Projeto e implementação integrada de hardware e aplicativo mobile para gerenciamento e controle seguro de dispositivos de IoT: desenvolvimento de uma plataforma IoT com camadas de proteção e criptografia visando a segurança da informação

Abstract

O avanço da Internet das Coisas (IoT) trouxe consigo inovações tecnológicas significativas, mas também ampliou os desafios relacionados à segurança da informação em dispositivos conectados. Este trabalho de conclusão de curso apresenta o desenvolvimento de uma plataforma integrada de hardware e software para o gerenciamento e controle seguro de dispositivos IoT, com foco em automação residencial. A solução foi projetada utilizando microcontroladores ESP32 e protocolos de comunicação MQTT, aliados a práticas robustas de segurança da informação, como criptografia AES-256 no modo CBC e autenticação segura. A aplicação mobile desenvolvida permite o monitoramento e o controle de dispositivos, como sensores de temperatura e umidade e fechaduras magnéticas, garantindo a proteção dos dados sensíveis transmitidos entre os dispositivos. O sistema adota o conceito de Security by Design, implementando camadas de proteção que asseguram a confidencialidade, integridade e autenticidade das comunicações. Os resultados confirmaram a viabilidade da solução proposta, com desempenho satisfatório nas simulações de comunicação e resistência a ataques cibernéticos simulados, como interceptação de dados. Os principais desafios enfrentados incluíram a sincronização dos algoritmos criptográficos entre plataformas e a integração de diferentes tecnologias, como hardware IoT e aplicativos móveis. Conclui-se que a abordagem utilizada proporciona uma solução eficiente e segura para sistemas IoT em ambientes residenciais, com potencial para ser expandida a outros cenários de automação. Como trabalhos futuros, sugere-se a implementação de suporte a múltiplos dispositivos simultâneos e a integração com outras tecnologias de comunicação IoT.

The advancement of the Internet of Things (IoT) has brought with it significant technological innovations, but it has also increased the challenges related to information security in connected devices. This final project presents the development of an integrated hardware and software platform for the secure management and control of IoT devices, with a focus on home automation. The solution was designed using ESP32 microcontrollers and MQTT communication protocols, combined with robust information security practices, such as AES-256 encryption in CBC mode and secure authentication. The mobile application developed allows the monitoring and control of devices, such as temperature and humidity sensors and magnetic locks, ensuring the protection of sensitive data transmitted between devices. The system adopts the concept of Security by Design, implementing layers of protection that ensure the confidentiality, integrity and authenticity of communications. The results confirmed the viability of the proposed solution, with satisfactory performance in communication simulations and resistance to simulated cyber attacks, such as data interception. The main challenges faced included the synchronization of cryptographic algorithms between platforms and the integration of different technologies, such as IoT hardware and mobile applications. It is concluded that the approach used provides an efficient and secure solution for IoT systems in residential environments, with potential to be expanded to other automation scenarios. As future work, it is suggested to implement support for multiple simultaneous devices and integration with other IoT communication technologies.