (Item Tagging)

Sicurezza sul lavoro

L'identi�cazione e il tracciamento degli oggetti permette anche di aumentare

la sicurezza sul lavoro. Dotando infatti gli operatori di tag, inserendoli ad

esempio nel loro cartellino di riconoscimento, e dotando i mezzi potenzial-

mente pericolosi di rilevatori, si può fare in modo che questi ultimi arrestino

il lavoro, in caso accertino la presenza di operatori nelle immediate vicinanze.

Viceversa, i mezzi che richiedono la presenza continua di operatori special-

izati, per lavorare in sicurezza, potrebbero essere programmati per arrestarsi,

qualora le antenne cessino di ricevere il segnale dei tag selezionati.

3.1.4 Standardizzazione

L'enorme sviluppo della tecnologia RFID e la sua importanza per lo sviluppo

dell'internet delle cose, ha reso necessaria una sua standardizzazione su aree

quali: frequenza RFID e lettori-tag (tag-reader), protocolli di comunicazione,

dati formati o immessi su tag ed etichette.

Attualmente la standardizzazione è rallentata da iniziative frammentarie

messe in atto da numerosi organismi, tra questi i più importanti sono: EPC-

global, ETSI4 e ISO (3).

EPCglobal (come già detto in precedenza) ha come �ne quello di adottare

un identi�catore univoco per ogni tag: l'Electronic Product Code (EPC).

4European Telecommunications Standards Institute

Francesco Lucci 20

Internet of Things

Per quanto riguarda la Commissione Europea, i suoi sforzi nel campo

della standardizzazione RFID sono volti soprattutto all'u�cializzazione dell'

�Informal working group on the implementation of the RFID�. Quest'ultimo

è composto da numerose parti interessate tra le quali ricordiamo il CEN

(Comitato Europeo di Normalizzazione), che ha come �ne quello di de�nire

gli standard riguardanti gli oggetti �sici (lettori, tag, sensori), infrastrutture

di comunicazione, privacy e sicurezza relative RFID(17).

ISO, diversamente, si concentra su aspetti più tecnici, come le frequenze

impiegate, gli schemi di modulazione e i protocolli anti-collisione.

3.2 IPv6

La �messa in rete� degli oggetti è l'elemento cardine per lo sviluppo dell'In-

terent delle cose. La grande di�usione e l'importanza che oggi si dà a questo

paradigma è da attribuire sopratutto alle previsioni riguardanti il numero di

apparecchi on-line nei prossimi anni (50 bilioni entro il 2020).

Il numero incredibilmente elevato di elementi che accederà alla rete pro-

ducendo e/o elaborando contenuti, produrrà non pochi problemi alle attuali

politiche di indirizzamento della rete. Attualmente, il protocllo IPv4 iden-

ti�ca ogni nodo della rete attraverso pacchetti a 4 byte e caratterizzati da

uno spazio di indirizzamento limitato (32bit⇒ 4.3 Mil di indirizzi possibili).

Già ai nostri giorni, con la di�usione di internet nel mondo, il numero di

indirizzi IPv4 disponibili sta diminuendo rapidamente e si è dovuto ricorrere

a mezzi quali il Network Address Translation (NAT), che consente ad

un dispositivo di agire come intermediario tra Internet (rete pubblica) e una

rete privata, in modo tale che un unico indirizzo IP può rappresentare un

intero gruppo di computer.

Francesco Lucci 21

Internet of Things

Nei primi anni '90 l'IETF (Internet Engineering Task Force) diede

inizio allo sviluppo dell'IPv6, successore dell'IPv4, scelta legata soprattutto

al bisogno di risolvere i problemi dello spazio di indirizzamento.

3.2.1 Formato del pacchetto

Il formato del pacchetto IPv6 è stato sviluppato in modo tale da:

• includere protocolli che prima erano separati, come l'ARP (Address

Resolution Protocol);

• modi�care automaticamente alcuni parametri di con�gurazione della

rete, come per esempio il default gateway;

• avere un header più semplice e soprattutto costante (40byte), eliminan-

do campi dell'IPv4 come le opzioni, la checksum e i campi per gestire

la frammentazione (non più consentita);

• dare maggiore spazio di indirizzamento.

Come mostrato dalla �gura, gli indirizzi IPv6 sono espressi mediante 128 bit,

quindi è possibile de�nire indirizzi 1038, un numero su�cientemente alto per

coprire le stime sugli oggetti connessi.

3.2.2 Integrazione tag RFID e IPv6

Il formato di un messaggio RFID segue gli standard imposti da EPCglobal,

come mostra la tabella(3), che sono fortemente divergenti.

Francesco Lucci 22

Internet of Things

L'integrazione tra tag RFID e IPv6 è attualmente in fase di studio e a

tal proposito, numerose proposte sono state avanzate. Alla nona conferenza

internazionale sulle avanzate tecnologie di comunicazione (15), ad esempio,

alcuni ricercatori hanno proposto di utilizzare i 64bit dell'identi�catore di

interfaccia (interface ID) dell'indirizzo IPv6, per segnalare l'identi�catore tag

RFID, mentre gli altri 64 bit del pre�sso di rete, vengono usati per a�rontare

il gateway tra il sistema RFID e Internet. Ovviamente in questo modo nel

caso di tag RFID di 96 bit, non c'è su�ciente spazio. Per non incombere in

questo problema alcuni ricercatori hanno proposto un metodo che utilizza un

elemento di rete appropriato, chiamato �agente�, che associa l'identi�catore

RFID (indipendentemente dalla sua lunghezza) in un dato campo che verrà

utilizzato come ID di interfaccia per l'indirizzo IPv6 (22).

Un approccio completamente diverso è illustrato su IPv6.com5 dove il

messaggio RFID e gli header sono inclusi nel payload del pacchetto IPv6.

3.3 Open Data e Semantic Web al servizio del-

l'interconnessione dei dati

L'interconnessione dei dati sviluppati dall'enorme ed eterogenea quantità di

oggetti connessi, è l'elemento cardine che segna il passaggio da quello che è

l'internet di adesso a quello che domani sarà l'internet delle cose. Gli oggetti

resteranno semplici apparecchi elettronici pur avendo capacità di connessione

elevate, �no a quando non sarà data loro la capacità di comunicare e sfruttare

i dati di tutte le altre cose che li circondano, in maniera intelligente.

5http://ipv6.com/articles/applications/Using-RFID-and-IPv6.htm

Francesco Lucci 23

Internet of Things

Raggiungere quest'obbiettivo non sarà molto semplice, poichè come più

volte sottolineato, le cose che ci circondano sono altamente eterogenee e non

sempre predisposte a condividere le informazioni.

Per risolvere questi problemi, già da tempo, si sta lavorando a progetti

come il Semantic Web e l'Open Data, che rispettivamente cercano di trovare

una soluzione per la costruzione (strutturando i dati in un formato adat-

to alla interrogazione, interpretazione ed elaborazione automatica) e per la

condivisione della conoscenza.

I seguenti paragra� cercheranno di mostrare come questi progetti sono

stati ideati e si stanno continuamente sviluppado per risolvere i suddetti

problemi nel contesto odierno di Internet, in modo da formare un domani le

fondamente dell'Internet of Things.

3.3.1 Open Data

Open Data è un movimento nato con lo scopo di rendere i dati disponibili per

tutti senza restrizioni di copyright, brevetti o altri meccanismi di controllo.

Un desiderio, questo di rendere tutti i dati publlici, che deve a�rontare non

poche di�coltà, in quanto le informazioni possono essere parte integrante di

qualsiasi opera di valore o constituire esse stesse, il valore in questione.

Linked Open Data (LOD)

Un contributo fondamentale a questo progetto è dato dal Linked Data, un

metodo per pubblicare sul web dati strutturati, al �ne di creare collegamenti

tipizzati tra le informazioni provenienti da fonti diverse.

Tim Berners-Lee nel 2006 delineò una serie di regole per la pubblicazione

di dati sul Web in modo che tutti i dati pubblicati potessero diventare parte

di un unico spazio globale(4):

1. Usare Uniform resource identi�er (URI) come nome identi�cativo di

qualsiasi risorsa sul web.

2. Usare HTTP e URI per permettere alle persone di cercare la risorsa .

3. Fornire informazioni utili, in base allo standard (RDF, SPARQL), qualo-

ra qualcuno cerchi una risorsa attraverso l'URI.

4. Includere collegamenti verso altri URI, a�nchè sia possibile scoprire

una maggiore quantità di cose.

Francesco Lucci 24

Internet of Things

L'interazione tra il Linked Data e gli Open Data ha dato vita a Linked

Open Data (LOD); inizialmente sviluppato da ricercatori in ambito univer-

sitario, LOD si è rapidamente esteso ad organizzazioni di grandi dimensioni,

come la BBC o Library of Congress(7), le quali hanno contribuito pubblican-

do enormi quantità di dati secondo gli standard RDF. L'espansione del LOD

è tutt'oggi molto elevata, recenti statistiche vedono il web composto da 4,7

miliardi di triple RDF6, unite tra loro da 142 milioni di collegamenti RDF7

Resource Description Framework (RDF)

È lo strumento cardine, proposto dal W3C8, per consentire l'interoperabilità

tra le applicazioni che si scambiano informazioni sul web, attraverso la codi-

�ca, lo scambio e il riutilizzo di metadati strutturati. L'RDF è indipendente

da qualsiasi sintassi di serializzazione speci�ca9, è caratterizato da una facil-

ità di elaborazione e manipolazione da parte delle applicazioni e può essere

associato a una qualsiasi risorsa del web.

Esso è costituito da due componenti10:

RDF Model and Syntax espone la struttura del modello RDF e descrive

una possibile sintassi.

6Una tripla RDF, o più correttamente denominata Statement, è l'unità base perrappresentare un informazione RDF carattrizata da Soggetto � Predicato � Oggetto.

7http://www.w3.org/wiki/TaskForces/CommunityProjects/LinkingOpenData/

DataSets8World Wide Web Consortium9http://www.w3.org/TR/rdf-concepts/10http://it.wikipedia.org/wiki/Resource_Description_Framework

Francesco Lucci 25

Internet of Things

RDF Schema espone la sintassi per de�nire schemi e vocabolari per i meta-

dati.La struttura di base in RDF è un in-

sieme di triple, ciascuna composta da

un soggetto, un predicato e un oggetto.

Essa indica il rapporto (predicato), che c'è tra soggetto e oggetto (la di-

rezione del rapporto è rilevante poichè è sempre soggetto verso oggetto); le

triple possono condividere oggetto o soggetto così da formanre un grafo e

ampliare la conoscenza.

Attraverso il Linked open data è possibile condividere questa conoscenza e

formare gra� molto più ampi.

3.3.2 Semantic Web

Il web semantico è una delle possibili visioni del futuro Web 3.0, ma come

precedentemente accennato, le diverse visioni del nuovo web possono essere

non discordanti tra loro, anzi possono convivere perfettamente. Questo è

ciò che potrebbe accadere tra il Semantic Web e il Web of Things, in cui

l'uno può diventare strumento per la realizzazione dell'altro. In particolare

il SW è �nalizzato alla trasformazione del web, in un ambiente dove è pos-

sibile pubblicare oltre ai documenti, anche le informazioni relative ad essi: i

Metadati.

Attraverso i metadati, distribuiti in un formato adatto all'interrogazione,

interpretazione ed elaborazione automatica, saremo in grado di e�ettuare

ricerche e analisi automatiche, non più basate su chiavi di ricerca, spesso

ambigue e inesaurienti, ma utilizzando il semplice linguaggio naturale.

Similmente alle necessità dell'Open Data, il web semantico cerca i mezzi

per rendere la conoscenza strutturata, in modo tale da garantirne la massima

Francesco Lucci 26

Internet of Things

e�cienza nell'elaborazione e quindi trova come gradino di partenza della sua

realizzazione l'RDF. Ovviamente il SW non si limita a questo, proprio per la

necessità di sviluppare una ricerca basata sul linguaggio naturale dell'uomo,

necessita di strumenti più idonei per rappresentare il signi�cato e la semantica

dei termini.

Lo sviluppo del Web semantico incontra tuttavia molte di�coltà, a causa

di problemi pratici come l'assenza di un unico linguaggio naturale globale e

lo sviluppo stesso degli strumenti che ci permetterebbero di realizzare tutto

questo. In base a questi e ad altri motivi lo sviluppo del SW procede in

maniera graduale:

Ontology Web Language (OWL)

Il passo successivo, all'utilizzo di RDF, per avvicinarsi alla realizzazione del

Web Semantico (e quindi un passo in più verso l'Internet delle cose), è l'uti-

lizzo dell'OWL, un linguaggio di markup11 per rappresentare esplicitamente

signi�cato e semantica di termini con vocaboli e relazioni tra gli stessi, ovvero

con la loro Ontologia.

Purtroppo OWL non è completo, in quanto non è ancora dotato di uno

standard per l'interrogazione, a di�erenza di RDF che invece può contare già

su linguaggi di query de�niti, ovvero di quei linguaggi che ci consentono di

interrogare queste conoscenze formalizzate, come SPARQL (Simple Pro-

tocol And RDF Query Language). Queste e altre di�coltà sono indici di

11In generale un linguaggio di markup è un insieme di regole che descrivono i mecca-nismi di rappresentazione (strutturali,semantici o presentazionali) di un testo che, utiliz-zando convenzioni standardizzate, sono utilizzabili su più supporti. Il capostipite è SGML(Standard Generalized Markup Language).

Francesco Lucci 27

Internet of Things

come OWL è ancora in fase di lavorazione. Una volta ultimato, sarà capace di

esprimere con più semplicità il signi�cato e la semantica delle risorse rispetto

ai suoi predecessori (XML, RDF e RDFS), rendendo più facile per le macchine

l'elaborazione automatica e l'integrazione delle informazioni disponibili.

Francesco Lucci 28

Capitolo 4

Privacy & Security

La visione di un mondo basato sulla completa condivisione di informazioni

è il punto focale dello sviluppo futuro dell'IoT. Tuttavia una realtà in cui

tutte le cose collegate comunicano informazioni e dati, riguardanti il loro

ambiente, necessariamente comprenderà in maniera diretta o indiretta in-

formazioni sulle persone, aprendo cosi la porta a un �Grande Fratello�(8)

globale. La ralizzazione, quindi, di quest'utopia tecnologica si trova ad es-

sere, ironicamente, ostacolata dagli stessi bene�ciari, in quanto il concetto di

privacy è profondamente radicato nella nostra civiltà.

4.1 Privacy

I molteplici problemi di tutela della privacy, che oggi ci troviamo ad af-

frontare, sono per lo più creati dalle informazioni che gli stessi utenti di-

vulgano, coscienti o meno nel farlo, utilizzando quotidianamente internet.

Nell'IoT i metodi in cui avviene la raccolta, l'estrazione e l'elaborazione dei

dati, renderà impossibile controllare la divulgazione dei dati personali.

A tal proposito, occorre creare in contemporanea (se non prima) dello

sviluppo di tali tecnologie, delle norme e soprattutto dei mezzi applicativi

che garantiscano la protezione della privacy delle persone (utenti e non).

Secondo gli autori dell' articolo RFID security and privacy: a research sur-

vey(13), il comportemento dei sensori per il tracciamento deve essere regolato

da politiche di tutela della privacy che garantiscano i seguenti punti:

1. Il sistema di tracciamento non deve raccogliere informazioni sulla po-

sizione e/o movimenti dei singoli utenti in relazione alla loro identità,

ma solo con lo scopo di sostenere i servizi autorizzati;

2. Le persone devono essere informate della portata e il modo in cui sono

tracciati i loro movimenti da parte del sistema;

29

Internet of Things

3. I dati raccolti dal sistema di monitoraggio una volta utilizzati devono

essere prontamente eliminati dal sistema di memorizzazione.

Come possiamo constatare ogni giorno, quello della tutela della privacy

è un argomento di grande interesse, per questo numerosi gruppi di ricerca

hanno lavorato a strumenti per garantire la privacy degli utenti. Tra questi

gruppi c'è il W3C, il quale ha de�nito Platform for Privacy Preferences

(P3P)(14), un protocollo per la descrizione delle preference di privacy, con-

sentendo in base ad esse l'accesso o meno di alcuni servizi. Questo sistema

è ottimo, per l'Internet �tradizionale�, in quanto l'utente stesso limita le in-

formazioni personali che possono essere utilizzate. Il problema nell'IoT sta

proprio nel fatto che un utente non ha modo di controllare quali informazioni

su di esso vengono raccolte. Al �ne di garantire la privacy, sono state proposte

soluzioni che si basano su un sistema denominato privacy broker (mediatore

di privacy)(12), quest'ultimo non è altro che un proxy che funge da interme-

diario tra l'utente e i servizi, �ltrando tutte le informazioni non necessarie al

servizio, in modo da massimizzare la privacy. Se immaginiamo una rete di

sensori composta da telecamere distribuite in una certa area, una possibile

soluzione, per ridurre i problemi di privacy, potrebbe essere quella di lim-

itare la capacità della rete di raccogliere dati, ad un livello di dettaglio che

non comprometterebbe la privacy(6), anonimizzando i dati, riportando solo

le destinazioni più approssimative dell'individuo oppure sfocando l'immagine

con la possibilità di recuperarla nel caso si dovesse veri�care un evento che

lo richieda(21).

4.2 Security

Nell'ampio mondo dell'internet delle cose, il problema della privacy non è fo-

calizzato solo nel farla rispettare durante l'elaborazione e la memorizzazione

delle informazioni che ci riguardano, ma anche nel proteggerla da malin-

tenzionati, che possono carpire illecitamente tali informazioni personali. La

sicurezza è messa a dura prova dal fatto che la stragrande maggioranza delle

tecnologie di interesse, lavorano tramite comunicazioni in etere, e quindi, di

facile intercettazione. Nascono in questo modo i problemi di security.

Questi problemi sono già ampiamente studiati e le soluzioni, applicate in

determinati standard quali ad esempio l'802.11, non sempre possono appli-

carsi e�cientemente alle tecnologie in supporto all'IoT. Tra quste troviamo:

Francesco Lucci 30

Internet of Things

• L'autenticazione del lettore dal sensore e viceversa, la cui attuazione

comporterebbe un notevole aumento dei costi per tag che fanno del

basso costo l'arma vincente per il loro sviluppo.

• La criptazione dei dati, il cui utilizzo causerebbe una drastica dimin-

uzione delle informazioni che il tag potrebbe inviare.

Da quanto detto consegue che sono necessarie nuove soluzioni adattate al

nuovo contesto tecnologico che viene a crearsi, soluzioni che ci permetteranno

di trovare il giusto compromesso tra e�cienza e sicurezza.

Francesco Lucci 31

Conclusione

La realizzazione dell'internet delle cose porterà moltissimi cambiamenti nelle

nostre vite, nel modo in cui comunicheremo, ci relazioneremo con gli altri e

gestiremo quello che ci circonda. È ormai chiaro che ottenere tutto questo

non sarà facile e neanche realizzabile in breve tempo, dato che le tecnologie

attualmente a nostra disposizione, non sono ancora pronte a soddisfare i

requisiti di scalabilità e di e�cienza richiesti.

Altro aspetto importantissimo da tenere in considerazione, riguarda la

maturazione della capacità da parte di noi utenti, diretti o indiretti, di risol-

vere le problematiche riguardanti lo scorretto utilizzo di essa. Il capitolo 4 è

stato realizzato appositamente per mostrare l'altra faccia della medaglia, che

per quanto possa non piacere è presente e va gestita in modo da garantire a

tutti un libero accesso a questa rivoluzione, senza correre il rischio di essere

controllati o spiati da persone malintenzionate o semplicemente interessate al

possibile pro�tto che determinate informazioni o�rono. D'altro canto, come

visto nel capitolo 2, l'evoluzione sarà graduale e ci darà la possibilità di avere

una progressiva presa di coscienza delle potenzialità, utilità e pericolosità

di questa grande innovazione che sarà l'internet delle cose, consentendoci di

gestirla al meglio.

Sviluppare IoT signi�cherà quindi, e�ettuare un ulteriore passo in avanti

verso un futuro solamente immaginato in qualche �lm di fantascienza, ma

così come le nostre conoscenze attuali ci hanno permesso di realizzare i sogni

del passato, allo stesso modo, noi saremo in grado di realizzare un domani

quella che oggi appare una chimera, attraverso la conoscenza e l'impegno

costante.

32

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Francesco Lucci 34