Palestra realizada no Senai norte Joinville/SC na semana acadêmica do curso sobre: Azure Sphere, Azure IoT Edge e Azure IoT Central no Senai Joinville/SC

1. Construção de soluções IoT mais simples
e seguras com Azure IoT Central, Azure
Sphere e o Azure IoT Edge
Prof. MSc. Walter Silvestre Coan
18/10/2019 – SENAI Joinville

2. Walter Silvestre Coan
- Microsoft Certified Solutions Associate e Microsoft
Certified Solutions Developer – Web Applications
MCP em programação em C#
MCP em desenvolvendo aplicações Web ASP.NET MVC
- Participação com projeto finalista da etapa nacional do
Microsoft Imagine Cup 2016 – Projeto Omni
- AWS Certified Developer Associate
- Sun Certified Programmer em Java 5.0
- Mestre em Ciência da Computação na área de Sistemas
Distribuídos e Redes de Sensores sem Fio - PUCPR
- Pós-Graduado em Engenharia de Software - PUCPR
- Bacharel em Informática - UNIVILLE
- Professor no Bacharelado em Sistemas de Informação e
do Bacharelado em Engenharia de Software da
UNIVILLE
- Desenvolvedor de software na RDX – RDornel Data
Experts
- Analista de Sistemas na Datasul Finanças
walter.coan@gmail.com – www.faltoupontoevirgula.com.br

3. Agenda
• Azure Sphere
• Azure IoT Central
• Azure IoT Edge

4. Microsoft IoT
Visão de uma aplicação IoT
ActionsThings Insights

5. Microsoft IoT
Azure Logic Apps
Azure Websites
Azure Monitor
Azure Event Grid
Microsoft Power BI
Microsoft Flow
Azure FunctionsAzure Data Lake
Azure Time Series
Insights
Azure Maps
Azure Stream Analytics
Azure Machine Learning
Azure HD Insight
Spark, Storm, Kafka
Azure Event Hubs
Azure IoT Hub Device
Provisioning Service
Azure IoT Hub
Windows 10 IoT Core
Azure IoT Edge
Azure Sphere
Azure Certified for IoT
Azure IoT Device SDK
PlatformUse|Solutions

6. Azure Sphere + Azure IoT Central

7. À medida que bilhões de novos dispositivos são
conectados, as organizações precisam protegê-los para
ajudar a proteger os dados, a privacidade, a segurança
física e a infraestrutura.
O Azure Sphere baseia-se em décadas de experiência da
Microsoft em hardware, software e nuvem para fornecer
uma solução completa e pronta para o uso para
dispositivos IoT.
Azure Sphere

8. Azure Sphere
The Seven Properties of Highly Secure Devices: the new standard for
securing MCU powered IoT experiences
Hardware
Root of
Trust
Seu dispositivo é
Identificável
e a integridade do
software
é confirmada por
hardware?
Defense
In Depth
Seu dispositivo se
mantém
seguro se um
mecanismo
de segurança for
destruído?
Small Trusted
Computing
Base
O seu dispositivo esta
protegido de
erros em outros códigos
fonte?
Dynamic
Compartment
sAs proteções de
segurança
do seu dispositivo podem
melhorar após a
implantação?
Certificate-
Based
Authenticatio
nSeu dispositivo
utiliza
certificados digitais
ao
invés de senhas
para
autenticação?
Failure
Reportin
gSeu dispositivo
reporta
falhas e anomalias?
! Renewabl
e
SecuritySeu dispositivo
atualiza
o software de forma
automática?
Suporte do
Hardware
Suporte do Sistema
Operacional
Suporte do Serviço de
Nuvem
https://www.microsoft.com/en-us/research/wp-
content/uploads/2017/03/SevenPropertiesofHighlySecureDevices.pdf

9. Azure Sphere
Hardware
Root of Trust
Chave criptográfica não pode
ser excluída e deve ser
protegida pelo hardware.
Dispositivos contadores
físicos (e-fuse) impedem
ataques do tipo side-channel.
A identidade do dispositivo e
o software seguro dentro do
hardware
Hardware protege a
Identidade do
Dispositivo
Hardware protege a
Inicialização com
Segurança
Hardware atesta a
Integridade do Sistema

10. Azure Sphere
Dynamic
Compartments
Barreiras internas limitam o
alcance de qualquer falha
Hardware cria Barreiras de
Segurança
Software cria Compartimentos
Hardware firewall ou unidades de
memória gerenciadas
Isolamento de processos

11. Azure Sphere
Small Trusted
Computing Base
Chave criptográfica são
armazenadas em uma
carteira protegida pelo
hardware, inacessível pelo
software.
Hardware protege as
chaves criptográficas
de acesso
A arquitetura de software
é concebida no formato
de camadas impedindo
o acesso direto.

12. Azure Sphere
Renewable
Security
A segurança do dispositivo é
renovada para superar as
ameaças em evolução e as
violações de segurança.
Nuvem provê as
atualizações
Software aplica as
atualizações
Hardware previne rollback
attacks

13. Azure Sphere
MCU Seguro
Uma nova categoria de
MCU’s chamado Azure
Sphere, produzidos por
empresas parceiras, com
tecnologia de segurança da
Microsoft, que fornece
conectividade, alto
desempenho e
características de
segurança no hardware.
Sistema
Operacional
Seguro
Sistema operacional seguro
Azure Sphere OS que combina
as melhores práticas da
Microsoft e da comunidade Open
Source, criando uma plataforma
confiável para
uma nova experiência em IoT.
Serviço em
Nuvem Seguro
Azure Sphere Security Service
protege cada dispositivo e os
clientes, detecta falhas de
segurança e responde de forma
proativa.

14. Azure Sphere
Microsoft Pluton
Security Subsistem
Root of Trust
ARM Cortex-A provê isolamento
de processos através do
gerenciamento de unidades de
memória. Azure Sphere OS cria
containers para as aplicações
que utilizam espaços de
memória reservados.
2x ARM Cortex-M é o MCU, que
executa o processamento em
real time.

15. Azure Sphere
• ARM Cortex A7 NEON FPU 500Mhz
• 64kB L1 instruction cache
• 32kB L1 data cache
• 256kB L2 cache,
• 4MB system memory for the Azure Sphere
operating system and user applications
• 2x ARM Cortex M4 core 200Mhz
• 192kB TCM (Tightly-Coupled Memory)
• 64kB SRAM
• FPU Floating Point Unit
• Pluton Security Subsystem M4 core 200Mhz
• ARM Cortex-M4F security processor
• 128kB secured TCM
• 64kB secured mask ROM bootloader
• Wi-Fi
• Processador dedicado N9 32-bit RISC core
• IEEE 802.11 a/b/g/n
• Bandas de 2.4GHz e 5GHz
https://d86o2zu8ugzlg.cloudfront.net/mediatek-craft/documents/mt3620/MediaTek-MT3620-Product-Brief-Nov2018.pdf

16. Azure Sphere
Comprovação remota
• Ocorre durante o processo de
autenticação
• Azure Sphere assina digitalmente um
conjunto de informações para provar
que o dispositivo é original;
• Dados são enviados para o Device
Authentication and Attestation no
Azure;
• Retorna um certificado de curta
duração atestando que é um
dispositivo original.

17. Azure Sphere

18. Azure Sphere
Fonte: https://docs.microsoft.com/pt-br/azure-sphere/resources/release-notes-1909

19. Azure Sphere
STARBUCKS
https://news.microsoft.com/transform/starbucks-turns-to-technology-to-brew-up-a-more-personal-connection-with-its-customers/

20. Azure Sphere
INNODISK
https://www.digitimes.com/news/a20190819PR200.html?chid=9

21. Azure Sphere
Qualcomm

22. Azure Sphere
Azure Sphere MT3620 Dev Kit

23. Azure Sphere

24. Azure Sphere
Azure Sphere MT3620 Mini Dev Board

25. Azure Sphere
Azure Sphere MT3620 Module

26. Azure Sphere
AI-LINK WF-M620-RSA1
USI Azure Sphere + BLE

27. Azure Sphere
AVNET Azure Sphere MT3620 Starter Kit

28. Azure Sphere
AVNET Azure Sphere MT3620 Starter Kit

29. Azure Sphere
AVNET Azure Sphere MT3620 Starter Kit

30. Azure Sphere
AVNET Azure Sphere MT3620 Module

31. Azure Sphere
https://www.hackster.io/contests/SecureEverythi
ng

32. Azure Sphere
https://www.element14.com/community/docs/DOC-92912/l/free-azure-sphere-kit-faq?ICID=azure-sphereCH-topbanner

33. Azure Sphere
https://app.powerbi.com/view?r=eyJrIjoiMzZiZGZmNzEtMjA3MS00OGM0LTg0ZjItNDEyOWEwZ
DhlNmU1IiwidCI6IjFlNzI1MWY2LTk4MjItNDRjZi1hYjQyLWJkZmQ5ODJhMTFlMSIsImMiOjEwfQ
%3D%3D

34. Azure IoT Central
Azure IoT Central
• Solução SaaS como plataforma de Internet das
Coisas
• Integra na solução
• Broker de mensagens (IoT Hub)
• Registro e controle de dispositivos IoT
• Dashboard
• Análise de dados em séries temporais
• Geração de alertas baseados em eventos
• Automatização de processo

35. Azure IoT Central
Arquitetura - Azure IoT Central
Fonte: https://docs.microsoft.com/pt-br/azure/iot-central/concepts-architecture

36. Azure IoT Central
Modelo dos Dispositivos - Azure IoT Central
Fonte: https://docs.microsoft.com/pt-br/azure/iot-central/concepts-architecture

37. Azure IoT Central
Precificação

38. Azure IoT Central
Criação do serviço

39. Azure IoT Central
Criação do serviço

40. Azure IoT Central
Criação do serviço

41. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
https://docs.microsoft.com/pt-
br/azure-sphere/app-
development/setup-iot-central
https://github.com/Azure/azure-
sphere-
samples/blob/master/Samples/
AzureIoT/IoTCentral.md
Passo 1 – Conexão do dispositivo

42. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 2 – Geração do certificado do tenant (inquilino) a partir do dispositivo

43. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 3 – Registro do certificado no IoT Central

44. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 4 – Prova de validação do certificado

45. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 4 – Prova de validação do certificado

46. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 4 – Prova de validação do certificado

47. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 4 – Prova de validação do certificado

48. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 5 – Identificador único do dispositivo

49. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 6 – Criação do template do dispositivo

50. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 7 – Criação do dispositivo a partir do template e do id único

51. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 8 – Código de exemplo do dispositivo
Fonte: https://github.com/Azure/azure-sphere-samples/tree/master/Samples/AzureIoT

52. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 9 – Exportar as configurações de conexão do IoT Central

53. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 10 – Exportar o GUID de identificação do Tenant do Azure AD

54. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos
Passo 11 – Parametrização do arquivo app_manifest.json do projeto

55. Azure IoT Central
Conexão de dispositivos

56. Azure Device Provisioning Service
Azure DPS
Fonte: https://docs.microsoft.com/pt-br/azure/iot-dps/about-iot-dps
1.Fabricante do dispositivo registra as
informações do dispositivo no portal do Azure.
2. Dispositivo entra em contato com DSP
através de um endereço provido pelo
Fabricante. O dispositivo passa suas
informações de identificação para prover sua
identidade.
3.O DPS valida a identidade do dispositivo e
seu identificador através de um desafio por
certificados ou pelo método X.509.
4.O DPS registra o dispositivo no IoT Hub e
seus estado no Device Twin.
5.O IoT Hub retorna o ID confirmando o
provisionamento.
6.O DPS retorna do IoT Hub a autorização de
comunicação entre o dispositivo e o IoT Hub.
7. Dispositivo conecta no IoT Hub diretamente.
8.Dispositivo recupera seus dados de estado a
partir do Device Twin do IoT Hub.

57. Azure Sphere + Azure IoT Central
Fonte: https://www.hackster.io/waltercoan/connecting-azure-sphere-to-azure-iot-central-
5031f1

58. Azure IoT Edge

59. Azure IoT Edge
DOCKER
O Azure IoT Edge permite que aplicações complexas
possam ser executadas e gerenciadas em
dispositivos de IoT.

60. Azure IoT Edge
Fonte: https://docs.microsoft.com/en-us/azure/iot-edge/quickstart-linux#deploy-a-
module
Codificação
• Desenvolvimento do módulo do IoT Edge
Container
• Compilação
• Geração da imagem do container Docker
Publicação
da Imagem
• Imagem copiada para um Container
Registry
Deploy
• Azure Iot Edge aciona publicação nos
dispositivos.

61. Azure IoT Edge
Novos módulos disponíveis
Azure Stream Analytics
Azure Blob Storage
Azure Security Center
Redis
SQL Server
SQLite
Language Understanding
Key Phrase Extraction
Sentiment Analysis
Language Detection

62. Azure IoT Edge
Azure
IoT
Edge
Equipamento
Industrial
CLP
1 seg
Azure IoT Hub
AMQP
3 seg
RTU - USB

63. Azure IoT Edge
Fonte: https://www.hackster.io/waltercoan/azure-iot-edge-reading-data-from-plc-industrial-iot-
ef8214

64. Azure IoT Edge
Fonte: https://docs.microsoft.com/pt-br/azure/iot-edge/how-to-install-iot-edge-linux

65. Azure IoT Edge
Conexão de dispositivos

66. Azure IoT Edge
Módulos IoT Edge

67. Azure IoT Edge
Módulos em execução no IoT Edge

68. Azure IoT Edge
• Publicação do módulo MODBUS
• Container DOCKER:
waltercoan/iotedgemodbus:latest
• Container create options
{
"HostConfig": {
"User": "root",
"Privileged": true,
"Devices": [
{
"PathOnHost": "/dev/ttyACM0",
"PathInContainer": "/dev/ttyACM0",
"CgroupPermissions": "mrw"
}
]
}
}

69. Azure IoT Edge
• Publicação do módulo MODBUS
• Module twin
{
"properties.desired":{
"PublishInterval": "5000",
"SlaveConfigs": {
"Slave01": {
"SlaveConnection": "/dev/ttyACM0",
"TcpPort": "0",
"RetryCount": "10",
"RetryInterval": "50",
"HwId": "CLP",
"BaudRate": "9600",
"DataBits": "8",
"StopBits": "1",
"Parity": "ODD",

70. Azure IoT Edge
• Publicação do módulo MODBUS
• Module twin
"FlowControl": "NONE",
"Operations": {
"Op01": {
"PollingInterval": "1000",
"UnitId": "1",
"StartAddress": "100002",
"Count": "1",
"DisplayName": "disjuntor1"
},
"Op02": {
"PollingInterval": "1000",
"UnitId": "1",
"StartAddress": "100003",
"Count": "1",
"DisplayName": "disjuntor2" }}}}}}

71. Azure IoT Edge
• Publicação do módulo MODBUS
• Message route
{
"routes": {
"route": "FROM /messages/* INTO $upstream"
}
}

72. Azure IoT Edge
• Publicação do módulo MODBUS

73. Como estudar mais?

74. Obrigado!