Συντάχθηκε 16-06-2026 14:25
Τόπος:
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 23/06/2026 11:45
Λήξη: 23/06/2026 12:45
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Αλεξάνδρου Παπαδάκη
με θέμα
Ασφαλή Διασυνδεδεμένα Έξυπνα Συστήματα για Οικιακές Εγκαταστάσεις
Secure Interconnected Smart Systems for Home Installations
Εξεταστική Επιτροπή
Καθηγητής Σωτήριος Ιωαννίδης (επιβλέπων)
Καθηγητής Γεώργιος Καρυστινός
Δρ Κυπριανός Παπαδημητρίου
Περίληψη
Η εργασία μελετά τη συγκριτική συμπεριφορά πέντε διαδρομών ασύρματης επικοινωνίας σε πραγματικό περιβάλλον οικιακού αυτοματισμού: Wi-Fi, Zigbee, Matter μέσω Wi-Fi και Matter μέσω Thread, με κοινό επίπεδο ανταλλαγής μηνυμάτων MQTT σε δύο στάδια ασφάλειας — χωρίς κρυπτογράφηση (βασικό στάδιο) και με έλεγχο πρόσβασης και κρυπτογράφηση μεταφοράς (ACL+TLS). Πλατφόρμα ενορχήστρωσης αποτελεί το Home Assistant OS με πραγματικές συσκευές καταναλωτικής αγοράς.
Η ανάλυση οργανώνεται γύρω από τρεις άξονες αξιολόγησης: (α) καθυστέρηση από άκρο σε άκρο και συμπεριφορά ουράς, (β) σημασιολογική απόκλιση μεταξύ διαδρομών που μοιράζονται κοινά κανάλια επικοινωνίας αλλά διαφορετική ακολουθία γεγονότων, και (γ) πολυπλοκότητα ένταξης συσκευών και κύκλου ζωής ανά τεχνολογία.
Τα ευρήματα δείχνουν ότι οι διαδρομές Zigbee εμφανίζουν τις ταχύτερες τυπικές αποκρίσεις ενεργοποίησης (διάμεση ολική καθυστέρηση ≈ 54 ms), το Matter μέσω Wi-Fi είναι ιδιαίτερα ανταγωνιστικό (65 ms), ενώ το Matter μέσω Thread, αν και επιχειρησιακά σταθερό, παρουσιάζει σημαντικά υψηλότερες καθυστερήσεις (205 ms, p99 = 691 ms). Η κρυπτογράφηση μεταφοράς με έλεγχο πρόσβασης δεν εισάγει μετρήσιμη επιβάρυνση απόδοσης, αλλά δεν εξαλείφει τη διαρροή μεταδεδομένων μέσω του χώρου ονομάτων των καναλιών μηνυμάτων. Η εργασία καταλήγει ότι η πρακτική ασφάλεια και η επίδοση ενός έξυπνου οικιακού περιβάλλοντος δεν προκύπτουν μόνο από το πρωτόκολλο, αλλά από το σύνολο της αρχιτεκτονικής εγκατάστασης.
Abstract
This thesis investigates the comparative behavior of five communication protocol paths in a real smart home environment: Native Wi-Fi, Zigbee, Matter-over-Wi-Fi, and Matter-over-Thread, all sharing a common MQTT messaging layer across two security stages (Baseline and ACL+TLS). The orchestration platform is Home Assistant OS running on physical hardware with real consumer devices.
The study is structured around three evaluation axes: (a) end-to-end latency and tail behavior, (b) semantic drift — the observation that paths sharing the same topic namespace can exhibit fundamentally different event ordering — and (c) commissioning and lifecycle complexity per technology.
Findings show that Zigbee paths deliver the fastest typical ON responses (median E2E ≈ 54 ms), Matter-over-Wi-Fi is highly competitive (65 ms), while Matter-over-Thread, despite being operationally stable, is substantially slower in this setup (205 ms, p99 = 691 ms). Adding ACL+TLS introduces negligible latency overhead but does not eliminate metadata exposure through the MQTT topic namespace. The thesis concludes that practical smart home security and performance cannot be inferred from protocol specifications alone — they emerge from the combined effect of orchestration architecture, commissioning mechanisms, topic design, and deployment maturity.
