DevDay 2017: Andreas Reischuck - Benutzbare & Sichere Kommunikation für die vernetzte Welt des IOT

Benutzbare & Sichere Kommunikation
für die vernetzte Welt des IOT
DevDay, 4. April 2017 von Andreas Reischuck

Benutzbare & Sichere Kommunikation für die vernetzte Welt des IOT Folie 3DevDay, 4. April 2017 von Andreas Reischuck
Live Coding: „Bessere Test Matchers mit C++14“
13. April, 20 Uhr

Dresden Weekly
Meet, Hack & Discuss
Jeden Mittwoch, ab 18 Uhr

Schüler-Rechen-Zentrum

Hochspannungskabel
Benutzbare & Sichere Kommunikation für die vernetzte Welt des IOT DevDay, 4. April 2017 von Andreas Reischuck

Laser

Bühne

Produzierende Maschine

Beatmungsgerät

Web Development

Gemeinsamkeiten

Netzwerk

Protokolle

Industrie 4.0

Internet of Things
Das Internet der Dinge

Internet
für
Wasserkocher, Toaster, Kameras,
Autos, Uhren, Schuhe, Tische, Kühlschränke,
Herde, Wasserhähne, Lampen, Türen,
…

Oktober 2016
In a relatively short time we've taken a
system built to resist destruction by
nuclear weapons and made it vulnerable
to toasters.
Jeff Jarmoc -

Security durch Cloud

Lösungsansätze

Fehlerfreie Programmierung

TODO Liste

Verstehen
300 Seiten Protokollbeschreibung
Komplexe Systeme

Implementierung
Oft stupide

Testen
Test-Daten?
Alle Fehlerszenarien?

Updates
Duplikate? Integration? Testen!

Für jedes Gerät neu…

AUFWAND

TODO:
1. Aufwand Senken

OpenSSL Heartbleed
• Wenn du lebst, sende mir folgende 40000
Zeichen: “ping”
• Antwort: “ping…Geheimnisse danach…”

Bugs
• 34 CVEs in libpng
– https://www.cvedetails.com/vulnerability-
list/vendor_id-7294/Libpng.html
• ≥ 90 CVEs in Wireshark (2016)
– https://www.cvedetails.com/vulnerability-
list/vendor_id-4861/product_id-8292/year-
2016/Wireshark-Wireshark.html

SICHERHEIT

TODO:
1. Aufwand Senken
2. Sicherheit erhöhen

Günstige Hardware

Bandbreite

Realtime Anforderungen

OPTIMIERUNGEN
… weitere

TODO:
1. Aufwand Senken
3. Optimierungen vereinfachen

THINKING…

Protokolle 1x beschreiben

Quellcode für Server
generieren

Quellcode für Clients
generieren

Test Code
generieren

Dokumentation
generieren

Idee:
• Single point of truth

WAS EXISTIERT?

HTTP/REST APIs
• JSON/UTF8 Kodierung
• Swagger für API Beschreibung
Groß / Aufwendig zu packen

ASN.1
• DER / BER Kodierungen
• Zertifikate, SNMP, LDAP, …
Komplex / Fehleranfällig
Keine Kontrolle über Transport

Protobuf, Thrift, MessagePack, …
• Beschreibung der transportierten Daten
• Generieren Quellcode
Keine Kontrolle über Transport

Data Format Description Language (2011)
• XML Schema basiert
• Beschreibung von Text & Binary
• Daffodil zum Parsen binärer Daten
Nur Parsen?
Kaum Fortschritt
https://en.wikipedia.org/wiki/Data_Format_Description_Language

Nail
“A practical tool for parsing and generating
data formats.”
• Master Arbeit von Nickolai Zeldovich
• Experimentelle Code Generierung
Keine Weiterentwicklung
https://github.com/jbangert/nail

msoscheme
• Powerpoint Importer für Calligra Office
• 6’000 Zeilen Beschreibung
• 700 Zeilen Quellcode zur Generierung
• Generiert 30’000 Zeilen Quellcode
Speziallösung
https://gitorious.org/msoscheme/msoscheme

Neues

TODO:
1. Aufwand Senken
3. Optimierungen vereinfachen

Kommunikationsprotokolle

SYNTAX

map [u8] <-> [u32] as Name {}
Codec Definition

map type1 <-> type2 as Name {}
Codec Definition

map [u8] <-> struct Name {}
Neue struct codec Definition

struct Name {}
Abkürzung

struct Foo {
N : Codec1 | Codec2 name;
}
N Bytes über Codec1 & 2 als name speichern

struct Foo {
4 : u32 name;
}
4 Bytes als 32 Bit unsigned Integer

struct Foo {
u32 name;
}
Abkürzung

alternative<id : u8> as Data {
Alias1 : 1 => Codec1;
Alias2 : 2 => Codec2;
} Alternativen auswerten

Protokollbeschreibungssprache
• Einfaches bleibt einfach
• Komplexes wird möglich
Immer deklarativ & klar

Standardisierung
Aller Protokollbeschreibungen

Protlr
Easy handling of binary communication protocols

Protlr 1 (2015)
• Binäre Protokolle
• PGL Beschreibungssprache
Legacy Protokolle

Generierung
• Lesen
• Schreiben
• Dokumentation
• Wireshark

Sprachen
• C++
• C for embedded
• Java
• HTML (Dokumentation)
• Lua (Wireshark)

Sicherheit
• Unit Tests für alles
• Kommerzieller Support

Protlr 2 (2017)
• Text & Binär
• Algorithmen im Protokoll
• Sprachen: C#, HTML (später mehr)

PRAXIS

Medizinprotokoll
• Komplexes Protokoll
• C# Umsetzung: 2 Mannmonate

Medizinprotokoll
• Komplexes Protokoll
• Protlr Umsetzung: 3 Tage
Alle Sprachtargets
Dokumentation
Analysewerkzeuge

Aufwand gesenkt
Sicherheit erhöht
Optimierungen vereinfacht

RESUMÉ

Always generate all your
serialization code!

DANKE

Bildquellen
• Transformator - Staffan Vilcans - CC-BY-SA https://flic.kr/p/ydyBGw
• IMG_2765 - Karim D. Ghantous - CC-BY https://flic.kr/p/pccU2m
• Lasershow - tara hunt - CC-BY-SA https://flic.kr/p/4T3ZB
• Empty Stage - Lee Adlaf - CC-BY https://flic.kr/p/4QskoM
• Frozen web - David Lee - CC-BY-SA https://flic.kr/p/qsdYxe
• network spagetti - versageek - CC-BY-SA https://flic.kr/p/KCRFY
• Traffic jam - Dinu Dragomirescu - CC-BY https://flic.kr/p/4Tbgjc
• Computer fail - http://i660.photobucket.com/albums/uu330/cthulhu19887/forum/fail/5d6b799a.gif
• Drip - Guian Bolisay - CC-BY-SA https://flic.kr/p/f6sPXn
• dessert-1 - andy orin - CC-BY https://flic.kr/p/5WpNfk
• NASA Testing… - NASA Goddard Space Flight Center - CC-BY https://flic.kr/p/ehzwCR
• Luke Wroblewski - CC-BY https://flic.kr/p/gS8e2R
• Heartbleed-Logo - CC0 http://heartbleed.com/heartbleed.svg
• 台大醫圖071 - jimmy chuang - CC-BY-SA https://flic.kr/p/3Kdc2H
• The way ! - Paul Falardeau - CC-BY-ND https://flic.kr/p/5Kgkz7
• What Doth the Future Hold - Morgan Folgen - CC-BY https://flic.kr/p/6RsbSw
• Nasa - http://www.nasa.gov/centers/goddard/images/content/638831main_globe_east_2048.jpg

Fragen & Diskussion
https://protlr.com

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