Беляков Данила Сергеевич, старший преподаватель, кафедра комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем, факультет безопасности
634050, Томск, пр-т Ленина, д. 40
Danila S. Belyakov, Senior Lecturer, Department of Complex Information Security of Computer Systems, Faculty of Security
Цели. Цель работы заключается в разработке архитектуры распределенной системы тестирования устройств интернета вещей (Internet of Things, IoT), обеспечивающей защищенную передачу тестовых сценариев и их изолированное исполнение на исполнительных модулях. Актуальность исследования обусловлена стремительным ростом числа IoT-устройств, функционирующих в недоверенных вычислительных средах, где процесс тестирования может создавать риски утечки конфиденциальных данных или несанкционированного вмешательства в программное обеспечение.
Методы. Проведен сравнительный анализ существующих решений, таких как NI TestStand, MagicDAQ, PHiLIP и KEOLABS ContactLAB. Выполнено сопоставление их архитектурных компонентов и процессов жизненного цикла тестовых сценариев.
Результаты. На основании анализа выделены основные этапы жизненного цикла, на которых применяются рассмотренные инструменты: подготовка и хранение, передача и интерпретация, взаимодействие с тестируемым устройством, регистрация и анализ результатов. Кроме того, проведено сравнение существующих и предложенного архитектурных решений по ключевым характеристикам: предметная область применения, тип архитектуры (распределенная или централизованная), среда исполнения тестовых сценариев, масштабируемость системы, уровень изоляции среды исполнения, наличие механизмов защиты и возможность удаленного управления. Результаты работы представлены в виде предложенной архитектуры, включающей управляющий модуль и автономные исполнительные модули с изолированной виртуальной средой исполнения MicroPython. Для обеспечения безопасности предусмотрена передача тестовых сценариев по зашифрованному каналу связи с использованием протоколов CoAP и DTLS, а также выполнение кода тестовых сценариев в ограниченной среде, изолированной от основной операционной системы.
Выводы. Проведенный сравнительный анализ продемонстрировал, что предлагаемое решение устраняет ключевые ограничения аналогов, связанные с отсутствием механизмов шифрования и изоляции исполнения. Разработанная архитектура повышает безопасность и надежность процесса тестирования IoT-устройств и может использоваться в недоверенных вычислительных средах для защиты интеллектуальной собственности и логики тестовых сценариев.
Objectives. The paper sets out to develop an architecture for a distributed testing system for Internet of Things (IoT) devices to ensure secure transmission and the isolated execution of test scenarios on dedicated execution modules. The study takes account of the rapid growth in the number of IoT devices operating in untrusted computing environments, in which the testing process can pose a risk of confidential data leakage or unauthorized interference with software components.
Methods. A comparative analysis of existing solutions such as NI TestStand, MagicDAQ, PHiLIP, and KEOLABS ContactLAB was conducted. Architectural components and test scenario life-cycle processes were examined and compared.
Results. The analysis identified the main stages of the test scenario life cycle, including preparation and storage of scripts, transmission and interpretation, interaction with the device under test, as well as registration and analysis of results. In addition, existing and proposed architectural solutions were compared according to the following key characteristics: application domain; type of architecture (distributed or centralized); test scenario execution environment; system scalability; level of execution isolation; availability of protection mechanisms; capability for remote management. The results of the study are presented in the form of a proposed architecture that includes a control module and autonomous execution modules with an isolated virtual MicroPython environment. To ensure security, test scenarios are transmitted over an encrypted communication channel using constrained application protocol and datagram transport layer security (protocol, while the execution of test code takes place in a restricted environment isolated from the main operating system.
Conclusions. The comparative analysis confirmed that the proposed solution eliminates the key limitations of existing solutions, namely the lack of encryption mechanisms and isolation of execution. The developed architecture enhances the security and reliability of the IoT device testing process, offering protection for intellectual property and test scenario logic in untrusted computing environments.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.