Lappeenrannan teknillinen yliopisto TITE Telematiikka Prof. Esa Kerttula 5.3.2010 1. päivä Telematiikan esittely - kevät 2010 1. Johdanto Telematiikka LUT:ssa kurssin suorittaminen 2. Telematiikka, mitä se on? 3. Telematiikan rakennuskomponentit 4. Markkinat 5. Visiot ja kehitys 6. Tärkeimpiä määritelmiä ja lyhenteitä Maaliskuu 2010 1 Esa Kerttula
1. Johdanto 1.1 LUT / TITE:n antama opetus - LUT:n Teknistaloudellinen tiedekunta (Faculty of Technology Management) muodostuu kahdesta yksiköstä - Tuotantotalouden laitoksesta (Department of Industrial Management), ja - Tietotekniikan laitoksesta (TITE) (Department of Information Technology) - TITE on profiloitunut (laboratoriot) - konenäön ja hahmontunnistuksen, - ohjelmistotekniikan, ja - tietoliikenneohjelmistojen tutkimukseen, kuva 1 Maaliskuu 2010 2 Esa Kerttula
Kuva 1. TITE ja sen laboratoriot Maaliskuu 2010 3 Esa Kerttula
Tietotekniikan osaston opetus ja valmistuminen eri tehtäväalueille Konenäön ja hahmontunnistuksen laboratorio - Konenäkö - Digitaalinen kuvankäsittely (*) - Hahmontunnistus Ohjelmistotekniikan laboratorio - Ohjelmisto- ja järjestelmäkehityksen prosessi-innovaatiot ja testausmenetelmät - Arkkitehtuurin rooli järjestelmien kehittämisessä (*) - Järjestelmien ja sovellusten vaatimusmäärittely Tietoliikennetekniikan laitos - Tietoverkot (*) - Tietoliikenneohjelmistot - Tietoturva, yksityisyys ja luottamus (*) - Käyttäjälähtöisyyttä ja kokemusta korostavat ohjelmistopohjaiset ratkaisut (*) (*) suoraan telematiikkaan liittyvät alueet, muissa epäsuorasti Maaliskuu 2010 4 Esa Kerttula
Tietoliikenneohjelmistojen laboratorio - Tietoliikenneohjelmistojen laboratorio on perustettu vuonna 1988. Laboratorio tekee kansainvälisesti arvostettua tutkimusta tutkimusalueillaan ja kouluttaa osaajia tietoliikennetekniikan toimialan tarpeisiin. Laboratoriolla on laaja kansallinen ja kansainvälinen yhteistyöverkosto niin opetutuksen kuin tutkimuksen alueilla. - Laboratorio vastaa tietotekniikan koulutusohjelman seuraavista pääaineista: - Tietoliikenneohjelmistot - Informaatioverkostot Maaliskuu 2010 5 Esa Kerttula
- Laboratorion tutkimus keskittyy seuraaville aiheauleille: Tietoverkot ja niitä hyödyntävät sovellukset ja palvelut Tietoliikenneohjelmistot Tietoturva, yksityisyys ja luottamus Käyttäjälähtöisyyttä ja -kokemusta korostavat ohjelmistopohjaiset ratkaisut - Tietoliikenneohjelmistojen avulla toteutetaan tietoliikennelaitteiden yhteistoiminta määrittämällä laitteille yhteinen kieli protokolliin perustuen. - Rinnakkaislaskennassa tutkimuskohteena on toimintojen ajoitus ja kuormituksen tasaus laskentayksiköiden välillä. - Internet-tietoverkon palvelumallinnus tutkii mm. verkkomalleja (Web Services) palvelunlaatua (Quality of Service, QoS). Maaliskuu 2010 6 Esa Kerttula
- Kuvassa 2 on esitetty telematiikan toimintakehikko tietoyhteiskunta-, Internet- ja langaton viestintä/ mobile computing -näkökulmasta, ns. telematiikka-kolmio. - Telematiikan kurssit (peruskurssi (ei opeteta enää 2010), erikoiskurssi) kuuluvat tietoliikenneohjelmistot-laboratorion antamaan opetukseen. - Telematiikkaa varten on perustettu oma osa-aikainen professorin virka jo 1988. Virkaa on hoitanut Prof. Esa Kerttula. - Telematiikassa annetaan sekä opetusta että suoritetaan opinnäytteitä. Kurssimuotoista opetusta annetaan vuosittain 2 ov opetuksen painopistettä vuosittain tarpeiden mukaisesti vaihdellen. - Telematiikan erikoiskurssi (CT30A8201) luennoidaan joka toinen vuosi. Kurssit on järjestetty lukuvuoden 4. perioidilla. Maaliskuu 2010 7 Esa Kerttula
Telematiikan toimintakehikko Tietoyhteiskunta Internet Langaton viestintä/mobile computing Kuva 2. Telematiikka-kolmio Maaliskuu 2010 8 Esa Kerttula
1.2 Telematiikan opetus - Telematiikka on laajaa ja poikkitieteellistä viestintäsovellusten ja palvelujen, elektronisen kaupankäynnin ja tietoliikenteen ja osa-aluetta, mistä syystä siinä synnytetyistä ja pidetyistä erikoiskursseista on erotettu vuosien aikana useita kursseja sekä Multimedian, Internetin että Tietoturvan alueille. Kuvassa 3 on esitetty telematiikan peruskurssin ja erikoiskurssin suhde toisiinsa. - Telematiikan peruskurssi on ollut vaihtoehtoinen kurssi tietotekniikan opintosuunnilla ja pakollinen tuotantotalous/tietoliikennetekniikan opintosuunnalla. Erikoiskurssi on ollut syventävä opintojakso eri osastoilla. Maaliskuu 2010 9 Esa Kerttula
Sovellukset ja palvelut E-commerce Päätepalvelut (fax, e-mail, ) Richconferencing (video, VoIP, ) M 2 M Pääte ja access teknologiat PC, puhelin, PDA, TV, pelikonsoli, xyz Koodaus, kompressio, multimedia xdsl, 3G, WiMAX, DVB, MIPD, Symbian, Linux, Series80, Infrastruktuurit Televerkot, Internet, Tietoturva, AAA, privacy Älykortit, SIM, CF, SD, Tietovarannot ja sisällöt SQL, CORBA, Data mining Telematiikan peruskurssissa laajasti mutta kevyemmin eri alueita Telematiikan erikoiskurssissa syvennytään kulloinkin akuuttiin aiheeseen syvällisesti Kuva 3. Aikaisempien telematiikan perus- ja erikoiskurssien suhde toisiinsa (1988-2008) Maaliskuu 2010 10 Esa Kerttula
2. Telematiikka, mitä se on? 2.1 Tietoliikenteen perus- ja lisäarvopalvelut - Telematiikka on laaja käsite. Se tarkastelee tietoliikennejärjestelmiä ja - palveluja sovellusten ja ihmisten ja yhteiskunnan suunnasta. - Telematiikka syntyi käsitteenä alunperin Ranskassa 1980 -luvun alussa (téléinformatique), ja sillä tarkoitetaan tietojenkäsittelyjärjestelmien (laitteet, ohjelmistot) ja televiestinnän (verkot, palvelut) yhtymäkohtiin sijoittuvia uuden tyyppisiä lisäarvopalveluja (teknologiat, palvelut, liiketoiminta), kuvat 4, 5, 6 ja 7. - Telematiikan tiedonsiirto voi perustua joko puhelin (kiinteä, mobiili)-, Internet- ja data (kiinteä, wireless)-, sekä radio- tai TV-verkkoihin. - Telematiikka-sana on kuitenkin sen alkuperäisenä käsitteenä ja varsinkin käytännön puhekielessä jäänyt taka-alalle. Internet sen eri sovelluksineen ja ilmiöineen on tullut tilalle monella alalla. - Telematiikka on Euroopassa ja erityisesti Euroopan unionin hankkeissa saanut suuren poliittisen jalansijan ja telematiikan alla ollut ja on yhä useita suuria tutkimus- ja kehityshankkeita. Maaliskuu 2010 11 Esa Kerttula
Tekstitelematiikasta multimediaan ja sosiaaliseen mediaan: historiaa - nykytilanne - Alkuvaiheessa (n. 1978-85) telematiikka oli data-ja tekstitelematiikkaa (telefax, teletex, videotex, on-line transaktiot, text-tv,...). Muutaman vuoden päästä (1985-90) viesteihin tuli mukaan myös grafiikka. Alkuvaiheen telemaattisista palveluista tärkeimpiä olivat telefax, TeleSampo (Suomessa, lakkautettu 2004) ja YLE:n Teksti-TV sekä yritysten sähköposti ja telematiikkaa sivuavana EDI (Electronic Data Interchange). Tämän jälkeen 80-luvun lopussa tulivat erilaiset automaattiset puhelinpalvelujärjestelmät ja puhepostipalvelut. - Telematiikan perusteknologia on edennyt sittemmin 90-luvulla data-, teksti- ja äänisisällöistä Internetiin ja edelleen kohti multimediaa ja nopeampia verkkoja ja mobiili-telematiikkaa. Multimedia-telematiikan pioneerituotteita ovat Internet ja sen eri palvelut etunenässä e-mail, ftp ja WWW. Myös multimediakonferenssit ja Internetin globaali elektroninen kaupan-käynti (electronic commerce) ovat jo arkipäivää. Kuva 4. - 2000-luvun uusia WWW-sovelluksia olivat hyvin nopeasti yleistyneet haku-, puhe- ja videopalvelut (tärkeimpinä Google, Yahoo, Skype, YouTube). - Viimeisimpänä telematiikka-alalle ovat tulleet lukuisat sosiaalisen median verkostot (kuten Wikipedia, Facebook, Flickr, Twitter, ). - Tietoturvan ja luottamuksen (trust) merkitys korostuu tietoyhteiskunnassa yhä enemmän. - Edellä kuvattu evoluutio on aiheuttanut uusien toimintatapojen ja liiketoimintamallien syntymisen tele- ja viestintäalalle. Tämä kehitys on vasta alkuvaiheessaan (tilanne 2010): FCM (Fixed Mobile Convergence), Video 2.0, Web 2.0, Telco 2.0. Kuva 5. Maaliskuu 2010 12 Esa Kerttula
Tietotekniikka Tietojenkäsittely Televiestintä Telematiikka Data, teksti Multimedia, video Puhe, ääni Grafiikka 1990-1980 - 1985 - Internet Appliances Telepresence Etc... 1995-2000 - Kuva 4. Telematiikan kehitys sen ensimmäisessä vaiheessa (1980-2000) data- ja tekstipalveluista kohti multimediaa - ja edelleen kohti erilaisia kiinteiden ja mobiili verkkojen yhteisiä sovelluksia (fixed, wireless, mobile). Telematiikka voi näkyä käyttäjälle joko viestintä- tai tapahtumankäsittelypalveluna, riippuen siitä, kumpi sovelluksessa enemmän dominoi. Maaliskuu 2010 13 Esa Kerttula
Konvergenssit, uudet bisnesmallit Telematiikka Web 2.0 Telco 2.0 Televiestintä Video 2.0 2005 2010 - Tietojenkäsittely Messaging 2.0 FMC Puhe, ääni Grafiikka Data, teksti 1985-1980 - Web, Internet Appliances, Unified Messaging, Multimedia 1990-1995 - 2000-2000 2005 Kuva 5. Telematiikan kehitysjatkumo tietoyhteiskunnassa - osana laajempaa tele- ja viestintäpalvelujen ja -bisnesten kehitystä ja kehityspolkua verkko-, palvelu- ja teknologiakonvergenssien kautta kohti uusia tele- ja viestintäpalvelujen toiminta- ja bisnesmalleja Telco 2.0-konsepti. Maaliskuu 2010 14 Esa Kerttula
- Telematiikan monitorointi- ja tiedottamistarpeita palveleva Euroopan unionin ETHOS (European Telematics Horizontal Observatory Service) määrittelee telematiikan seuraavasti: Telematics is derived from the French word 'Telematique' and refers to the use of computers alongside telecommunications systems. As such, telematics ranges from all forms of dial-up service, through the Internet, and onto broadband applications such as Full Service Network. A more precise definition might relate to computer services offered from or through telecommunications systems. 2.2 Tietoyhteiskunta perustuu keskeisesti telematiikkaan - Telematiikka näkyy kaikkialla yhteiskunnassa. Paitsi yritysten liiketoimiin, telematiikka tuo uusia mahdollisuuksia myös loppukäyttäjän elämään (etäopetus, etä- ja joustotyö, telelääkärit, liikenteen etävalvonta, pankit, kauppa, julkishallinnon asiointi, e-government,...). Tietoyhteiskunta perustuukin keskeisesti juuri telematiikkaan. - Ensimmäisiä telemaattisia VAN-palveluita (tietoverkkoja) olivat 80-luvun videotex, erilaiset sähköpostijärjestelmät (Telebox, Elisa, MailNet400, X.400) ja hakemistopalvelut (X.500). Maaliskuu 2010 15 Esa Kerttula
- Ensimmäisiä suomalaisia tietoverkkoja olivat TeleSampo ja Infotel (TeleSampo avattiin 1985, Infotel samoihin aikoihin, molemmat lakkautettu 2004 lopussa). - Kansainvälisistä tietoverkoista voidaan mainita muun muassa ranskalainen Minitel, American On-Line (AOL) ja Compuserve (fuusioitu) sekä luonnollisesti nykyisin dominoiva globaali Internet ja sen tuhannet palvelut ja sovellukset. - Telematiikkaa voidaan toteuttaa joko päätelaitteissa tai VAN-palveluna asiakasjärjestelmissä tai verkoissa. - Käytännössä telematiikkaa toteutetaan yhä enemmän Internetin ympärillä (esim. TeliaSoneran Plaza-, sekä mm. Elisan ja Saunalahden palvelut). - Nyttemmin puhutaan telematiikan eri osa-alueista, kuten liikenteen telematiikasta, terveydenhuollon telematiikasta, jne. Varsinkin liikenteen telematiikasta käytetään yhä yleisemmin pelkkää telematiikka-nimeä, varsinkin autoteollisuudessa ja liikenteen/ kuljetusten organisaatioissa ja hankkeissa. Ks. ohessa esimerkki liikenteen telematiikasta. Maaliskuu 2010 16 Esa Kerttula
Maaliskuu 2010 17 Esa Kerttula
Maaliskuu 2010 18 Esa Kerttula
3. Telematiikan rakennuskomponentit Telematiikka on hyvin laaja joukko erilaisia sovellus- ja verkkoteknologioita ja palveluja sekä sosiaalisia menettelytapoja (kuvat 6, 7, 8), joten myös sen konseptit ovat laajoja ja haasteellisia. Kuvissa 9 ja 10 on näkemys kotikäyttäjän telemaatiikkaympäristön kehityksestä. Kuluttajaa ympäröivän, ja koko ajan monipuolistuvan ja monimutkaisemman elektroniikan määrä lisääntyy nopealla tahdilla. Tämä aiheuttaa omat haasteensa telematiikan kehittämiselle. Telematiikkaan liittyy keskeisesti myös sosiaalinen ulottuvuus. Palvelujen tekninen käyttö ja tarpeet niin lapsuudesta vanhuuteen kuin erityisryhmilläkin (mm. näkövammaiset) erityisesti on otettava huomioon. Myös yhteiskunnallinen kehitys, mm. sosiaalisten medioiden kautta, vaikuttaa tekniseen kehitykseen (kuva 7a, b). Telematiikka on siten hyvin tärkeä ja keskeinen yhteiskunnallisen kehityksen työkalu. Huomattakoon, että telematiikassa ei kurssina käsitellä läheskään kaikkia yllä mainittuja kysymyksiä ja teknologioita, eikä yhteiskunnallisia haasteita. Niitä käsitellään ja opetetaan monin paikoin muissa tietoliikenteen ja tietojenkäsittelyn kursseissa. Maaliskuu 2010 19 Esa Kerttula
Personal telematic services, applications and technologies Telematic services and systems in Information Society Web, Internet E-mail, Fax Multimedia VoIP Telekonferences - government -traffic Streamed Video & Voice E-commerce IP-protocols Telematics in Information Security PKI Retrieval PSTN (ISDN) Mobile networks -GSM, GPRS - UMTS (3G, 3.5G, LTE) -4G Seamless handover between different networks - IEEE 802.21 Privacy Trust PANs -Bluetooth Telematics in Telematics in Public Services Quality of Life Telematics Tree Open access Wide Area Ethernet -EFM - Metro Ethernet - remote learning - libraries, education - research networks - teleworking Triple play -networks - data (Internet) -voice (VoIP) -video (IPTV, VoD) Broadband -xdsl -cable -HomePNA -fiber Broadcast -DVB T,C -DVB-H Kuva 6. Telematiikka-puu - cities and rural areas - health care - aged and disabled people - environment Telematics in Social media - instant messaging (e.g. chat) - net video (e.g. Youtube) - social networks (e.g. Facebook, LinkedIn) - collaboration (e.g. Wikipedia) - MBWA - IEEE 802.16 (WiMAX) - 450-wireless broadband (Flash-OFDM, cdma450) WLAN - IEEE 802.11a, b, g,, n -HiperLAN-2 Prof-Tel Oy Esa Kerttula Maaliskuu 2010 20 Esa Kerttula
Kuva 7a. Sosiaalisen median sektorit (2/2010) Lähde: Wikipedia Maaliskuu 2010 21 Esa Kerttula
Kuva 7b. Sosiaalista mediaa (2/2010) Lähde: Wikipedia Maaliskuu 2010 22 Esa Kerttula
Wired access Services and applications Wireless access ADSL / HDSL ADSL lite VDSL Others xdsl PSTN ISDN POTs Satellite UMTS (3G, HSPA) LTE IMT-2000 Cellular WLANs GSM, GPRS 802.11 a, b, g,, n Hiperlan-2 DOGSIS FTTH FTTB FTTx Cable Fiber P2P copper P2P fiber P2MP PON EFM 80s.3ah DQDB Others IP-based core network 802.17 RPR Others Kuva 8. Access-verkot WLLs Broadcasting DAB DVB-T/C DVB-H WMAN PANs WiMax (802.16) Bluetooth 802.15 xmds Fixed 3G, WMAN Prof-Tel Oy Esa Kerttula Maaliskuu 2010 23 Esa Kerttula
WebTV Wireless Video Camera Wireless Media Adapter Wireless/ BB Network TiVo/DVRs Media Center PDA / Converged Wireless/Wi-Fi Cable TV or DBS Network Servers / Services FTTP, Cable, DSL, 802.xx IAD/eMTA MultiMedia Server STB / VoD/VCR/DVD TV / HDTV Cordless, Phones, Answering Digital Camera, Camcorder Integration Services Gaming (XBOX) Shell HomeGenie (Integrated Home Management System) Printer W/W Gateways PSTN / BB Network NIU(s) Modem Fire Wall Wi-Fi Access Point SIP Phone, VoD, Video Telephony Kuva 9. Uusi, entistä intuitiivisempi käyttäjäfiilis. nykyinen multimedian kotiympäristö Lähde: Alcatel-Lucent, 2007 Maaliskuu 2010 24 Esa Kerttula
Zone of control Extended services WebTV Wireless Video Camera Wireless Media Adapter Wireless/ BB Network TiVo/DVRs Media Center PDA / Converged Wireless/Wi-Fi Cable TV or DBS Network Servers / Services FTTP, Cable, DSL, 802.xx IAD/eMTA MultiMedia Server STB / VoD/VCR/DVD TV / HDTV Cordless, Phones, Answering Digital Camera, Camcorder Integration Services Gaming (XBOX) Shell HomeGenie (Integrated Home Management System) Printer W/W Gateways PSTN / BB Network NIU(s) Modem Fire Wall Wi-Fi Access Point SIP Phone, VoD, Video Telephony Kuva 10. Laajennetut tukiasemapalvelut kotona Maaliskuu 2010 25 Esa Kerttula
3.1 Standardit - Kuvassa 11 on kokoelma telematiikan ja tietoliikenteen standardointijärjestöjä ja foorumeita, ja kuvassa 12 std-organisaatioiden asemoituminen kiinteä verkko/internet mobiili vs. sisällöt verkko akselistossa ja tärkeyden mukaan. - Avointen järjestelmien ja tietopalveluiden, eli verkkopalveluista ja sovelluksista sekä valmistajista ja teknologioista riippumattomien järjestelmien keskeisiä rakennuskomponentteja ovat ISO:n ja ITU-T:n tietoliikennetuotteet ja OSI-tuotteet tasoilla 1-6, OSI-7 palvelut, tieto- ja dokumenttiarkkitehtuurit ((ODA), (SGML), HTML, XHTML, XML, WML), koodimerkistöt (Unicode, ), grafiikka- ja dokumenttistandardit, kuvan- ja äänenkoodauksen standardit (T.6, JPEG, JBIG, H.26x, H.32x, MPEG-1,-2,-4,-7,-21, MP3), EDI-standardit ja konseptit (EDIFACT, IOTP, OBI), hakemistostandardit (X.500, LDAP), uudet elektronisen kaupankäynnin OASIS standardit (mm. ebxml). Näiden lisäksi on mainittava IETF:n ja W3C:n kymmenet telematiikkastandardit (mm. SOAP). Aivan oma kokonaisuutensa on mobiilitelematiikan standardit, kuten 3GPP-, OMA (Open Mobile Alliance) ja MeT (Mobile electronic Transactions) standardit. - Lisäksi on mainittava avoimet käyttöjärjestelmät ja ohjelmistot (UNIX, Windows, Symbian, Java, ActiveX,...). - Telematiikassa esiintyy paljon vierasperäisiä sanoja ja lyhenteitä. Tämä johtuu siitä, että telematiikka on koko tietoverkkoviestinnän ja sen sovellusalueiden toimialaa. Ks. lopussa kooste. Maaliskuu 2010 26 Esa Kerttula
Kuva 11. Internet- ja mobiilimaaliman standardointijärjestöjä ja foorumeita Maaliskuu 2010 27 Esa Kerttula
Kuva 12. Internet- ja mobiilimaaliman standardointijärjestöjä ja foorumeita eri merkityksin jaoteltuna Maaliskuu 2010 28 Esa Kerttula
3.2 Tietoturva ja verkkoluottamus - Telematiikassa tietoturva ja verkkoluottamus on hyvin keskeisellä sijalla. Tietoturva ja luottamuksellisuus perustuvat standardoituihin tuotteisiin (DES, AES, IDEA, RSA, PGP, SSL, SSH, S/MIME, IPsec, ). - Julkisen avaimen infrastruktuurilla (Public Key Infrastructure, PKI) ja siihen perustuvalla luotettavan kolmannen osapuolen konseptilla ja henkilön sähköi-sellä tunnistuksella (HST) ja digitaalisella allekirjoituksella tulee telematiikassa olemaan keskeinen rooli. - Autentikointi- ja auktorisointijärjestelmät ja palvelut teknologioineen (vanhat ja uudet) muodostavat keskeisen osat telematiikan tietoturvaa. Näitä ovat mm. PKI-teknologiaan perustuvat autentikointimenetelmät (mm. suomalainen HST) sekä uudet SSO (Single-Sign-On) teknologiat ja ratkaisut (Liberty Alliance, SAML, Microsoft Passport, ) ja X.509v4-standardin mukaiset PMI (Privilege Management Infrastructure) konseptit. - Lisäksi on mainittava akateemisella tasolla tutkittavat zero-knowledgeproof autentikointi- ja privacy-tekniikat. - Oma alueensa on Web Services (WS) konsepti ja sen palvelut ja siihen kuuluvana WS-Interoperability (WS-I) skenaario, missä rakennetaan uuden sukupolven Internet arkkitehtuuria ja sen tietoturvaa. Maaliskuu 2010 29 Esa Kerttula
3.3 Henkilön sähköinen tunnistaminen - Telematiikassa henkilöiden, palvelujen, sisältöjen, toisten osapuolien ja laitteiden tunnistaminen on kaiken A ja O. Seuraavassa käsitellään tätä vähän laajemmin. 3.3.1 Autentikointi-spektri - Teknologialla sinänsä (uudella ja vanhalla) ei ole (ainakaan periaatteessa) merkitystä henkilön tunnistamiseen. - Sen sijaan teknologialla on merkitystä tunnistamisen implementointiin ja käyttöön sekä autentikointiin (varmuus/luotettavuus). - Kysymys on kolmitasoisesta prosessista - sähköisen tunnuksen myöntäminen, - autentikointi (1- ja/tai 2-suuntainen), ja - turvallisen sovelluksen suorittaminen. - Nämä voivat olla toisistaan täysin riippumattomia prosesseja ja niillä voi olla omat arvoketjunsa - Jos turvataso edellyttää vahvaa tunnistamista ja autentikointia, sekä digitaalista allekirjoitusta kiistämättömyyden takaamiseksi, käytetään pääasiassa PKI-menetelmiä. - kryptotokenit (turvamodulit) ja päätelaitteet ovat keskeisessä asemassa henkilön sähköisessä tunnistamisessa ja digitaalisissa allekirjoituksissa. Maaliskuu 2010 30 Esa Kerttula
- sovelluksen tai palvelukonseptin hyväksymä autentikointi voi olla turvatasoltaan valintainen, kuten Visan 3-D Secure maksujärjestelmässä, ja se voi perustua - salasanaan, - symmetriseen ja asymmetriseen allekirjoitukseen, tai - biometriseen tunnistukseen riippuen riskihallinnasta, jo tehdyistä investoinneista, käyttötottumuksista ja kustannuksista. - Kuvassa 13 on erilaisia autentikointimenetelmiä, jotka tarjoavat eri tasoista luotettavuutta. - Kuvassa 14 on esimerkki erillisistä autentikointi- ja palvelukanavista. - Vaikka tässä tarkastellaankin pelkkää henkilön sähköistä tunnistamista ja digitaalista allekirjoitusta, koko turvasovellus tunnistamisesta sovelluksen suorittamiseen voi olla hyvin monimutkainen prosessi. Maaliskuu 2010 31 Esa Kerttula
Korkea luottamus Vahvat autentikointimenetelmät Autentikointipalvelut -SSO, Kerberos -MS password -Liberty -Tupas ID + biometriikka ja digitaalinen allekirjoitus (token) ID + digitaalinen allekirjoitus (token) ID + digitaalinen allekirjoitus (software) HST-ID ID + salasanat ID + biometriikka ja salasanat Matala luottamus Anonyymi Heikot autentikointimenetelmät Secrets challenge-response tokens secret-key IDs (credentials, biometrics) public-key keyed-mac Kuva 13. Erilaisia autentikointimenetelmiä autentikointispektri Kolmas dimensio on turvapolitiikan määrittelemät vaatimukset Maaliskuu 2010 32 Esa Kerttula
Päätelaite Palveluntarjoja Ostoskanava -Java -WAP -SMS - ääni - Digi-TV Autentikointikanava -Java -WAP -SMS - ääni Maksukanava - Internet - suljetut verkot Tunnistuspalvelu - viranomainen (esim. VRK) - operaattori (PKI) -pankki (esim. Tupas) -luottolaitos - MS Passport.NET -palvelu - yrityksen sisäinen -muu Kuva 14. Tyypillinen esimerkki palvelu- ja autentikointikanavista esimerkkinä ostaminen ja maksaminen Maaliskuu 2010 33 Esa Kerttula
3.4 M-commerce -evoluutio Mobile Commerce (M-commerce) on tärkeimpiä telematiikan sovellusalueita. Seuraavassa on käsitelty sen skenaarioita muutamalla lauseella. M-commerce kehitys voidaan nähdä kolmen aallon evoluutiona (kuva 15) - ensimmäinen vaihe (noin 2001-2004); yksinkertainen (toiminnoiltaan simple m-commerce) - GSM, SMS, SAT-pohjainen selain, DES, 3DES - sovellukset yksinkertaisia transaktiosovelluksia (maksaminen, ) - WAP tekniikan alkuaikaa - toinen vaihe (noin 2004-2007); geneerinen m-security - toteutettu päästä-päähän tietoturva - SMS, GPRS, SWIM, WAP1.x WAP2.0 - digitaalisten allekirjoitusten kaupallisia pilotteja, HST (2005) - vahva autentikointi (PIN, biometrinen, PKI) - kolmas vaihe (2007-); rich media - mobiili PKI (mobiili HST) kaupalliseen käyttöön - turvalliset ja luotettavat sisällöt, copyright- ja mobile ID (portable) -ratkaisuja - horisontaalisesti multikanavaisia PKI-palveluja (kuva 14) - uutta teknologiaa, mm. Liberty Alliance, ID-roaming, - gateway-turvapalvelut kolmansiin osapuoliin - useita turvatokeneita (SIM, USIM, USB, Flash-kortti, RFID, NFC) -.. Maaliskuu 2010 34 Esa Kerttula
Rich media Penetration Simple Generic security - WAP 1.x - GPRS - MMS - mobile e-commerce - GSM - end-to-end security - SMS - mobile PKI - simple e-transactions - encryption - e-identity in open environments - WAP 2.0 - wireless PKI - rich networks - 3G - Bluetooth - digital TV - digital radio - WLAN - Internet - DRM - e-commerce - e-government,.. - generic security functionality 2000 2002 2004 2006 E Kerttula 10/2002 Huom. Kehitys on ollut paljon hitaampaa kuin 2000-luvun alussa luultiin, sen vuoksi kuvan vuosilukuja pitää siirtää pari vuotta eteenpäin (EK, 3/2007). Kuva 15. M-commerce -kehityksen kolme aaltoa Maaliskuu 2010 35 Esa Kerttula
3.4.1 Vertikaalinen evoluutio - kuvassa 16 on vastaavasti esitetty näkemys m-commerce (ja muiden on-line e- palvelujen) vertikaalisesta turvan ja luottamuksen syvyyden PKI-evoluutiosta autentikointi- ja autorisointipalveluista henkilökohtaisiin räätälöityihin turvasovelluksiin. - mm. autorisointipalvelut (yleiset, yrityksen ja organisaation sisäiset) voivat käyttää hyväkseen geneerisiä PMI-ratkaisuja (Privilege Management Infrastructure), jonka on määritellyt IETF. - tähän kehitykseen liittyvät oleellisena ns. attribuuttivarmenteet - henkilökohtaiset turva/luottamus palvelut kehittyvät bisnes-sovellusten kautta (mcrm, Mobile Customer Relation Management). Kännykkää tai PDA:ta tullaan jossakin vaiheessa käyttämään myös henkilökohtaisena turvallisena ja luotettavana access-tokenina (kuva 17) - local control - remote control Edellä mainittuun turva- ja luottamus-teemaan liittyy isona kysymyksenä privacy (yksityisyyden suoja). Privacy-problematiikka on laaja alua, siinä on kyse - anonymiteetistä (anonymity), esim. anonyymi asiointi (hyvin yleinen tapa) - jäljittelemättömyydestä (un-tracelable), esim. tietokannoissa - yhdistelemättömyydestä (un-linkable), esim. reitittimissä Maaliskuu 2010 36 Esa Kerttula
Customer value - Internet/mobile PKI - secret keys on SIM/ smartcard - ID certs - inflexible, hierarchical trust models - seamless wireless PKI - secret keys on SIM/USIM/ smartcard/other tamper-proof - cross-certification/credential models - end-to-end security - ID certs, attribute certs - ID-platforms in open environments - profiling - Internet/wireless PKI - localization - secret keys on SIM/ - private credentials WIM/ smartcard - etc - cross-certification - end-to-end security - ID certs - attribute certs Authorization Personalization Identification & Authentication Time & trust & privacy E Kerttula 10/2002 Kuva 16. M-commerce -tietoturvan vertikaaliset evoluutiovaiheet security value steps Maaliskuu 2010 37 Esa Kerttula
Bluetooth, WLAN Internet -yhteydet -WAP 2.0 - Java - sisällöt, esim. mp3-musiikki, MPEG 4 -video Henkilökohtainen turvatoken - mobiili ID -WPKI - koti- ja työavain WAP, Java GSM, GPRS, 3G Pankki ja ostokset - luottokortit, esim. EMV - rahakukkaro, esim. CEPS Paikallinen langaton access - Bluetooth, WLAN, IPSec - access control - mobiili kortinlukija SIM, WIM, USIM Kuva 17. Kännykkä henkilökohtaisena turva-tokenina Huom. Kuvan kännykkä (Nokia 3650) ei liity esitettyihin ominaisuuksiin Esa Kerttula 2004 Maaliskuu 2010 38 Esa Kerttula
3.5 Access- ja verkkopalvelut - Telematiikan verkkopalveluina käytetään tai tullaan käyttämään kaikkia yleisiä valintaisia verkkopalveluja, kuten puhelin- ja dataverkkoja (PSTN, ISDN, Internet,...) ja matkapuhelinverkkoja (GSM, HSCSD, GPRS, EDGE, UMTS, 3.5G, ) ja paikallisverkkoja (LAN, WLAN, Bluetooth, WiMax, MBWA (esim. Flash-OFDM), ), henkilökohtaisia langattomia lähiyteyksiä (mm. Bluetooth) sekä niiden Internet-protokollia ja kuvauskieliä (WAP, HTML, WML, XML, XHTML). Ks. kuva 8 edellä. Myös yritysverkkoja käytetään telemaattisten sovellusten viestintään (Intranet, Datanet,...). - Televerkoissa eletään siirtymäkautta kohti yleisiä lanka- ja langattomia IP-verkkoja, joissa voidaan siirtää jopa reaaliaikaisia videokuvia useiden satojen megabittien sekuntinopeudella. - Yksi päätrendeistä on VoIP (voice over IP), missä puhelinliikennettä pyritään siirtämään Internetissä. - Kuluttajille tarjotaan jo laajakaistaisia xdsl - ja kaapeli-tv-tekniikkaan perustuvia siirtopalveluja, jolloin esimerkiksi Internetistä saadaan puhelinverkon parikaapeleilla informaatiota jopa nopeuksilla 10... 24 Mbit/s (ADSL2+) ja myöhemmin jopa vieläkin nopeammin (VDSL2). Maaliskuu 2010 39 Esa Kerttula
- Seuraava kehitysaskel laajakaistassa on triple play konsepti, missä dataa (Internet), ääntä (VoIP) ja videoa (IPTV, VoD) saadaan ja siirretään samasta töpselistä. Triple play - verkot perustuvat yhä useammin kuitutekniikkaan. - Telematiikkaa rakennetaan paitsi kohdeviestinnän, myös joukkoviestinnän verkkohin, joista tärkeimmät tulevat olemaan digitaaliset televisioverkot (DVB-T, DVB-H), IP-TV sekä satelliittiyhteydet. - GPS-paikannusjärjestelmä on avainasemassa monessa telemaattisessa sovelluksessa. Laajasti tulkiten koko televiestintä voidaan jakaa puhelinpalveluihin, datasiirtoon (tiedonsiirtoon), ääni- ja video-ohjelmien siirtoon ja telematiikkaan. Telematiikka on myös vielä suhteellisen uusi käsite eikä se ole vakiintunut laajaan käyttöön. Tämäkin on omiaan vaikeuttamaan telematiikan termistön muotoutumista ja omaksumista. 3.6 Telematiikan päätelaitteet - Päätelaitteet ovat telematiikan avainkysysmys. Päätelaitteet voivat olla periaatteessa mitä tahansa puhelimista ja mikroista televisioihin (HDTV, UDTV, ) ja erilaisiin uusiin innovatiivisiin ratkaisuihin saakka. Maaliskuu 2010 40 Esa Kerttula
3.6.1 Mobiili päätteet - Mobiilidatapäätteet (PDA:t ja palmtopit, kommunikaattorit, älypuhelimet, tabletit, ) muodostavat mobiilitelematiikan nopeasti kehittyvän kehitysaallon. Nopeudet yltävät tällä hetkellä (12/2009) HSPA-luokkaan (jopa 14 Mbit/s, downlink 1 ) ja video on koodattu MPEG4-tekniikalla. Lähitulevaisuudessa käytössä on HSPA+ (44 Mbits/s, DL) 1 - ja LTE-päätteitä (jopa 100 Mbit/s, DL) 1. - Mobiilipäätteissä käytetään erilaisia käyttöjärjestelmiä (Symbian, Mobile Windows) ja uusimpana iphone OS (Apple)-, Linux/Anroid (Google), Linux/Maemo (Nokia)). - Kuvassa 18 on joitakin uusimpia älykännyköitä ja muita mobiili telematiikan päätelaitteita ja kuvassa 19 niissä käytettyä tekniikkaa. - Älykortit (smartcards, SIM, USIM, flash-kortit (CF, MMC, SD, ), USBtokenit, tulevat yleistymään tilaaja- ja muun informaation tallennuksessa sekä erilaisissa tunnistuksen ja digitaalisen allekirjoituksen sovelluksissa (kuva 20). - Telematiikan kursseissa on käsitelty myös älykorttiteknologiaa lyhyesti. 1) Teoreettiset nimellisnopeudet Maaliskuu 2010 41 Esa Kerttula
Kuva 18. Uusimpia älykännyköitä (2/2010) ja muita telematiikan päätelaitteita Maaliskuu 2010 42 Esa Kerttula
Kuva 19. Erilaisilla käyttöjärjestelmillä varustettuja uusia mobiili multimediapäätteitä ja niissä käytettyä tekniikkaa. Lähde: http://www.betanews.com/article/ A-look-at-the-iPads-competition-by-operating-system/1264654333 Maaliskuu 2010 43 Esa Kerttula
Kommunikaattori PDA, Pocket PC Kännykkä Digikamera Digivideo Laptop MMC/SD/MS -kortti USB-token Kuvapankki Tulostin Digibox Tunniste, security WLAN Bluetooth Verkkokortti Kellopääte Musiikki, MP3 Digiradio Kuva 20. Flash-komponenttien (muistit, autentikointi) käyttö erilaisissa telemaattisissa sovelluksissa Maaliskuu 2010 44 Esa Kerttula
3.6.2 Sähköinen kirja - Sähköistä kirjaa on yritetty tuoda markkinoille jo moneen kertaan ja pitkään. Tällä hetkellä (2009-2010) se näyttää onnistuvan teknologian kehityksen myötä. Vaikka paperille painettu kirja on käytettävyydeltään omaa luokkaansa ja paperikirja on heti käyttövalmis, sähköinen lukulaite tarjoaa silti ylivoimaisia etuja. - Sähköiseen kirjaan mahtuu helposti koko kirjasto. Esimerkiksi sähköisen kirjan uranuurtaja Kindleen sopii talteen yli 1500 kirjaa (kuva 21). Lisäksi bittimuotoisia kirjoja on mahdollista ostaa netin välityksellä heti niiden ilmestyttyä vaikka toiselta puolelta maapalloa. Amazonin Kindle-lukulaite että nettipalvelu ovat saavuttaneet miljoonia lukijoita (2009 loppu). - Amazonin Kindle-sivuilta löytyy yli 300 000 kirjaa eri kirjallisuuden aloilta (tilanne 12/2009), ja suurin osa niistä on ladattavissa myös Euroopassa käytettävään Kindleen (jos tekijänoikeudet ovat kunnossa). Tekijäoikeusongelmat ovat selkeästi Kindlen leviämisen esteenä. - Amazon Kindle 2 on vasta alkusoittoa sähköisessä kirjakaupassa. Kun riittävä kiinnostus on saatu aikaiseksi, alkaa erilaisia lukulaitemalleja ilmestyä kiihtyvällä tahdilla. Sähköinen lukulaite on kuitenkin pelkkä alusta, ja suurinta kehitystä uusien bisnesmallien myötä onkin odotettavissa nettipalveluiden eli kirjakustantajien parissa. Maaliskuu 2010 45 Esa Kerttula