Category Archives: Research Project

IoTrust Architecture

The IoTrust framework is designed by keeping security and innovation at the core. It consists of 7 main components as shown in the figure above. Each components is developed to handle specific set of tasks in the framework. The fundamental features of IoTrust project are secure bootstrapping, over the air firmware update and trust monitoring. All other services are built around these features. The IoTrust components are following.

End-Device

It is a small form-factor hardware which sits on the edge of an IoT network. It consists of microcontroller, memory, input/output peripherals, communication modules etc. In the IoTrust architecture, an End-Device will be used to collect, format, and send sensor data to a server. The End-Device shall incorporate at least a LoRaWAN capable module to guarantee a set networking of features.

Gateway

A Gateway provides last-mile LoRaWAN radio access to the end-devices. It is an edge component at the end of the LoRaWAN network infrastructure. A gateway is a multi-channel high performance LoRa transceiver module that can receive, process, and send several LoRa packets simultaneously using different spreading factors on various channels. Communications’ security is provided through the LoRaWAN message encryption, as defined by the protocol specification. This scheme is employed in communications to and from the End-Device and the Network Server.

Network Server

The Network Server is part of the LoRaWAN back-end infrastructure. It represents the central hub of all communications from and to LoRaWAN end-devices. It aims to hide the Physical (PHY) and Medium Access Control (MAC) layer details of the LoRaWAN protocol to the components that need to communicate with end-devices. The Network Server will manage all the low-level details to guarantee secure and reliable delivery of messages to and from the LoRaWAN infrastructure.

IoT Controller

The IoT Controller plays the role of authenticator in the Authentication, Authorisation, and Accounting (AAA) architecture. The End-devices perform the bootstrapping process. This process includes an authentication and key agreement stage. Once the device successfully authenticates itself, session keys are shared with the device in order to securely perform the regular operation tasks.

Authentication Server

The AAA architecture has been proposed by standardisation organisation, such as IETF, to provide a scalable solution to security management tasks in heterogeneous IoT ecosystems, especially those employing long-range wide-area networks. The authentication server employs EAP, a flexible solution that supports several methods, with various degrees of performance
requirements for each End-Device.

IoT Agent

The IoT Agent is a MQTT client which subscribes to the topics exposed by the MQTT broker running in the Network Server. At the heart of MQTT are the MQTT broker and clients. The data sent by the end-devices is received by the Network Server over LoRaWAN, which is in turn dispatched using MQTT messages. Each message is posted in a device-specific application reception topic. IoT Agent forwards the device metadata and sensor data to the asvin platform. It does it over HTTPs using REST API end-points. The IoT Agent acts as a bridge between the Network Server and the asvin Platform

asvin Platform

It is a Platform as a Service (PaaS) to facilitate over the air security patches for IoT devices using novel decentralized and distributed technologies. The asvin Platform provides a complete solution for device, security patches and rollout management. It is comprised of 4 components.

  1. IPFS
  2. Blockchain
  3. Customer Platform
  4. Version Controller

Innovations of the IoTrust

The IoTrust project will achieve its objectives by designing, developing and integrating a novel bootstrapping protocol, peer to peer distributed storage protocol, distributed ledger technology and inventive trust monitoring algorithm. The main innovations of the IoTrust are following.

  1. Secure Bootstrapping of LO-CoAP-EAP built with Internet standards for secure setup of IoT devices.
  2. Trust Monitoring: Human-centric trust report of IoT devices to simplify the maintenance decisions making of inexpert end-users for achieving cost effective and sustainable IoT infrastructure.
  3. Decentralized Peer-to-Peer Reprogramming: High resilience against DDoS attacks by decentralized distribution of encrypted firmware, configurations and patches based on peer-to-peer IPFS networks.
  4. Trusted layer for IoT Networks: DTL-based privacy-enhanced storage and IDs management to identify IoT devices and calculate their trust scores.

The core technologies used in the IoTrust are following.

Low-Overhead CoAP-EAP

It integrates the use of Authentication, Authorization and Accounting (AAA) infrastructure, the Extensible Authentication Protocol (EAP) Constrained and Constrained Application Protocol (CoAP).

IPFS

Interplanetary File System (IPFS) is distributed system for storing and accessing files. It will be utilized to store firmware files and security patches of IoT devices.

Hyperledger Besu

Device and firmware metadata information will be stored in a distributed ledger. Hyperledger Besu will be utilized for this task. It is an open-source Ethereum client developed under Linux Foundation.

LoRaWAN

It is Low Power Wide Area (LPWA) networking protocol designed to wirelessly connect battery operated devices. The end devices in the IoTrust framework will communicate using LoRaWAN protocol.

IoTrust Project Kickstart

It is our pleasure to announce that IoTrust project has been selected for funding under the NGI TRUST. The digital worx GmbH and Odin Solutions submitted the IoTrust project proposal in the NGI_TRUST 3rd Open Call. The NGI_TRUST has been cofounded by European Union’s Horizon 2020 research and innovation program. It supports the development of human-centric internet in the field of privacy and trust enhancing technologies.

The IoTrust aims to provide simple setup and reliable operation of IoT networks in a trusted and secure manner automated setup of IoT peer-to-peer networks and open source stacks for worldwide applications.

Europäische IT-Experten des Projekts IoT Crawler tagten in Stuttgart

Auf Einladung der digital worx, einem von zehn internationalen Partnern, trafen sich jetzt IT-Spezialisten aus ganz Europa im Wizeman Areal. Das Projekt €žIoTCrawler€œ arbeitet im Auftrag der Europäischen Union an einer Suchmaschine für das Internet der Dinge.

Nach getaner Arbeit hatten die Gastgeber noch eine Überraschung für die Teilnehmer parat: Zum Ausklang ging es auf den Cannstatter Wasen, wo die Projektteilnehmer Stuttgart bei Bier und Göckele von einer ganz anderen Seite kennenlernten.

Mit dem IoT Crawler wollen die beteiligten Länder und Institutionen eine Lösung schaffen, die die Interaktion und Integration über verschiedene Systeme und Plattformen hinweg ermöglicht. Zusätzlich zu der Suchmaschine sollen verschiedene benutzerfreundliche Prototypen in den Bereichen Industrie 4.0, Social IoT, Smart City und Smart Energy entwickelt und aufgebaut werden. Das von der EU geförderte und finanzierte Projekt ist mit einem Budget von fünf Millionen Euro ausgestattet, die zunächst angesetzte Projekt- und Entwicklungszeit beträgt drei Jahre. Die Stuttgarter digital worx GmbH ist einer von zehn Partnern aus fünf Nationen, die im EU-Projekt an einem €žGoogle für das IoT€œ forscht.

Nach ihrem Meeting im Wizemann Areal tauschten die IT-Experten ihre Arbeitsplätze dann gegen die Bänke im Festzelt. Bei Musik, Bier und Göckele auf dem Cannstatter Wasen herrschte prächtige Stimmung.

Mirko Ross, Geschäftsführer der digital worx GmbH und Gastgeber des Projekttreffens: €žFür viele unserer Kollegen aus Spanien, Dänemark, Österreich und Großbritannien war der Wasen eine ganz neue Erfahrung. Ich denke wir haben neben der professionellen Organisation unseres turnusmäßigen Meetings auch eindrucksvoll gezeigt, was deutsche und Stuttgarter Gastfreundschaft bedeutet€œ.

Getting lost in the digital forest

Winter Forest

This post is a summary of my past talks and lectures on human transformation caused by the ongoing digital evolution of Internet Of Things. Currently we see the Internet of Things merging humanity from Wide Area Networks (WAN) over Local Area Networks (LAN) to Body Area Networks (BAN). Internet connected devices will penetrate our homes, cars, body or just everything and everywhere of our daily life €“ from birth to death.

This is not only technical evolution. The Internet of Things is an evolution of mankind. An evolution which is not progressing by random. Many technical devices and services are resulting in the philosophical framework of tech industries, mainly developed in the early 40s, 50s and 60s and now enhanced in the Silicon Valley. It€™s the purpose of technology to €œserve€ humans and enhance their capabilities. Today we see digital assistants growing everywhere. The voice controls at home enhanced with AI are just the beginning. Silicon Valley€™s product development is driven to assist. Virtual AI assistants will burden the tasks of our daily life and we can focus on the important aspects of life. So far so€¦ I don€™t know.
A second important aspect of the tech industry is focusing on life span. Technology is used to track and measure our behavior, mood, health conditions and vital signs. All of that, to support in healthier living: less stressful, improved Cardio training, weight control and optimized mental health. We do not need to be aware of our body and mind. The tech industry is providing assistance for every aspect to expand lifetime.

The digital transformation is also a transformation of skills

Assistance everywhere. What€™s their impact on human personality? It is one aspect of human personality that we grow our own skills by tackling challenges. In a world, full of digital assistance less challenges will may leading into a less opportunities to acquire skills for shaping personality.

Let€™s travel back in time, and follow me on a true story of my childhood

35 years ago, when I was a kid I loved to explore nature. Being an adventurer stepping into the deepest German Forrest (nearby my parents€™ house) to get deeper into, than ever as a kid before. Walking beside the paths into darkest Forrest was part of the game €“ the challenge to explore new own routes in an unknown territory. One time I got completely lost. No glue on the right direction to get out of the forests and find the way back to home. Time passes by and the day was going to end. I know that my mother was expecting me to return from playing outside, which was adding additional pressure on the challenge to find my way out of the dark woods. At one point of this challenge I was seriously thinking about to build a shelter to spent the night or may the rest of my life in that jungle. It was frightening and disappointing to imagine to have no way out and getting completely lost. But building a shelter was only the last option. While the sun was setting, I continued to search a path back home. And somehow in the deepest minutes of being lost, my search on finding a path was successful. I found a way leading out of the deep Forrest and back home to my parents, just for the right time agreed.

This was a basic lesson for life, shaping personality. Even if the situation seems hopeless lost, I managed by own skills to get back orientation. What a great feeling to manage this challenge and what good experience on own capabilities to grow a self-confident personality.

Gaining skills in the digital area

Today my daughter is ten years old. She is growing up in connected and full assistant world. The forest is no more an unknown wild territory €“ as we it is a full sensor equipped a monitored environment (to be honest: at my company digital worx and LoRa Networks we are working on agriculture and forestry Internet of Things Platforms, so Daddy is building on the environments, as well). Smartphones take care of us, as we can track and trace ourselves by geo services of Google and Apple. Getting lost is a challenge in this connected environment. By the fully connected and assistant digital world, this seems not easy.

But what does this mean for the growing personality of my child? Where can she explore situations €œout of control€ to train skills to solve the problem of being lost.

The answer is might not easy. We can€™t protect our children from immersive technology in childhood forever, as with digitalization the connections will start more earlier and technology is more bonding. My experience of €œgetting lost€ is something which is gone forever in the upcoming generation. May it€™s the same €œlosing€ of skills than to light a camp fire only with two wood sticks €“ an essential experience and skill mankind needed more than 30.000 years. We€™ve lost that ability and for sure we certain important challenges to develop personality. But on the other side we were facing new challenges (WTF, where is the lighter!) and we developed new skills.

But at all we did not outsources our tasks and challenges to digital assistant systems. This may the biggest change we are now facing in history.

So, the solution is might absurd. Turning back from tech is not possible, or limited to quite exclusive situations and controlled environments. So maybe tech industries will fill the gap of skill training by assisted programs to support the generation of my daughter with €œaugmented€ and €œvirtual€ trainings. Just to serve personalized tasks and training to develop skills, which are needed to challenge the digital full connected and assisted life.

Digitale Medien in der psychischen Versorgung?

Digitale Medien in der psychischen Versorgung (c) gewi-Institut für Gesundheitswirtschaft e.V.

Im Rahmen der KölnBonner Woche für seelische Gesundheit sowie des Europäischen Monats der Cyber-Sicherheit fand am 11. Oktober 2017 die Veranstaltung “Digitale Medien in der psychischen Versorgung statt.

Die Regionalen Innovationsnetzwerke “IT-Sicherheit” (Institut für Internet-Sicherheit an der Westfälischen Hochschule) und “Gesundes Altern” (gewi-Institut für Gesundheitswirtschaft e.V.) luden ein, den Anstieg sowie die Chancen und Herausforderungen von Apps, Internetprogrammen, Wearables und Co im Einsatz in der psychischen Versorgung zu diskutieren.

Nach einer Begrüßung durch die Gastgeberin, Sabine Goetzke-Zimmermann, Verwaltungsleiterin der Tagesklinik Alteburger Straße gGmbH, führte Dr. Alexia Zurkuhlen, HRCB Projekt GmbH, in die Veranstaltung ein. Im Rahmen ihrer Moderation forderte sie die Teilnehmer auf, die Thematik stets kritisch aus zwei Blickwinkeln zu betrachten: aus der Versorgungsperspektive aber auch aus der Perspektive der Daten- und Internetsicherheit.

Mit einem Bericht aus der klinischen Versorgung nahm Frau Dr. Elisabeth Rohrbach die Teilnehmer sehr praxisnah in den Versorgungsalltag mit und beschrieb die Motivation, aus der heraus sie bzw. die Klinik sich dem Thema Digitalisierung annimmt. EDV-gestützte Kommunikation, Wissensvermittlung über vorhandene Online-Angebote, Selbstmanagement der Patienten sowie die Überbrückung von Wartezeiten bis zur Therapie sieht sie als Chance für Ihren eigenen Arbeitsalltag sowie für die Patientenversorgung. Die Datensicherheit ist dabei unbedingt zu gewährleisten, stellt aber auch eine anspruchsvolle Aufgabe an alle Beteiligten. Der Einsatz digitaler Medien sollte aber vor allem als Ergänzung zur Therapie herangezogen und therapieunterstützend eingesetzt werden. Der persönliche Kontakt zum Patienten sei besonders in ihrem Fachbereich das wichtigste Werkzeug der Therapie.

Spannende Einblicke in die Entwicklung und Erforschung aus der Perspektive eines Softwareentwicklers gewährte Mirko Ross, digital worx Stuttgart. Mit seinem provokanten Titel, dass Apps in der Therapie veraltet sind und es in der Entwicklung bereits um einen empathischen digitalen Assistenten geht, verdeutlichte er, inwiefern technische Lösungen heute schon in das Lebens- und Therapieumfeld eines Betroffenen integriert werden können. Erfahrungen aus vorangegangenen Projekten fließen nun in die aktuelle Arbeit im Projekt MITASSIST ein, welches vom Bundesministerium fuür Bildung und Forschung gefördert wird. €ž[€¦] interaktive körpernahe Medizintechnik [€¦] soll die Lücke zwischen stationärer Behandlung und ambulanter Therapie durch psychotherapeutische Feedbacks schließen.€œ )

Daran schloss sich der Vortrag von Matteo Cagnazzo, Institut für Internet-Sicherheit, an. Einleitend betonte er, dass der digitale Wandel in der Gesellschaft und eine generelle Technikbegeisterung in vielen Lebenslagen einen verantwortungsbewussten Umgang mit sensiblen Daten – privat und professionell – fordern. Beispiele von Hackerangriffen und Datendiebstählen belegen dies. Umso wichtiger sei die Entwicklung von vertrauenswürdiger Hard-und Software sowie die Weiterentwicklung verlässlicher Standards zum elektronischen Austausch von Daten zwischen Informationssystemen im Gesundheitswesen, welcher sich das Team des Instituts im Rahmen unterschiedlichster Projekte widmet.

Als Ärztin für Medizinische Informatik schlug Frau Dr. Czeschik, Serapion Beratung & Fachredaktion, im Anschluss die Brücke zwischen Versorgung, Entwicklung und Forschung hin zu der Rolle der Patienten. €žGebt mir meine Daten!€œ verdeutlicht den wachsenden Einfluss der e-Patienten-Bewegung. Kritisch hinterfragte sie, auch mit Blick auf Finanzierung und Patientenrechte, die Rolle der Patienten, Leistungserbringer und Unternehmen bei der Aufbereitung und Analyse der Daten. Neue Möglichkeiten der Teilhabe können meist aber wegen technischer Unzulänglichkeiten noch nicht umfänglich genutzt werden. Abschließend erläuterte sie ganz praktisch das Konzept der Blockchain, welche zur Verbesserung der Transaktionssicherheit beitragen kann.

Im Anschluss an die Vorträge stellten sich die Referenten in einer Podiumsdiskussion den Fragen der Moderatorin sowie der Teilnehmer: Woher kommt der Boom im Bereich der digitalen Medien in der psychischen Versorgung? In der Frage waren sich die Referenten einig, dass dies durch verschiedene Faktoren bedingt wird, sei es Entwicklermotiviert, woraus sich aber auch durch ein positives Feedback der Patienten eine Nachfrage ergibt, sei es gefördert durch die systemische Ebene von Seiten der Ministerien oder der Berufsverbände der Psychologen, Psychotherapeuten und Psychiater.

Eine Frage aus dem Publikum nach der Verantwortung für eine vertrauenswürdige Lösung für z.B. Kliniken wird seitens des Podiums bestätigt. Technische Lösungen würden häufig nicht kundenorientiert, und damit nicht dem Klinikalltag entsprechend, entwickelt.
Die Frage auf das Recht der Datenhoheit beim Patienten stellt sich aus ärztlicher Perspektive, besonders im Bereich der Psychiatrie aufgrund von teilweise fehlender Kompetenz der Einordnung sowie des Ziels der Dokumentation als schwierig dar.
Über die Frage, ob eine Künstliche Intelligenz (KI) den Therapeuten ersetzen kann entsteht eine rege Diskussion auf dem Podium. Eine KI hat den Vorteil, dass sie unabhängig von persönlichen Befindlichkeiten eine neutrale Rolle einnehmen kann und ihr damit u.U. auch mehr anvertraut wird. Problematisch wird dies, wenn die KI ökonomisch motiviert agiert. Außerdem kritisch aus ärztlicher Sicht stellt sich bei einer KI die fehlende empathische Ebene eines menschlichen Therapeuten dar, welche eines der zentralen Mittel in der Therapeut-Patient-Beziehung ist.

Vermieden werden muss beim Einsatz digitaler Medien unbedingt eine Diskriminierung von Patienten aufgrund z.B. ihres Alters oder ihrer Vorbildung. Bei der Etablierung neuer Medien in den Versorgungsalltag kommt Multiplikatoren, die Möglichkeiten aufzeigen und Medienkompetenz vermitteln, eine zentrale Rolle zu.

  • Den Sprachgebrauch anpassen,
  • €žÜbersetzen€œ von Fachinformationen,
  • Lösungen einfacher gestalten,
  • mehr finanzielle Ressourcen aufbringen,
  • Vermeiden zusätzlicher Bürokratisierung,
  • Daten- und IT-Sicherheit gewährleisten
  • und vor allem eine hohe Benutzerfreundlichkeit schaffen

diese Forderungen und To-dos resümieren die Referenten abschließend in einem Ausblick an alle Akteure, sodass sich Diagnostik, Behandlung und Therapie in der (psychischen) Versorgung verlässlich und sicher auf digitale Medien stützen können.

Ein Beitrag von Hannah Muranko, M.Sc. Wissenschaftliche Mitarbeiterin gewi-Institut für Gesundheitswirtschaft e.V.

IoT Council

IoT Council is one of the best think tanks we know. A strong community of IoT geeks, nerds, business, researchers and NGOs.

IoT Council

Iot Council

Let’s me give a big hug to IoT founder Rob van Kraneburg. You did a great job in the past as a forerunner on IoT and it’s impact on business, society and mankind.

The council is an open space for beautyful minds. I am looking forward the next years to contribute.

As the IoT council is open to everyone supporting it’s agenda, you can join here.

KATANA Bootcamp 08.07. in Stuttgart

The 100 best Start Up Companies out of more than 500 application for KATANA will meet at the KATANA Bootcamp in Stuttgart.

KATANA Bootcamp: 08.07. Stuttgart

KATANA Bootcamp: 08.07. Stuttgart

digital worx supports the winner and contributes to coaching sessions on Internet of Things – IoT for Agriculture Business. It’s our goal to form and find the best 10 Teams in KATANA, which can receive up to 100.000 Euro each!

Let’s prepare ideas and business to go for market at the KATANA Bootcamp 08.07. in Stuttgart!

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