ID.nl logo
Zekerheid & gemak

Alles over het internet-of-things-protocol MQTT

De naam MQTT zal niet bij veel mensen een belletje doen rinkelen, maar het internet-of-things-protocol vormt de basis van talloze systemen in domotica. We kijken naar de werking van dit protocol en de verschillende manieren waarop je het kunt inzetten.

Het internet der dingen (internet of things, IoT) is de laatste jaren een hype, maar de meest gebruikte technologie om al die apparaten met elkaar te laten praten bestaat al twintig jaar: MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). De eerste versie van het MQTT-protocol werd namelijk al in 1999 geschreven door Andy Stanford-Clark van IBM en Arlen Nipper van Arcom (later Eurotech).

Hun bedoeling was om een licht protocol te ontwikkelen dat met een efficiënt gebruik van bandbreedte allerlei soorten gegevens kon doorsturen met verschillende vormen van quality of service (QoS). En laat dat nu net een combinatie van eigenschappen zijn die essentieel is in het internet of things. Het mag dan ook niet verbazen dat talloze IoT-projecten ervoor gekozen hebben om onder de motorkap MQTT te gebruiken. Overigens toonde MQTT-uitvinder Stanford-Clark in 2009 de mogelijkheden al door zijn domoticasysteem via MQTT met Twitter te verbinden.

Centrale tussenpartij

Een cruciale rol in MQTT is weggelegd de ‘broker’, een centrale tussenpartij die de communicatie tussen zenders en ontvangers in goede banen leidt. In traditioneler taalgebruik zouden we het de server noemen. De broker is niet de enige afwijkende term die het MQTT-protocol gebruikt: een zender heet er uitgever (‘publisher’) en een ontvanger abonnee (‘subscriber’). Beide zijn vormen van clients. Uiteraard kan een client ook zowel zenden als ontvangen.

De broker zorgt ervoor dat uitgevers en abonnees niet van elkaars bestaan hoeven te weten: alles verloopt via de broker. Dat gaat als volgt: de broker beheert onderwerpen (‘topics’) met inhoud (‘payloads’). Een abonnee die in een onderwerp geïnteresseerd is, abonneert zich daarop bij de broker. Een uitgever die een boodschap wil sturen, publiceert zijn inhoud op een specifiek onderwerp door dit naar de broker te sturen. Zodra de broker een boodschap voor een onderwerp ontvangt, stuurt hij die door naar alle clients die op dit onderwerp geabonneerd zijn.

Hiërarchische onderwerpen

Een onderwerp kunnen we dus beschouwen als een soort locatie waarvan de naam bij uitgever en abonnee bekend is. Maar om hier wat systematiek in te brengen, definieert MQTT de onderwerpen als hiërarchische namen, gescheiden door een slash (/), zoals in url’s. Elke toepassing is voor de rest volledig vrij in de keuze van de namen; in tegenstelling tot url’s zijn er dus geen vastgelegde topdomeinen.

Wil je wat orde in je MQTT-netwerk houden, dan is het aan te raden om een systeem voor je onderwerpen te gebruiken. Een domoticatoepassing als Home Assistant doet dat door de onderwerpen van de volgende vorm te maken:

<discovery_prefix>/<component>/[<node_id>/]<object_id>/&lt;&gt;</object_id></node_id></component></discovery_prefix>

Daarbij is discovery_prefix standaard gelijk aan homeassistant. Component het type component, zoals binary_sensor enzovoort. Een voorbeeld van een onderwerp is:

homeassistant/sensor/slaapkamer_temperature/state

Dat bevat als inhoud de temperatuur van een temperatuursensor in de slaapkamer, bijvoorbeeld 18.7.

Wildcards

MQTT kent ook ‘wildcards’ voor onderwerpen. Een client die in alle onderwerpen onder homeassistant/sensor/slaapkamer_temperature geïnteresseerd is, abonneert zich dan op:

homeassistant/sensor/slaapkamer_temperature/#

Hij krijgt dan ook boodschappen over de onderwerpen:

homeassistant/sensor/slaapkamer_temperature/last_updated
homeassistant/sensor/slaapkamer_temperature/last_changed

Enzovoort.En als een client in alle onderwerpen van Home Assistant geïnteresseerd is, abonneert hij zich op:

homeassistant/#

Soms ben je geïnteresseerd in alle onderwerpen met een specifieke naam van het onderste niveau, ongeacht het niveau erboven. Daarvoor gebruik je de wildcard +. Zo abonneer je je bijvoorbeeld eenvoudig op de boodschappen over de laatste veranderingen van alle sensoren in Home Assistant:

homeassistant/sensor/+/last_changed

De hiërarchische opbouw van onderwerpen maakt dit heel eenvoudig.

©PXimport

Verbinding en beveiliging

MQTT is ontworpen om over tcp/ip te draaien, meestal op poort 1883. Recentelijk is ook MQTT over WebSocket populair, omdat dit het mogelijk maakt om rechtstreeks in een webbrowser via MQTT te communiceren. Een JavaScript-client pakt de pakketten dan uit de WebSocket-laag uit en behandelt de MQTT-pakketten die erin zitten. MQTT over WebSocket verloopt meestal via poort 9001. Zowel MQTT over tcp/ip als MQTT over WebSocket zijn ook te gebruiken over een versleutelde verbinding, via tls.

Tot nu toe lijkt het alsof iedereen zomaar alle onderwerpen op je MQTT-broker kan uitlezen, en zo gebeurt het in veel lokale MQTT-installaties ook, maar de meeste MQTT-brokers bieden een gebruikersbeheer met bijbehorende authenticatie en gebruikersrechten. Je stelt dan in de configuratie van de broker in dat elke MQTT-client zich moet aanmelden met een gebruikersnaam en wachtwoord en lees- en schrijfrechten voor specifieke onderwerpen heeft. Zo voorkom je dat een willekeurige sensornode in je netwerk waarin iemand is ingebroken je hele domoticasysteem via MQTT kan aansturen.

Zelf aan de slag met MQTT

MQTT is in heel wat software ondersteund, dus je kunt het protocol zelf eenvoudig in je eigen projecten inzetten. Een eenvoudige manier om een Raspberry Pi, Arduino of ESP8266 via MQTT over internet te laten werken, is via de clouddienst Adafruit IO. Werk je liever in het ecosysteem van Amazon of Microsoft, gebruik dan AWS IoT respectievelijk Azure IoT Hub.

Je hoeft MQTT trouwens niet in de cloud te gebruiken: met het opensourceproject Eclipse Mosquitto, dat MQTT-protocols 3.1 en 3.1.1 ondersteunt, draai je eenvoudig een MQTT-broker op je eigen netwerk. Mosquitto komt ook met eenvoudige MQTT-clients voor op de opdrachtregel: mosquitto_pub en mosquitto_sub.

Wil je op een grafische manier MQTT-boodschappen doorzoeken, bekijken en publiceren, dan is MQTT Explorer een handig programma.

Wil je MQTT in je eigen programma’s gebruiken, dan is het project Eclipse Paho met bibliotheken in C, C++, Java, JavaScript, Python en Lua onmisbaar.

▼ Volgende artikel
Zo maak je een écht privacybestendige computer
© ER | ID.nl
Huis

Zo maak je een écht privacybestendige computer

Wil je échte privacy? Zorg dan voor een computer die privacy op één zet. Bijvoorbeeld met aangepaste instellingen, een alternatief besturingssysteem en de juiste onlinediensten. Slimme tips en adviezen voor iedereen die een privacyvriendelijke computer serieus neemt.

Een van de stappen die je kunt nemen voor een privacybestendige computer is het installeren van een besturingssysteem dat privacy hoog in het vaandel heeft staan. Dat kan in eerste instantie prima naast je bestaande besturingssysteem. Ken je Tails al? De makers zelf beschrijven Tails als een portable besturingssysteem dat je beschermt tegen nieuwsgierige blikken van buitenaf en eventuele censuur. Je start de computer met Tails op in plaats van een regulier besturingssysteem, zoals Windows of macOS. Vervolgens kun je Tails gebruiken voor het uitvoeren van taken op de computer.

Ben je klaar, dan sluit je de computer af. De gebruikerssessie wordt afgesloten, vergeten en de gemaakte stappen zijn niet meer herleidbaar. Dankzij deze opzet kun je Tails ook tijdelijk gebruiken op een computer die je niet volledig vertrouwt of niet van jezelf is: de gegevens worden immers na elke gebruikerssessie verwijderd. Prettig is dat je Tails kunt gebruiken ‘naast’ je bestaande besturingssysteem zoals Windows. Je hebt dus geen aparte computer nodig wanneer je extra waarde hecht aan privacy.

Tails is een draagbaar besturingssysteem, waarbij elke sessie na afloop wordt afgesloten.

Systeemvereisten

Tails stelt niet te hoge eisen aan de computer. Zelf geven de makers aan dat computers jonger dan 10 jaar prima overweg kunnen met Tails. Dat is uiteraard niet zo specifiek. Zorg in elk geval voor minstens 4 GB RAM en een 64-bit-processor. Het besturingssysteem draait niet op het ARM-platform. Verder heb je een usb-stick van minstens 8 GB nodig: vanaf deze stick draai je het besturingssysteem. Op www.kwikr.nl/tails vind je een lijst met bekende compatibiliteitsproblemen.

Aan de slag

Prettig aan Tails is dat je het relatief eenvoudig kunt proberen op een computer waarop je al een besturingssysteem hebt geïnstalleerd: het gaat immers om een portable besturingssysteem dat je niet blijvend installeert. Het installatiebestand is een kleine 2 GB groot en de installatie neemt ongeveer een halfuur in beslag. Je vindt de nieuwste versie via deze link. Selecteer jouw besturingssysteem – bijvoorbeeld Windows – en klik op de downloadknop. Sla het bestand op een eenvoudige locatie op, bijvoorbeeld het bureaublad of in de map Downloads.

Het bestand plaats je vervolgens op de usb-stick (zie ook het kader Systeemvereisten hierboven). Je maakt daarvoor gebruik van het gratis programma Rufus. Dit kun je downloaden via https://rufus.ie/nl/, waarbij je kiest voor de Portable-variant. Open Rufus en koppel de lege usb-stick aan de computer. In Rufus selecteer je de usb-stick in het menu Device. Klik op Select en wijs het zojuist gedownloade bestand van Tails aan. Klik op Start: de opstartbare usb-stick wordt gemaakt.

Via Rufus maak je voor Tails een opstartbare usb-stick.

Opstarten maar

Open het menu Start en kies Uitschakelen, Opnieuw opstarten. Een opstartmenu van Windows verschijnt: kies Een apparaat gebruiken, Opstartmenu. Zodra de computer opnieuw is gestart, kies je voor de usb-stick als opstartapparaat. Het menu dat je ziet, verschilt per computermerk. Tails start vervolgens automatisch op. Een wizard verschijnt, waarin je snelle instellingen van Tails configureert, zoals taal, toetsenbordinstelling en datumnotatie.

Zorg ervoor dat Tails wordt opgestart vanaf de usb-stick.

Aangepast opstarten

Geeft de computer problemen tijdens het gebruik van Tails (bijvoorbeeld tijdelijke vastlopers), dan kun je in het opstartmenu van Tails kiezen voor Troubleshooting Mode. Hierbij worden sommige functies van het besturingssysteem uitgeschakeld en werkt Tails mogelijk alsnog zonder problemen.

Persistent storage

Na elke Tails-sessie worden alle gegevens verwijderd: een van de aspecten die Tails relatief privacyvriendelijk maken. Uiteraard is dit minder handig voor documenten en bestanden die je gewoon wilt bewaren en telkens wilt gebruiken. In Tails stel je hiervoor Persistent storage in. Dit is een gedeelte op de usb-stick dat wordt gereserveerd voor de opslag van je persoonlijke bestanden. Je kunt Persistent storage direct inschakelen in het opstartmenu van Tails. Zet de schuif op Aan bij Create Persistent Storage. Volg de stappen van de wizard. De eerstvolgende keer dat je Tails opstart, wordt Persistent storage herkend en kun je de ruimte direct ontgrendelen na het opgeven van het wachtwoord. Klik tot slot op Start Tails om het besturingssysteem te laden.

Gegevens in Persistent storage blijven ook na een sessie bewaard.

Verkennen

Tails wordt geleverd met allerhande apps die kunnen helpen bij het verhogen van je privacyniveau. Linksboven vind je de opties in de navigatiebalk. Klik op Apps voor een overzicht. Hier vind je bijvoorbeeld diverse verwijzingen naar Tor, maar ook naar e-mailclient Thunderbird en wachtwoordmanager KeePassXC. Neem meteen een kijkje in de map Favorites. Deze bevat een selectie van programma’s die vaak door Tails-gebruikers worden ingezet. Bijvoorbeeld de Tor-browser (waarover je verder meer leest), de Persistent storage en de eerdergenoemde e-mailclient en wachtwoordmanager. Ook vind je hier de bestandenverkenner, waarmee Persistent storage gebruikt wordt (verderop lees je hierover meer).

Tails leunt hevig op het gebruik van het Tor-netwerk voor online activiteiten. Het Tor-netwerk staat bekend om de bescherming van persoonsgegevens, doordat de communicatie op verschillende lagen wordt geanonimiseerd. In Tails verschijnt de wizard Tor Connection zodra je online wilt. Je kunt ervoor kiezen om automatisch met Tor verbinding te maken (kies Connect to Tor automatically). In het notificatiegedeelte van Tails zie je op elk moment of je bent verbonden met Tor. Zie je het pictogram van een ui, dan is de verbinding met Tor actief. Zie je hetzelfde pictogram in combinatie met een kruis, dan is de Tor-verbinding niet actief.

De verschillende apps van Tails.

Systeemmenu

Tails is relatief gebruiksvriendelijk en de gebruikersomgeving spreekt na enige tijd voor zich. Rechtsboven in het venster vind je in de navigatiebalk de toegang tot het systeemmenu (herkenbaar aan het netwerk-, volume- en batterijpictogram). Klik erop om via het menu zaken zoals netwerk en andere verbindingen, zoals bluetooth, in te stellen. Via hetzelfde menu kun je de computer uitschakelen of opnieuw opstarten. Wil je andere systeeminstellingen aanpassen? Open het menu Apps (linksboven) en kies System Tools, Settings voor een overzicht van alle instellingen.

Als je Persistent storage hebt geactiveerd, kun je je persoonlijke bestanden veilig opslaan. Kies Apps, Accessories, Files. Open de map Persistent en plaats hier je persoonlijke bestanden.

De belangrijkste instellingen vind je via het systeemmenu.

Qubes OS als alternatief

Heb je de smaak te pakken, dan is ook het besturingssysteem Qubes OS het bekijken waard. Qubes OS is een gratis en opensource besturingssysteem. Het gebruikt van elkaar gescheiden silo’s waarin je verschillende activiteiten kunt verrichten. Je kunt hiermee de computer in verschillende compartimenten onderverdelen (vergelijk het met een fysiek gebouw met verschillende kamers). De ene silo gebruik je bijvoorbeeld voor het browsen op internet (relatief onveilig), terwijl je een andere ruimte gebruikt voor werkzaken (over het algemeen iets veiliger) of voor lokaal werk. Je kunt bovendien wegwerp-silo’s maken, die je na verloop van tijd verwijdert en alleen voor tijdelijke taken gebruikt. Voor het gebruik van Qubes OS is enige ervaring met Linux wel welkom. Ben je een relatief onervaren gebruiker, maar wil je toch met Qubes aan de slag, dan is de uitgebreide documentatie op de website van de makers een prima startpunt.

E-mail

Natuurlijk kun je kiezen voor een gratis e-maildienst, zoals Outlook.com of Gmail, maar ook zo’n account heeft uiteindelijk z’n prijs. Je betaalt immers met (al dan niet geanonimiseerde) data, waardoor de makers dergelijke diensten ‘gratis’ kunnen maken. In plaats hiervan kun je ook kiezen om te betalen voor de e-maildienst. Goed voorbeeld hiervan is Soverin (https://soverin.nl). Deze partij biedt een e-mailbox aan waarbij privacy op één staat. De dienst kent bijvoorbeeld geen advertenties en tracking. Je kunt je bestaande domein koppelen aan de dienst, zodat je zelf de volledige controle houdt. Soverin gebruikt meerdere technieken die je digitale correspondentie veiliger moeten maken, waaronder DMARC, SPF, DANE en DKIM. Bovendien staan de servers in Europa, zodat je te maken hebt met Europese wetgeving. Je betaalt 3,25 euro per maand voor de dienst.

Ook voor e-mail kun je kiezen voor een privacyvriendelijke dienst.

Windows, maar dan anders

Geen zin om een ander besturingssysteem dan Windows te gebruiken? Gelukkig kun je Windows ook een handje op weg helpen en privacyvriendelijker maken. De makers van de website Privacy is sexy hebben een flinke hoeveelheid scripts geschreven waarmee je in één keer privacy-instellingen aanpast. Bezoek de website en klik op een categorie, bijvoorbeeld Privacy Cleanup. Een overzicht van beschikbare optimalisaties binnen die categorie verschijnt. Plaats vinkjes bij de opties die je wilt toepassen.

Herhaal deze stappen voor elke categorie. Zo zijn er categorieën waarmee je Windows verbiedt om gegevens van je te verzamelen (Disable OS Data Collection), waarmee je de gebruikersomgeving meer respect voor je privacy laat geven (UI for privacy) en waarmee je veelgebruikte apps aan banden legt (Configure Programs). Die laatste categorie stelt je in staat om ‘telemetrie’-data – informatie over je gebruik – voor die programma’s te blokkeren.

In één keer afdwingen

In plaats van elke optie individueel te markeren, kun je je het leven eenvoudiger maken door een profiel met vooraf ingestelde opties te kiezen. Linksboven in het venster van de website kies je voor Standard, Strict of All. Weet je nog niet zeker welke mate van privacy je wilt afdwingen, dan plaats je de muis op een van de opties. Een pop-up verschijnt met meer informatie over de aanpassingen die de scripts doorvoeren. Klik op een categorie om te controleren welke opties zijn geactiveerd.

Ben je tevreden? Klik op de knop Download. Die optie is interessant voor gebruikers die weten hoe je met een script omgaat. Houd er rekening mee dat Windows waarschuwingen geeft: het gaat immers om een script dat van alles kan bevatten. In plaats van een script kun je de instellingen ook via een app binnen Windows toepassen. Klik op Download en kies voor Download desktop version om de bijbehorende app te gebruiken.

Via deze website stel je je eigen beveiligingsscripts samen.

Privacy in Edge verbeteren

Maak je gebruik van het in Windows ingebouwde Edge? Je kunt de privacy-instellingen van deze browser ook verbeteren. In de adresbalk van Edge typ je edge://settings/privacy en druk je op Enter. Eerst stellen we de tracking-preventie van Edge goed in. Dit mechanisme wordt door website-trackers gebruikt om informatie over de browser te verzamelen. Kies Privacy, zoeken en services. Klik op Traceringspreventie. In Edge kies je tussen drie modi: Basis, Gebalanceerd en Strikt. Wil je voor de meest privacyvriendelijke variant gaan, dan kies je Strikt. Onder elke modus lees je wat de gevolgen zijn.

Open hierna de sectie Privacy. Zet de schuif op Aan bij Niet volgen-verzoeken verzenden. Hiermee geef je bij websites aan dat je tracering niet op prijs stelt. Houd er rekening mee dat die methode niet waterdicht is en er mogelijk alsnog tracering plaatsvindt. Verder willen we niet dat er diagnostische gegevens worden verstuurd. In de sectie Privacy hebben de laatste drie opties hierop betrekking. Lees de beschrijving door en zet de schuif op Uit als je hierop geen prijs stelt.

In Edge kies je tussen verschillende privacyprofielen.

Browsegegevens delen

Standaard deelt Edge gegevens over je browsegedrag met andere onderdelen binnen Windows. Bijvoorbeeld om via de algemene zoekbalk ook de resultaten te zien van eerder bezochte websites. Heb je geen behoefte aan zulke inmenging? Schakel de deelfunctie uit. Klik in het instellingenvenster van Edge op Profielen en kies Browsegegevens delen met andere Windows-functies. Een nieuw scherm opent. Zet hier de schuif op Uit.

Browser testen

Ben je benieuwd hoe je browser presteert op het gebied van privacy? Via de test op https://coveryourtracks.eff.org kun je de browser aan een test onderwerpen. Klik op de knop Test your browser. Na afloop lees je in een rapport in hoeverre de gebruikte browser informatie van je prijsgeeft. Zo zie je of er advertentietrackers worden geblokkeerd en of de browser beschermt tegen fingerprinting. Daarbij worden losse kenmerken van de computer verzameld die als geheel een uniek profiel vormen en je daarmee herkenbaar maken (bijvoorbeeld een combinatie van schermresolutie en geïnstalleerde systeemlettertypen). Op de website vind je instructies om de browserprivacy verder te verbeteren.

▼ Volgende artikel
Europese Commissie: TikTok is te verslavend
Huis

Europese Commissie: TikTok is te verslavend

De Europese Commissie claimt dat het socialmediaplatform TikTok te verslavend is, en wil dan ook dat het oneindig kunnen scrollen in de app onmogelijk wordt.

Volgens de Europese Commissie verbreekt TikTok daarmee de Digital Services Act (DSA). Naast oneindig kunnen scrollen worden ook sommige pushnotificaties en autoplay als boosdoeners gezien.

Doomscrollen

De Commissie haalt specifiek oneindig scrollen aan als een gevaarlijk onderdeel van de app. De Commissie meent dat dit gebruikers in een soort trance brengt door dwangmatig gedrag - in feite waar de populaire term 'doomscrollen' op slaat.

De Commissie heeft echter nog geen bindend oordeel uitgebracht. Zo mag ByteDance, het bedrijf achter TikTok, zichzelf eerst verantwoorden. Ook gaat de Commissie eerst advies vragen aan de Europese Raad, om specifiek te zijn een adviesgroep hierbinnen die over digitale diensten gaat. Mocht de Europese Raad het eens zijn met de Commissie, dan moet TikTok in Europa mogelijk onderdelen van het socialmediaplatform aanpassen. Gebeurt dat niet, dan kan ByteDance forse boetes ontvangen.

Social media onder het vergrootglas

Social media - waaronder TikTok - ligt de laatste tijd toch steeds vaker onder een vergrootglas. In Australië bijvoorbeeld is social media sinds enige tijd verboden voor kinderen, en Spanje kondigde eerder deze week aan soortgelijke maatregelen te nemen.

Nieuw op ID: het complete plaatje

Misschien valt het je op dat er vanaf nu ook berichten over games, films en series op onze site verschijnen. Dat is een bewuste stap. Wij geloven dat technologie niet stopt bij hardware; het gaat uiteindelijk om wat je ermee beleeft. Daarom combineren we onze expertise in tech nu met het laatste nieuws over entertainment. Dat doen we met de gezichten die mensen kennen van Power Unlimited, dé experts op het gebied van gaming en streaming. Zo helpen we je niet alleen aan de beste tv, smartphone of laptop, maar vertellen we je ook direct wat je erop moet kijken of spelen. Je vindt hier dus voortaan de ideale mix van hardware én content.