Security of remote iot system management by integrating firewall configuration into tunneled traffic

Abstract

Розглянуто актуальне питання підвищення рівня безпеки віддаленого керування IоT-системи. Для того, щоб забезпечити індивідуальний і безпечний доступ до системи віддалено, інтегровано налаштування фаєрволу до VPN-тунелю. Фаєрвол контролює мережевий трафік і фільтрує пакети даних, забороняючи або дозволяючи специфічний мережевий трафік на основі заданих правил і політик безпеки, тим самим гарантуючи захист компʼютерної мережі від несанкціонованого доступу, а також те, що лише авторизовані користувачі мають можливість керувати системою домашньої автоматизації дистанційно. Для побудови VPN-тунелю використано протокол WireGuard, що налаштовано безпосередньо на маршрутизаторі. Це дозволило перенаправляти трафік через домашню локальну мережу. В IoT-системі використовується маршрутизатор MikroTik Hap AC Lite, що працює на операційній системі RouterOS v7.7, яка забезпечує надійну мережеву інфраструктуру. Такий механізм безпеки реалізовано й протестовано на розробленій системі розумного освітлення, яка дозволяє ефективно керувати яскравістю освітлення в реальному часі. Для програмування й інтеграції мікроконтролера з системою домашньої автоматизації використано платформу ESPHome. Система домашньої автоматизації, що базується на основі мікроконтролера ESP32 ESP8266, драйвері двигуна L298N і світлодіодній стрічці, інтегрована з платформою Home Assistant. Home Assistant встановлена та доступна за IP-адресою одноплатного компʼютера Nvidia Jetson Nano, що являє собою веб-сервер з операційною системою Ubuntu, і портом 8123, запущена як Docker-контейнер для віртуалізації Linux-середовищ. Усе це дає можливість гнучкого розгортання, масштабованості та узгодженості операцій задля керування різними IoT-пристроями в одному централізованому середовищі

The issue of increasing the security level of the IoT system is considered in this paper. To provide individual and secure access to the system remotely, firewall data packet filtering rules were integrated into the VPN connection using the WireGuard protocol. Such security mechanism was implemented and tested on the developed smart lighting system, which enables effective control of lighting brightness in real time. The IoT system is based on ESP32 microcontroller and is integrated with Home Assistant platform. Using web server and Docker technology, the system is efficient and flexible to manage various IoT devices in one centralized environment, and MikroTik Hap AC Lite router with RouterOS v7.7 operating system provides reliable network infrastructure