Dispositivos e sistemas de Telemonitorização: Panorama atual e tendências futuras

A prevalência de doenças crónicas está a aumentar a par do aumento da esperança média de vida ao nascimento. No futuro, o número de idosos e doentes crónicos será bastante elevada e em muitos casos os idosos serão também doentes crónicos e a patologia existirá em muitos casos em comorbidade. A par desta realidade, existirá um decréscimo de recursos de saúde o que leva à procura de soluções já hoje em dia para que no futuro sejam postas em prática de forma plena. Aliar a telemonitorização ao acompanhamento por parte dos profissionais de saúde a diversas doenças crónicas é já uma realidade, existindo no mercado mundial diversas ofertas de dispositivos e sistemas de telemonitorização utilizados em doenças como a Diabetes mellitus, Doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) e asma, Doença renal, Doenças tromboembólicas e Insuficiência cardíaca. Estes dispositivos e sistemas de telemonitorização apresentam uma solução para o problema crescente de incapacidade dos sistemas de saúde de dar resposta ao aumento de doentes crónicos. A massificação do uso dos dispositivos e sistemas de telemonitorização está dependente do seu aperfeiçoamento, sendo a falta de interoperabilidade de sistemas de apoio à saúde a maior falha nestes dispositivos e sistemas. A tendência futura passa pela incorporação desta capacidade nos dispositivos e sistemas de modo a massificar a sua utilização trazendo grandes vantagens tanto ao doente crónico como aos sistemas de saúde.The prevalence of chronic diseases is increasing along with the increase in the average life expectancy at birth. In the future, the number of the elderly and the chronically ill will be quite high and in many cases the elderly will also be chronically ill and the pathology will exist in many cases in Comorbidity. Alongside this reality, there will be a decrease in health resources, which leads to the research for solutions nowadays, so that they can be fully implemented in the future. Allying telemonitoring to the treatment of various chronic diseases is already a reality, and in the world market there are several offers of devices and telemonitoring systems used in diseases such as Diabetes mellitus, Chronic obstructive pulmonary disease and asthma, Renal disease, Thromboembolic diseases and Heart failure. These devices and telemonitoring systems provide a solution for the growing problem of the inability of health systems in order to provide better protocols to react to the increase in chronic patients. The widespread use of telemonitoring devices and systems is dependent on their improvement, and the lack of interoperability of health support systems is the greatest failure in these devices and systems. The future trend is to combine this ability into devices and systems in order to improve their use, bringing great benefits to both the chronic patient and health systems

Conceptual framework of cybersecurity for internet of things applications

El internet de las cosas – IoT, es uno paradigmas tecnológicos con rápido crecimiento en los últimos años, en el que objetos inteligentes o cosas, interactúan entre sí y con recursos físicos y/o virtuales a través de Internet. Junto con este crecimiento hace resonancia uno de los retos que presenta este paradigma, la seguridad de aplicaciones IoT. Este trabajo de investigación parte del problema que existen aplicaciones IoT inseguras por la falta de guías que orienten a los desarrolladores en la implementación del dominio de la ciberseguridad en la fase de diseño y la evaluación de estas. La hipótesis planeada es que, mediante un framework, compuesto por diferentes tipos de modelos, se puede orientar al equipo de desarrollo sobre cómo considerar ciberseguridad en las aplicaciones IoT. Desde este punto de partida, en este trabajo se propone un framework conceptual de ciberseguridad para aplicaciones IoT, llamado SMITH Framework. Este framework está compuesto por dos modelos: el primero, un modelo de gestión de la ciberseguridad cuyo propósito es orientar a los desarrolladores de aplicaciones IoT las consideraciones de ciberseguridad que deben tenerse en cuenta desde la fase de diseño de una solución IoT ; el segundo, un modelo conceptual del dominio de la ciberseguridad en el que se presenten seis componentes de seguridad y su relación con el dominio de IoT. Para verificar la hipótesis planteada, se hizo una validación del SMITH Framework basada en el método ATAM, en el que se diseñó una aplicación IoT orientada por elementos del framework propuesto. Los resultados arrojados permitieron conocer que sí es posible orientar al equipo de desarrollo en la implementación de la ciberseguridad en la fase de diseño de una aplicación IoT, confirmando la hipótesis planteadaINTRODUCCIÓN 1. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO 1.1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1.1 Contexto 1.1.2 Problema 1.2. MOTIVACIÓN 1.2.1 Modelamiento del dominio de la ciberseguridad 1.2.2 Buenas prácticas de la ingeniería del software en proyectos telemáticos 1. 3 PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN 1.4 HIPÓTESIS 1.5 OBJETIVOS 1.6 CONTRIBUCIONES. 2. MARCO REFERENCIAL 2.1 MARCO CONCEPTUAL 2.1.1 Ingeniería del software 2.1.1.1 Arquitectura de referencia 2.1.1.2 Arquitectura de software 2.1.1.3 Framework 2.1.1.4 Framework conceptual 2.1.1.4 Modelo de referencia 2.1.1.5 Requisito de calidad 2.1.2 Ciberseguridad 2.1.2.1 Ciberespacio 2.1.2.2 Ciberincidente 2.1.2.3 Incidente de seguridad 2.1.2.4 Ingeniería de seguridad 2.1.3 Telemática 2.1.4 Internet de las cosas 2.1.5 Modelamiento 2.1.5.1 Dominio 2.1.5.2 Lenguajes de modelamiento 2.1.5.3 Modelo 2.2 MARCO TEÓRICO 2.2.1 Ingeniería del software 2.2.1.1 Proceso de desarrollo de software 2.2.1.2 Ingeniería de requisitos 2.2.1.3 Importancia de los requisitos en el desarrollo de software 2.2.1.4 Evaluación de arquitecturas 2.2.2 Ciberseguridad 2.2.3 Internet de las cosas 2.2.3.1 Dominios de aplicación 2.2.3.2 Construcción de aplicaciones IoT 2.2.3.3 Roles en el desarrollo de aplicaciones IoT 2.2.4 Computación distribuida 2.2.4.1 Cloud computing 2.2.4.2 Fog computing 2.2.4.3 Dew computing 2.3 ESTADO DEL ARTE 2.3.1 Frameworks de seguridad para aplicaciones IoT 2.3.1.1 Modelos de seguridad para IoT 2.3.1.2 Frameworks de seguridad para IoT 2.3.1.3 Tendencias de construcción 2.3.1.4 Recursos IoT que protegen 2.3.1.5 Propiedades de seguridad de la información que protegen 2.3.1.6 Conclusiones y brecha de investigación 2.3.2 Estado actual de la ciberseguridad en IoT 2.3.2.1 Malware en IoT 2.3.2.2 Dispositivos IoT 2.3.2.3 Conclusiones del estado del arte 2.4 MARCO NORMATIVO Y ESTÁNDARES 2.4.1 Estándar ISO/IEC 25.010:2011 2.4.2 Estándar ISO/IEC 27.001:2013 2.4.3 Estándar ISO/IEC/IEEE 27017:2015 2.4.5 Estándar ISO/IEC/IEEE 42010:2011 2.4.5 Aportes de la normatividad a este trabajo 2.5 MARCO CONTEXTUAL Y ANTECEDENTES 2.5.1 Centro de Excelencia y Apropiación en Internet de las Cosas 2.5.2 Fundación OWASP 2.6 CONSIDERACIONES FINALES DEL CAPÍTULO 3. ASPECTOS METODOLÓGICOS 3.1 TIPO Y ENFOQUE DE INVESTIGACIÓN 3.2 UNIVERSO Y MUESTRA 3.3 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS 3.3.1 Técnicas 3.3.2 Instrumentos 3.4 ACTIVIDADES REALIZADAS 3.4.1 Fase 1: Formulación del modelo de gestión de ciberseguridad para aplicaciones IoT 3.4.1.1 Selección de arquitecturas de referencia (AR) de aplicaciones IoT que serán analizadas 3.4.1.2 Identificación de los niveles arquitecturales de una aplicación IoT genérica 3.4.1.3 Análisis de los requisitos de ciberseguridad que debe cumplir una aplicación IoT 3.4.1.4 Construcción del modelo de gestión para la ciberseguridad para aplicaciones IoT 3.4.2 Fase 2: Representación del dominio de la seguridad para IoT 3.4.2.1 Selección de lenguaje y herramientas de modelado 3.4.2.2 Modelamiento del dominio de ciberseguridad para IoT 3.4.3 Fase 3: Validación del framework propuesto 3.4.3.1 Diseño de la técnica de validación del framework 3.4.3.2 Evaluación del framework 3.4.3.3 Plan de mejoramiento del framework 4 MODELO PROPUESTO DE GESTIÓN DE LA CIBERSEGURIDAD EN APLIACIONES IOT 4.1 METODOLOGÍA PARA EL DESARROLLO DE SMITH MODEL 4.2 ARQUITECTURAS DE REFERENCIA PARA IOT 4.2.1 Revisión sistemática de la literatura 4.2.1.1 Planificación 4.2.1.2 Conducción 4.2.1.3 Reporte 4.2.2 Arquitecturas de referencia seleccionadas 4.3 ARQUITECTURA GENÉRICA PROPUESTA PARA APLICACIONES IOT 4.3.1 Capas y componentes identificadas 4.3.1.1 Análisis del modelo de referencia de la ITU-T 4.3.1.2 Análisis de la arquitectura de referencia del IoT Project 4.3.1.3 Análisis de la arquitectura de SmartSantander 4.3.1.4 Análisis de la arquitectura de referencia de WSO2 4.3.2 Componentes y funcionalidades genéricas de aplicaciones IoT 4.3.3 Análisis de funcionalidades 4.3.4 Diseño de arquitectura genérica de IoT 4.3.4.1 Cloud Layer 4.3.4.2 Fog Layer 4.3.4.3 Dew Layer 4.4 REQUISITOS DE SEGURIDAD PARA APLICACIONES IOT 4.4.1 Grupo de requisitos para la confidencialidad de la información 4.4.1.1 Requisitos de seguridad 4.4.1.2 Requisitos de privacidad 4.4.1.3 Requisitos de autenticación y autorización 4.4.2 Grupo de requisitos para la integridad de la información 4.4.3 Grupo de requisitos para la disponibilidad de la información 4.4.4 Grupo de requisitos para el no repudio 4.5 MODELO DE GESTIÓN DE CIBERSEGURIDAD PROPUESTO 4.5.1 SMITH Model 4.5.1.1 Diseño del SMITH Model 4.5.1.2 Descripción del SMITH Model 4.5.2 Guía de buenas prácticas ciberseguridad para el aseguramiento de aplicaciones IoT 4.5.2.1 Buenas prácticas de ciberseguridad para Cloud Layer 4.5.2.2 Buenas prácticas de ciberseguridad para Fog Layer 4.5.2.3 Buenas prácticas de ciberseguridad para Dew Layer 4.5.3 Instrumento de evaluación 5. MODELO CONCEPTUAL DEL DOMINIO DE LA CIBERSEGURIDAD PARA APLICACIONES IOT 5.1 MODELO DEL DOMINIO IOT 5.1.1 Concepto claves del dominio IoT 5.1.1.1 Servicios 5.1.1.2 Entidades 5.1.1.3 Recursos 5.1.1.4 Dispositivos 5.1.1.5 Usuarios 5.1.2 Representación del dominio IoT 5.2 REPRESENTACIÓN DEL DOMINIO DE CIBERSERGURIDAD 5.2.1 Componentes de ciberseguridad para IoT 5.2.2 Modelo del dominio de ciberseguridad para IoT 5.2.2.1 Autenticación (AuthN) 5.2.22 Autorización (AuthZ) 5.2.2.3 Gestión de claves criptográficas (CEM) 5.2.2.4 Gestión de identidad (IDM) 5.2.2.5 Disponibilidad (AVBL) 5.2.2.6 No repudio (NRP) 6. VALIDACIÓN DEL FRAMEWORK PROPUESTO 6.1 CASO DE ESTUDIO 6.1.1 Alcance y limitaciones del caso de uso 6.1.2 Arquitectura conceptual del sistema 6.1.3 Requisitos del sistema 6.1.3.1 Requisitos funcionales 6.1.3.2 Requisitos de calidad 6.1.4 Presentación arquitectural del sistema 6.1.4.1 Vista conceptual 6.1.4.2 Vista funcional 6.1.4.3 Vista de servicios del sistema 6.2 VALIDACIÓN DE LA ARQUITECTURA 6.2.1 Fase 1: Presentación 6.2.1.1 Paso 1: Presentación de ATAM 6.2.1.2 Paso 2: Presentación de los objetivos del negocio 6.2.1.3 Paso 3: Presentación de la arquitectura 6.2.2 Fase 2: Investigación y análisis 6.2.2.1 Paso 4: Identificar las aproximaciones arquitecturales 6.2.2.2 Paso 5: Generar el árbol de utilidad de atributos de calidad 6.2.2.3 Paso 6: Analizar las aproximaciones arquitecturales 6.2.3 Fase 3: Pruebas 6.2.3.1 Paso 7: Lluvia de ideas y priorización de escenarios 6.2.3.2 Paso 8: Analizar las aproximaciones arquitecturales 6.2.4 Fase 4: Presentación de informe 6.3 INTEGRACIÓN DEL FRAMEWORK 7. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO 7.1 CONCLUSIONES 7.2 REVISIÓN DE LAS CONTRIBUCIONES REALIZADAS 7.3 TRABAJO FUTURO REFERENCIAS Anexo A – Evaluación de arquitecturas de referencia. Anexo B – Modelo de gestión de la ciberseguridad para aplicaciones IoTMaestríaThe Internet of Things - IoT, is one of the fastest growing technological paradigms in recent years, in which smart objects or things interact with each other and with physical and / or virtual resources through the Internet. Along with this growth, one of the challenges presented by this paradigm resonates, the security of IoT applications. This research work starts from the problem that there are insecure IoT applications due to the lack of guides that guide developers in the implementation of the cybersecurity domain in the design phase and their evaluation. The planned hypothesis is that, through a framework, made up of different types of models, the development team can be guided on how to consider cybersecurity in IoT applications. From this starting point, this work proposes a conceptual cybersecurity framework for IoT applications, called SMITH Framework. This framework is made up of two models: the first, a cybersecurity management model whose purpose is to guide IoT application developers on the cybersecurity considerations that must be taken into account from the design phase of an IoT solution; the second, a conceptual model of the cybersecurity domain in which six security components and their relationship with the IoT domain are presented. To verify the hypothesis raised, a validation of the SMITH Framework based on the ATAM method was carried out, in which an IoT application was designed based on elements of the proposed framework. The results obtained allowed us to know that it is possible to guide the development team in the implementation of cybersecurity in the design phase of an IoT application, confirming the hypothesis raise