Seguridad: conéctate al broker MQTT de Ubidots con seguridad TLS

En nuestra guía de seguridad de Ubidots, explicamos por qué es importante el cifrado para IoT y cómo soportamos dos métodos principales para el cifrado de datos: SSL para comunicaciones HTTP y TLS para MQTT.

MQTT es un protocolo de mensajería de publicación/suscripción optimizado para IoT que soporta cifrado TLS. TLS (Seguridad de la Capa de Transporte) proporciona un canal de comunicación seguro entre un cliente y un servidor. Al igual que SSL, TLS es un protocolo criptográfico que utiliza un mecanismo de handshake para crear una conexión segura entre el cliente y el servidor. Una vez que el handshake se completa, se establece una comunicación cifrada entre el cliente y el servidor, y ningún atacante podría entender el contenido de la comunicación.

En esta guía, veremos cómo publicar mensajes MQTT usando cifrado TLS.

1. Obtén nuestro certificado SSL

A diferencia del tráfico MQTT no cifrado, un cliente habilitado para TLS necesitará un certificado almacenado en su lado. Así que empecemos por almacenar ese certificado localmente creando un nuevo archivo de texto e ingresando el texto a continuación:

Luego guárdalo y asígnale un nombre, en este caso "industrial.pem":

2. Instala MQTT Paho

Paho es un cliente MQTT popular para Python, que nos ha funcionado bastante bien. Puedes instalarlo usando pip:

pip install paho-mqtt==1.3

Para solucionar problemas, o simplemente para aprender más, consulta la página de paho-mqtt.

3. Crea un script en Python

Abre un archivo de Python nuevo y copia el código a continuación. Ten en cuenta que:

El puerto del broker MQTT es 8883, en lugar de 1883.
TLSv1.1 y TLSv1.2 son compatibles (en Python: ssl.PROTOCOL_TLSv1_1 y ssl.PROTOCOL_TLSv1_2).
Este es un ejemplo de publicación, pero también debería funcionar para suscripción. Solo especifica la configuración de TLS antes de la línea "connect".
Debes reemplazar la variable TLS_CERT_PATH con la ruta donde guardaste el archivo anterior con el certificado.
Debes reemplazar MQTT_USERNAME con el token de tu cuenta Ubidots.

'''
Sends data to Ubidots using MQTT over TLS

Example provided by Jose Garcia @Ubidots Developer
'''

import paho.mqtt.client as mqttClient
import time
import json
import ssl

'''
global variables
'''

connected = False  # Stores the connection status
BROKER_ENDPOINT = "industrial.api.ubidots.com"
TLS_PORT = 8883  # Secure port
MQTT_USERNAME = ""  # Put here your Ubidots TOKEN
MQTT_PASSWORD = ""  # Leave this in blank
TOPIC = "/v1.6/devices/"
DEVICE_LABEL = "truck"
TLS_CERT_PATH = "/path/to/industrial.pem"  # Put here the path of your TLS cert

'''
Functions to process incoming and outgoing streaming
'''

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    global connected  # Use global variable
    if rc == 0:

        print("[INFO] Connected to broker")
        connected = True  # Signal connection
    else:
        print("[INFO] Error, connection failed")


def on_publish(client, userdata, result):
    print("Published!")


def connect(mqtt_client, mqtt_username, mqtt_password, broker_endpoint, port):
    global connected

    if not connected:
        mqtt_client.username_pw_set(mqtt_username, password=mqtt_password)
        mqtt_client.on_connect = on_connect
        mqtt_client.on_publish = on_publish
        mqtt_client.tls_set(ca_certs=TLS_CERT_PATH, certfile=None,
                            keyfile=None, cert_reqs=ssl.CERT_REQUIRED,
                            tls_version=ssl.PROTOCOL_TLSv1_2, ciphers=None)
        mqtt_client.tls_insecure_set(False)
        mqtt_client.connect(broker_endpoint, port=port)
        mqtt_client.loop_start()

        attempts = 0

        while not connected and attempts < 5:  # Wait for connection
            print(connected)
            print("Attempting to connect...")
            time.sleep(1)
            attempts += 1

    if not connected:
        print("[ERROR] Could not connect to broker")
        return False

    return True


def publish(mqtt_client, topic, payload):

    try:
        mqtt_client.publish(topic, payload)

    except Exception as e:
        print("[ERROR] Could not publish data, error: {}".format(e))


def main(mqtt_client):
    payload = json.dumps({"tls_publish_test": 20})
    topic = "{}{}".format(TOPIC, DEVICE_LABEL)

    

    if not connect(mqtt_client, MQTT_USERNAME,
                   MQTT_PASSWORD, BROKER_ENDPOINT, TLS_PORT):
        return False

    publish(mqtt_client, topic, payload)

    return True


if __name__ == '__main__':
    mqtt_client = mqttClient.Client()
    while True:
        main(mqtt_client)
        time.sleep(10)

Este script enviará el valor "20", cada 10 segundos, a un dispositivo llamado "mqtt" dentro de tu cuenta de Ubidots. Al ejecutar el código:

python publish_singlevalue_tls.py

... Deberías obtener algo como esto:

Conectando...Conectado al broker{"tls_publish_test": 20}¡Publicado!

Este ejemplo fue escrito en Python, pero cualquier lenguaje de programación que soporte MQTT+TLS debería ofrecer una opción para incluir un certificado SSL. Esperamos que esto haya sido útil y no dudes en contactar a tu ejecutivo de cuenta para mayor soporte.