Projet CHIP: agenda, protocoles et… blockchain!

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Le projet Connected Home over IP, continue de se construire. Souvenez-vous, des partenaires industriels autrefois concurrents avaient décidé fin 2019 d’unir leurs forces pour que la Smart Home et le Smart Building puissent se donner les moyens de leurs ambitions. Le but de ce projet est de définir une norme unifiée pour la maison connectée. La Zigbee Alliance qui orchestre les discussions, a enfin communiqué sur le sujet. Ils prévoient de commencer la certification officielle des appareils à la fin de l’année 2021. La norme prévoit donner dans un premier temps la priorité à la connectivité par Wi-Fi, Thread et Ethernet. Pour mettre un peu d’ordre dans tous ces produits, la norme prévoit de mettre en œuvre une blockchain pour valider la certification et assurer la sécurité des appareils. Voyons tout cela ensemble.

Il était temps que le groupe de travail bâtissant le projet CHIP apporte un peu de transparence dans l’élaboration de cette norme qui a pour ambition de régir les discussions entre objets de la maison connectée. Les informations étaient distillées au compte-goutte jusqu’à maintenant et ressemblaient plus à des fuites d’informations qu’il fallait valider. La semaine dernière la Zigbee Alliance a rassemblé tout un ensemble de speakers pour communiquer à propos de ce que l’on appelle aujourd’hui le Projet CHIP pour Connected Home Over IP.

Un calendrier actualisé

Depuis décembre 2019, les principaux acteurs de l’écosystème de la maison connecté ont annoncé qu’ils travailleraient dorénavant sur une norme permettant l’interopérabilité dans la Smart Home. Apple, Google, Amazon, Samsung, Somfy, Legrand, …. tous ces acteurs (et bien d’autres ils sont maintenant 180 acteurs) se rencontrent depuis cette date pour travailler à l’élaboration de cette norme tant attendue qui permettra d’avoir enfin des produits interopérables dans nos Smart Homes.

En décembre 2019, le lancement de CHIP était alors annoncé pour la fin 2020… Mais bon, la pandémie de COVID-19 est passé par là et a rendu le process de création de cet espéranto de la maison connectée bien plus compliqué à mettre en œuvre. En septembre dernier les annonces indiquaient une disponibilité courant 2021. Le Webinaire de mardi dernier a annoncé qu’il fallait plutôt envisager la fin de l’année 2021. Il est donc très possible que ce lancement soit reporté à 2022.

Le calendrier mis à jour annonce les premiers produits CHIP pour fin 2021

Quoi qu’il en soit, l’événement virtuel organisé mardi 13 avril 2021 par la Zigbee Alliance était le bienvenu pour apporter un semblant de transparence dans la démarche pour assainir la Smart Home. A cette occasion, et toujours sous l’égide de la Zigbee Alliance qui coordonne les groupes de travail du projet CHIP, des acteurs tels qu’Apple, SmartThings, Infineon, Tuya, Comcast, Google et d’autres ont diffusé la bonne parole du projet CHIP. Ce panel comptait 10 personnes, les grands acteurs de la maison connectée étaient représentés. Amazon était absent de cette présentation. On ne sait pas s’il faut y voir un signe quelconque, s’il s’agit d’un loupé ou d”un empêchement…

L’union industrielle autour du projet CHIP

Ce Webinaire est un point d’étape important à l’occasion duquel les participants ont partagé de multiples informations sur la façon dont la nouvelle norme traiterait la mise en réseau, la normalisation des appareils connectés ou comment les équipements existants s’intégreront dans le nouvel écosystème. La sécurité a été présentée comme un point important de l’élaboration de cette norme. La liste des objets connectés qui seront dans le périmètre du projet CHIP à son lancement a également été partagée.

Quel est le but de CHIP?

A ce jour, pour schématiser grossièrement, lorsque l’on souhaite créer soi-même une Smart Home il faut s’appuyer sur une box domotique ou utiliser des objets connectés. Si l’on opte pour une box domotique on se rend compte qu’elle doit parler un ou plusieurs protocoles (Zigbee, Z-Wave, EnOcean, …). Si les périphériques ne peuvent pas s’adresser directement la parole ou sont incompatibles entre eux, c’est à la box d’assurer la traduction et le rôle de chef d’orchestre.

Si on construit sa Smart Home via des objets connectés il faudra jongler entre de multiples applications. Une box domotique peut également intégrer un objet connecté dans son écosystème, mais cela est sujet au bon vouloir du fabricant, à ses partenariats ou à la présence d’une communauté de développeurs de plugins. Le travail nécessaire pour maintenir ces discussions entre objets de la maison connectée est énorme et est un puits sans fond. Ce travail indispensable est très couteux en temps et financièrement : de nouveaux produits arrivent, des API changent,… On le voit la situation de l’interopérabilité des composantes de la Smart Home laisse à désirer.

L’offre de CHIP

CHIP a été créé pour changer cela en créant une couche d’interopérabilité basée sur IP entre les appareils au niveau de la couche application. Des protocoles tels que le Zigbee ou le Z-Wave permettent une interaction au niveau de la couche réseau. Cette interaction est imparfaite, car la compatibilité au niveau réseau ne signifie pas obligatoirement qu’une ampoule puisse communiquer avec un interrupteur. C’est au client de se renseigner si les 2 périphériques peuvent discuter entre eux. Est-ce réellement au client de savoir si sa Smart Home est en Z-Wave, en Zigbee ou en EnOcean ? Qu’adviendra-t-il de ces périphériques au protocole propriétaire si le fabricant décide de laisser tomber sa solution domotique ?

Les propositions de CHIP

L’une des forces principales de CHIP est de créer (et d’imposer aux fabricants) un modèle de données normalisé pour tous les appareils et périphériques. Si un fabricant souhaite mettre su le marché un produit CHIP, il faut pour cela que l’appareil obtienne la certification CHIP. Si le client achète un produit certifiés CHIP il aura l’assurance que son nouvel achat pourra communiquer avec tout autre produit CHIP. Le consommateur classique souhaite tout simplement que sa Smart Home fonctionne sans se soucier de technique ou de protocoles. Du côté des fabricants, la norme CHIP leur assure que leur produit pourra s’intégrer dans un environnement multimarques ET interopérable. Ils n’auront plus à concevoir des produits spécifiques pour Siri, Google Assistant et Alexa. Ils n’auront pas à se soucier à prévoir telle ou telle antenne pour rejoindre un protocole domotique ou un autre.

Du côté des communications, la norme CHIP simplifie le casse-tête en indiquant qu’il s’articule uniquement autour de trois technologies pour transporter les informations :

  • Le Bluetooth Low Energy : mais uniquement pour la configuration et l’intégration initiale des produits certifiés CHIP dans la maison connectée,
  • Le WiFi et l’Ethernet : pour les cas d’utilisation nécessitant un gros débit, comme la diffusion de vidéos à partir d’une caméra de sécurité
  • Le protocole de réseau maillé Thread. Il sera utilisé pour les périphériques à faible bande passante tels que les capteurs de mouvement.

Thread n’est pas un nouveau venu dans le monde des protocoles pour la Smart Home. Il s’agit d’un protocole qui n’a pas su se faire adopter et qui n’a jamais percé. Il est toujours… naissant dirons-nous. Thread est une technologie de réseau maillé basse consommation basée sur IPv6 et 6LoWPAN pour l’IoT. Ce protocole n’a toujours pas réussi à se faire une place dans le secteur de la maison connectée, mais en prévision de son adoubement par le projet CHIP, il est maintenant sur le HomePod Mini d’Apple ainsi que sur le tout nouveau Nest Hub de Google.

Avec CHIP, les appareils communiqueront dans la maison via une topologie du réseau qui utilise un contrôleur. Un pont sera invité dans le réseau Wifi/Ethernet pour assurer la médiation entre Thread et Wi-Fi. Les appareils continueront d’avoir la possibilité de communiquer également avec le cloud si nécessaire. La norme CHIP n’assure pas la communication entre les appareils et le cloud. Chaque fabricant d’objet connectés sera libre de proposer de telles communications. Le client devra alors toujours faire appel à l’application du fabricant pour configurer de telles intégrations.

Topologie Réseau de CHIP

A la vue du fonctionnement prévu, il semble vraiment que le contrôle local soit sérieusement envisagé pour de nombreux appareils. La communication Cloud to Cloud sera toujours possible, mais ne se fera pas dans le cadre de la norme CHIP.

Les promoteurs de la norme CHIP indiquent que la porte reste cependant ouverte pour permettre un jour une communication CHIP directe en GSM ou en LORA par exemple. Mais dans un premier temps, seuls le Bluetooth, le Wifi (et les connexions Ethernet) et le Thread font partie de la norme CHIP. L’utilisation du Bluetooth est cependant cantonnée à permettre l’intégration d’un nouvel achat dans la Smart Home du client. Cela n’est pas surprenant. C’est une mise en œuvre classique chez les fabricants d’objets connectés. Afin que le client final puisse effectuer l’intégration du produit au réseau WiFi facilement via son smartphone le Bluetooth est utilisé pour que le Smartphone se connecte au nouveau produit. Le réseau WiFi et les identifiants de connexion peuvent alors être communiqués au nouvel arrivant via le Smartphone. La manière dont CHIP prévoit précisément cette intégration de nouveaux produits dans un foyer connecté n’a pas été détaillée mardi.

Une couverture de produits limitée au démarrage

Au démarrage tous les produits de la maison ne seront pas inclus dans la norme CHIP. La première vague d’appareils qui seront reconnus par la norme est arrêtée. Seront compatibles au démarrage, des équipements tels que l’éclairage (ampoules, interrupteurs, prises connectées), les stores et les volets roulants, les commandes de chauffage, de ventilation et de climatisation, les téléviseurs, les serrures connectées, les motorisations de portes de garage, les systèmes de sécurité (caméras, détecteurs d’incendies…) et les routeurs Wi-Fi.

La couverture de produits couverts par la norme CHIP

Pour tous ces produits, CHIP prévoit qu’ils soient décrit de manière standardisée. CHIP utilisera pour cela les modèles de données d’un protocole créé par la Zigbee Alliance en 2017, mais qui n’a jamais été réellement implémenté : Dotdot. Au lancement, seules les familles de produits présents dans sur l’image ci-dessus seront pris en charge par la norme. Cette liste devrait rapidement être étendue. Des groupes de travail existent pour permettre à d’autres produits connectés de rejoindre la norme CHIP.

La blockchain et la sécurité

La sécurité est un pilier essentiel des propositions de la norme CHIP. L’accent sera mis sur la sécurité dès la conception, ce qui signifie que les fabricants et les développeurs doivent se concentrer sur la sécurité dès le départ au lieu de l’ajouter plus tard. La manière plus que discutable d’appréhender la sécurité des débuts de l’Internet des Objets n’aura pas sa place dans CHIP. CHIP exigera un cryptage AES 128 bits dans les échanges de données entre les appareils ainsi qu’entre les appareils et le Cloud. Le respect des différents aspects de la sécurité tels que dictés par la norme CHIP seront vérifiés pour l’obtention de la certification CHIP.

Pour apporter des réponses aux failles de sécurité, les appareils doivent pouvoir être mis à jour par les fabricants. En cas de failles avérées, les fabricants auront un moyen d’y remédier, car CHIP exigera des correctifs et des mises à jour des firmwares et des logiciels. Cela permettra de pouvoir continuer à assurer un bon niveau de sécurité à la Smart Home au fur et à mesure que de nouvelles vulnérabilités seront découvertes.

La sécurité au coeur du projet CHIP

Afin d’améliorer la sécurité de l’ensemble de la maison connectée, chaque périphérique soumis à la norme CHIP devra montre patte blanche. CHIP utilisera la technologie de blockchain pour certifier la provenance de l’appareil. L’appareil sera ainsi décrit et validé pour interagir avec les autres éléments de la Smart Homes. Cette offre de services peut s’avérer fort utile dès lors que le nombre de périphériques dans la maison connectée s’accroit. La blockchain sera une solution pour authentifier un périphérique, mais également un moyen pour suivre la sécurité d’un appareil connecté de manière automatique. Il sera possible de savoir si un fabricant offre des mises à jour et donc si un fabricant a effectué ses mises à jour de sécurité.

Dans cette blockchain, n’importe qui pourra lire l’ID du produit et l’ID de son fabricant. On pourra à tout instant vérifier s’il existe dans ce qui est appelé le CHIP Compliance Ledger. Les fabricants peuvent mettre à jour les métadonnées concernant leurs produits. Ils pourront par exemple mettre à jour le descriptif du produit en rajoutant une URL où les mises à jour pourront être retrouvées. Ce registre permettra à quiconque de le lire et de déterminer si le dispositif est certifié et s’il a mis en œuvre les mises à jour de sécurité nécessaires. La blockchain pourra également véhiculer des informations comme les instructions de fonctionnement du produit ou un lien vers sa documentation.

Qu’en est-il des Smart Homes déjà en place ?

Est-ce que votre domotique est bonne à être mise à la poubelle ou bien pourra-t-elle rejoindre la norme CHIP Qu’en est-il de la rétrocompatibilité des appareils se connectant en WiFi ou en Ethernet ? Pourront-ils intégrer la norme CHIP? La Zigbee Alliance répond positivement à cela en renvoyant toutefois les fabricants à leurs responsabilités. Une TV, un système de chauffage, mais également une box domotique (Zigbee, Z-Wave, EnOcean ou autres) pourront rejoindre la norme CHIP si les fabricants sont en mesure d’apporter le support CHIP à leurs produits. Cela dépendra de la possibilité de l’ancien produit à discuter en IP, de sa capacité à être mis à jour (mise à jour logicielle), de sa puissance de traitement et bien évidemment de sa capacité à obtenir la certification CHIP. Cela laisse l’espoir que les produits en place dans la Smart Home puissent discuter avec CHIP.

C’est donc une bonne nouvelle : la porte n’est pas fermée à l’intégration dans CHIP des produits déjà en place dans nos Smart Homes. La possibilité existe pour que les fabricants puissent ajouter le support CHIP à leur offre actuelle. Comme on l’a évoqué précédemment, elle pourra être proposée en standard sur le produit Wifi (ou Ethernet) ou Thread. Si la mémoire est suffisante, que la puissance de traitement de l’information est suffisante, et que le périphérique dispose des bonnes radios, cette mise à jour pourrait être une simple mise à jour logicielle. Une autre manière de proposer la compatibilité avec la norme CHIP il est offert au fabricant de concevoir une passerelle qu’il pourra proposer à ces clients et qui assurera le lien entre sa solution historique et CHIP . Malgré ces 2 possibilités, si le produit ne peut pas être rattaché à la norme CHIP et si vous souhaitez absolument que la fonctionnalité soit assurée par un produit CHIP, vous devrez peut-être acheter un nouveau produit cette fois-ci certifié CHIP.

La certification est requise pour intégrer CHIP

Pour tous ceux qui se demandent ce qu’il adviendra de leurs anciens périphériques Z-wave ou Zigbee, il faut espérer que les fabricants de box domotiques puissent faire évoluer leurs produits par simple mise à jour (et certifications CHIP je tiens à le redire). On peut imaginer que les fabricants de périphériques eux-mêmes puissent proposer une passerelle entre leurs produits et la norme CHIP. L’une ou l’autre des solutions nous permettrait de conserver tous nos capteurs et actionneurs en place dans nos Smart Homes. Les fabricants qui n’ont pas encore osé lancer des produits Thread vont peut-être pouvoir enfin les proposer à la vente. Nanoleaf a été bien inspiré de proposer ses derniers produits avec cette technologie.

Des questions toujours en suspend…

Plus on en apprend sur la norme CHIP, plus on a de questions la concernant. Compte tenue de la nécessité de faire appel au smartphone pour intégrer un nouveau produit CHIP acheté dans sa Smart Home, pourra-t-on toujours piloter sa maison via Smartphone? Les Smartphones devront-ils également être certifiés CHIP pour pouvoir interagir avec des produits soumis à la norme CHIP? Comment se passera l’interaction avec sa Smart Home dès lors que l’on n’est plus connecté au réseau Wifi de sa maison ?

On a l’habitude de devoir installer une box domotique ou un hub pour orchestrer sa maison connectée. Il y a-t-il un produit qui va jouer ce rôle ? Si oui lequel ? Est-ce que cette intelligence pourra être répartie entre plusieurs cerveaux ? Il y aura-t-il une application unique pour programmer les interactions entre les périphériques, les objets connectés et les appareils de la Smart Home?

De quelle manière controlera-t-on un Smart Home CHIP?

La Zigbee Alliance a indiqué qu’avant le lancement des premiers produits, une campagne marketing sera orchestrée pour faire la promotion de CHIP. A cette occasion, il est peu probable qu’ils parlent du “Projet CHIP” ou de la “Norme CHIP”. Peut-être vont-ils tout simplement parler de CHIP. Ce sera peut-être l’occasion pour faire connaître une marque nouvelle avec un logo et une histoire marketing permettant aux clients d’identifier les produits tout en les rassurant sur les bénéfices découlant de ce que l’on a l’habitude de nommer aujourd’hui projet CHIP. C’est peut-être à ce moment que la Zigbee Alliance en profitera pour changer de nom en devenant l’Alliance qui fait la promotion et assure le développement de la nouvelle norme étendard d’une Smart Home interopérable….

Les autres protocoles peuvent être intégrés dans CHIP. Resta à connaître les modalités et limitations

L’objectif de CHIP est d’offrir une norme unifiée pour tous les produits de maison connectée afin que les clients n’aient pas à se demander si un appareil qu’ils achètent fonctionnera avec les autres appareils qu’ils possèdent déjà. C’est un minimum qui permettra à la Smart home de décoller. A terme, CHIP risque de faire de l’ombre aux “anciens” protocoles de Smart Home tels que Zigbee et Z-Wave. Ces derniers sont conçus pour fonctionner avec un hub de votre choix. Ce Hub ou cette box pourra certainement se débrouiller pour apporter dans un premier temps une intégration des périphériques dans la norme CHIP. Si des périphériques offrant la connectivité CHIP en standard, les fabricants de box et de périphériques Z-Wave et Zigbee pour ne citer qu’eux, auront alors du souci à se faire. D’un autre côté, une nouvelle norme n’est pas une garantie pour résoudre toute confusion, et il n’est impossible que le programme CHIP ne fasse qu’ajouter une autre option à la liste des normes déjà existantes.

Si vous voulez voir ou revoir le webinaire à ce premier point d’étape proposé par les acteurs du projet CHIP, je vous propose de vous assoir tranquillement afin d’écouter la retransmission de cet événement d’une heure.

The Future of IoT is Now: Project Connected Home over IP

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