深入:LoRaWAN®终端设备激活¶

使用NwkSKey完整性验证¶

每个LoRaWAN上行或下载包包含一个4-octet消息完整性代码(麦克风在PHY载荷),如图1所示。

计算麦克风在Mac头(MHDR),帧头(FHDR),框架端口(FPort)和帧负载(FRMPayload)使用NwkSKey在4.4节的指令之后,消息完整性代码规范(25页)TS001-1.0.4 LoRaWAN®L2 1.0.4规范。

图1:麦克风在PHY负载,用于计算麦克风的字段¶

计算麦克风使用NwkSKey在发送上行链路终端设备。网络服务器验证麦克风使用相同的NwkSKey。

验证麦克风使用NwkSKey当收到下行从网络服务器。

验证麦克风确保数据没有被篡改。

使用加密的NwkSKey款数据帧¶

MAC命令发送的帧有效负载(FRMPayload)帧的端口(FPort)设置为0款数据帧,如图2所示。款数据帧加密使用NwkSKey。

图2:与FPort MAC载荷FRMPayload包含MAC命令,设置为0¶

加密和解密FRMPayload使用NwkSKey4.3.3节中说明后,MAC帧载荷的加密规范(24页)TS001-1.0.4 LoRaWAN®L2 1.0.4规范。

加密FRMPayload使用NwkSKey当发送款数据帧的上行链路终端设备。

解密FRMPayload使用NwkSKey当收到款数据帧下行从网络服务器。

加密FRMPayload提供安全和防止任何人检查这些信息。

阅读更多关于款数据帧的发送和接收MAC命令部分我们的论文深入了解LoRaWAN®MAC命令。

使用加密的AppSKey特定于应用程序的数据帧¶

特定于应用程序的数据帧数据帧发送帧的端口(FPort)设置1到255之间,表明框架有效负载(FRMPayload)包含应用程序数据如图3所示。特定于应用程序的数据帧包含特定于终端设备的数据用例,如温度传感器的温度读数。

图3:MAC FRMPayload包含特定于应用程序的数据有效载荷,FPort组1和255之间¶

加密和解密FRMPayload在使用特定于应用程序的数据帧AppSKey4.3.3节中说明后,MAC帧载荷的加密规范(24页)TS001-1.0.4 LoRaWAN®L2 1.0.4规范。

加密FRMPayload使用AppSKey在发送特定于应用程序的数据帧的上行链路终端设备。

解密FRMPayload使用AppSKey当收到特定于应用程序的数据帧下行从网络服务器。

加密FRMPayload提供安全和防止任何人检查这些信息。

设备行(DevEUI)¶

DevEUI是全球唯一的64位标识符在电气和电子工程师学会(IEEE)行- 64地址空间,惟一地标识设备。

无线电模块的生产商可能已经与有效配置模块DevEUI。如果没有,或者如果你不能使用供应DevEUI,你必须获得自己的全局唯一的DevEUI。了解获得商用DevEUI通过阅读2.2节,Extended-Unique 2.5.1标识符(第7页)和部分,设备行(8页)TR007发展LoRaWAN V1.0.0®设备。获得进一步的建议DevEUI被发现在发展LoRaWAN-based设备:事情要知道,DevEUI。

加入服务器标识符(JoinEUI)¶

连接服务器标识符(JoinEUI)允许支持使用一个连接服务器,它是独立于网络服务器,提供一个额外的安全层,是不可能的网络服务器访问AppSKey因此网络服务器无法解密的特定于应用程序的消息发送到和设备。了解更多关于网络服务器和连接服务器的分离TS2-1.1.0 LoRaWAN后端接口规范。

的JoinEUI一个标识符在电气和电子工程师学会(IEEE)行- 64地址空间标识连接服务器用来处理连接的过程。这个连接服务器必须与设备的供应AppKey和DevEUI在加入过程开始之前。

的JoinEUI是提供给你的运营商加入服务器使用。许多设备将使用相同的JoinEUI。

如果你不使用一个连接服务器与网络服务器分开,选择自己的行JoinEUI使用在你所有的设备上。使用一个有效的行为JoinEUI将使你在未来使用外部连接服务器。

应用键(AppKey)¶

应用键(AppKey)是一个高级加密标准(AES) 128位根键独特的终端设备。使用AppKey终端设备和连接服务器来推导出NwkSKey和AppSKey会话密钥OTAA过程,验证连接请求和连接的完整性接受OTAA过程中发送的消息的一部分麦克风。

2.5.3阅读部分,根键(9页)TR007发展LoRaWAN V1.0.0®设备学习如何安全地生成和存储根键等AppKey。

加入请求负载领域¶

的JoinEUI和DevEUI存储在设备上节中解释吗步骤1:提供终端设备与钥匙。处理连接请求的代码从设备中检索这些键。

的DevNonce是一个计数器,应该从0开始,必须增加每一个连接请求被发送到网络服务器。的DevNonce不应该被重用。如果没有加入接受接收到消息,和重复相同的加入请求,那么DevNonce仍必须增加。

计算消息完整性代码(麦克风)¶

计算消息完整性代码(麦克风在Mac头()MHDR),JoinEUI,DevEUI,DevNonce使用AppKey6.2.5节指令后,计划框架(45页)TS001-1.0.4 LoRaWAN®L2 1.0.4规范。的麦克风使用网络服务器,以确保消息在传输过程中没有被修改。

加入请求传输¶

加入的多个传输请求应在所有默认通道允许在该地区和一系列的数据率允许在该地区,以确保消息到达网关。

遵循第7节中描述的传输补偿过程,重发倒扣(49页)TS001-1.0.4 LoRaWAN®L2 1.0.4规范。这些指导方针确保传输时间跨多个终端设备是随机足以避免洪水网络如果他们都试图连接在同一时间。

按照3.7节中的步骤,避免同步行为(16页)的文档TR007发展LoRaWAN®设备确保随机性网关和最大化网络容量的传输时间和频道选择当发送连接请求。

如果你在一个地区的运作与固定通道计划,阅读更多关于使用频道3.2节中,固定频道计划加入文档的流程优化(12页)TR007发展LoRaWAN®设备。

进一步指导传播责任周期,您应该使用渠道,利率应该使用不同地区之间的数据。找到你所在地区的指导方针,开放RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范,定位你的设备将在部分区域。的指导方针在分段资格加入请求地区名称带通道的频率。例如,对于该地区eu863 - 870小节标题eu863 - 870带通道的频率在25页。

解密加密字段¶

加密字段包含所有加入接受字段和麦克风是LoRaWAN PHY载荷内发现包如图9所示。

图9:Join-Accept和麦克风加密,显示在PHY LoRaWAN数据包的有效载荷¶

包含加密解密八位字节负载使用AES加密函数在电子代码书(ECB)模式,与AppKey的秘密。

解密后返回的字段,如图10所示,加入服务器nonce (JoinNonce),加入服务器网络标识符(NetID),终端设备地址(DevAddr),下行配置设置(DLSettings传输和开放之间的延迟),所需的接收窗口(RXDelay)和可选的网络参数列表(CFList),以及一个重复的消息完整性代码(麦克风),还发现在PHYPayload。

图10:字段后发现解密加密的有效载荷¶

验证消息完整性代码(麦克风)¶

计算消息完整性代码(MIC)来验证加入接受消息的完整性,确保它没有被篡改。计算麦克风在Mac头(MHDR),JoinNonce,NetId,DevAddr,DLSettings,RXDelay,CFList使用AppKey6.2.6节在第1481行指令后,Join-Accept帧(45页)TS001-1.0.4 LoRaWAN®L2 1.0.4规范。

图11:字段用来计算麦克风¶

确认麦克风你计算匹配麦克风返回的PHY载荷,以及麦克风加密的有效负载中发现只是解密。如果任何麦克风不匹配,忽略此消息。

检查连接Nonce防止连接接受重播攻击¶

敌人位置范围内的终端设备可以记录加入接受信息,然后回放消息以应对未来加入请求签发的设备。如果终端设备接受这重播加入接受,它将生成会话密钥使用JoinNonce在老加入接受,这将是不同的JoinNonce使用的网络服务器。因此,终端设备将产生不正确的会话密钥,将拒绝任何进一步上行链路和网络服务器。这种类型的攻击是一节更详细地描述问题# 1:Join-accept回放(6页)的技术建议文档技术建议防止状态同步问题LoRaWAN®1.0。x加入程序。

有助于防止加入接受重放攻击,终端设备可以存储每一个JoinNonce所收到的加入接受,拒绝新加入接受,如果它包含了JoinNonce在存储列表。加入目前必须存储在非易失性内存(NVM),这样他们不会丢失设备时骑车。然而,存储每一个加入Nonce将消耗大量的内存。因此,作为一个最小值,设备应该存储之前加入目前的合理数量。这将防止连接接受再现攻击的基于连接接受发送在一个合理的时间内攻击之前。

一节题为补救# 1:防止Join-accept回放(8)页的技术建议文档技术建议防止状态同步问题LoRaWAN®1.0。x加入程序建议加入服务器使用一个特定于设备的递增计数器JoinNonce,每个加入增量曾接受发表。这意味着JoinNonce收到了每个加入接受1,2、3等终端设备然后检查JoinNonce在加入接受高于先前存储JoinNonce,忽视整个加入接受,如果它不是。如果连接被接受,接受新的JoinNonce存储在NVM。实现这个检查时,您必须确定您所使用的网络服务器或者加入服务器支持一个递增JoinNonce。检查文档在加入服务器/网络服务器或联系你的供应商。终端设备实现这张支票可以不再是搬到一个网络服务器或加入服务器没有实现一个递增JoinNonce。确保您的终端设备可以移动/加入服务器和网络服务器之间保持尽可能的安全,你可以有终端设备上的软件启用或禁用递增JoinNonce通过一个下行的行为。

生成会话密钥¶

你使用相同的算法作为加入服务器用于生成NwkSKey和AppSKey会话密钥。使用生成的密钥AppKey随着JoinNonce,NetID,DevNonce在解密加入接受有效载荷。按照说明在部分6.2.6线1479年和1480年,Join-Accept帧(45页)TS001-1.0.4 LoRaWAN®L2 1.0.4规范生成密钥。

存储设备地址(DevAddr)¶

设备地址(DevAddr)中加入接受用于上行帧从后端设备发送激活过程。存储DevAddr在非易失性存储器(NVM)准备发送上行链路时使用。

处理下行配置设置(DLSettings和RXDelay)¶

下行配置设置字段(DLSettings)包含两个字段,设置RX1DROffset和RX2DataRate字段。

• RX1DROffset使用网络服务器调整之间的数据率抵消上行和第一接收窗口(RX1)。

• RX2DataRate使用网络服务器调整数据率第二接收窗口后上行(RX2)。

后,RX1DROffset和RX2DataRate最初在这个配置加入接受,这些字段更新通过接收MAC命令窗口参数(RXParamSetupReq)。这个命令的文档也作为这些字段的详细指南,发现在5.4节中,接收窗口参数(第33页)TS001-1.0.4 LoRaWAN®L2 1.0.4规范。

的RXDelay字段定义之间的延迟的上行传输和开幕式的第一接收窗口。

后,RXDelay最初加入接受配置,更新价值通过接收窗口时机MAC命令(RXTimingSetupReq)▽字段。这两个字段遵循相同的约定。了解RXDelay领域,读相同的文档格式▽在5.7节,设置延迟TX和RX(39页)TS001-1.0.4 LoRaWAN®L2 1.0.4规范。

数据率抵消、数据速率和延时沟通应该使用这些字段在所有进一步的传播,直到通知否则通过相应的MAC命令(RXParamSetupReq和RXTimingSetupReq),应该替换默认区域设置这些值。

设置初始数据率¶

设置初始数据率用于上行链路传输相同的数据率,用于连接请求消息的传播,导致该连接接受被收到。

发送第一个上行后,设备将实现自适应数据速率控制中描述实现自适应数据速率。

MAC层设置默认值¶

后设置传递的值RX1DROffset,RX2DataRate,RXDelay字段和初始数据速率,最终设备现在应该设置区域所有剩余的MAC层参数默认设置,包括传输能量的,和通道配置,也部分中引用默认使用ADR上行之前设置我们的实现自适应数据速率。

网络参数(CFList)¶

网络参数的列表可能会提供的CFList字段。这一领域可能表明您的终端设备应使用的渠道。这些参数的细节,以及他们是否会提供有针对性。找到你所在地区的详细信息,开放RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范,定位你的设备将在部分区域。在分段资格的指导方针地区名称Join-Accept CFList。例如,对于该地区eu863 - 870小节标题eu863 - 870 Join-Accept CFList27页。

重置帧计数器(FCntUp和FCntDown)¶

重置帧计数器(FCntUp和FCntDown)值为0。

后的第一个终端设备发送的上行激活包括FCntUp设置为0。FCntUp增加了1对所有后续新上行消息。

当每一个新的下行接收来自网络服务器FCntDown是递增的。如果新的下行包含一个FCntDown这是低于FCntDown前收到的消息,下行被忽略。

了解更多关于部分4.3.1.5帧计数器,计数器(22页)TS001-1.0.4 LoRaWAN®L2 1.0.4规范。

完成类C的加入过程设备¶

如果您的终端设备使用C类,年底前可以收到下行设备在任何时候除非传输,网络服务器将不会开始发送下行,直到它首先接收终端设备的上行。

你应该立即向服务器发送消息,需要确认,确认上行,为例。继续发送此消息,尊重工作周期和重新传输指南,直到收到相应的下行从网络服务器。

如果终端设备发送消息定义的变量的次数ADR_ACK_LIMIT,仍然没有收到响应,开始加入再发送另一个连接请求。ADR_ACK_LIMIT区域中定义参数的值文档中默认设置。在版本RP002-1.0.3,ADR_ACK_LIMIT设置为64。

阅读更多关于完成类C的加入程序设备部分补救# 3:快速键确认(9页)的技术建议文档技术建议防止状态同步问题LoRaWAN®1.0。x加入程序。

设备行(DevEUI)¶

1.0.4 LoRaWAN规范介绍了ABP设备供应的要求DevEUI以及NwkSKey,AppSKey,DevAddr。按照说明的部分设备行(DevEUI)学习如何获得DevEUI。

设备地址(DevAddr)¶

如果你的设备将在公共网络,注册DevAddr必须提供的网络服务器。如果网络服务器是私人,你可以生成自己的DevAddr遵循指导方针但是节终端设备地址(42页)TS001-1.0.4 LoRaWAN®L2 1.0.4规范。获得进一步的建议DevAddr被发现在发展LoRaWAN-based设备:事情要知道,通过个性化设备地址和激活。

会话密钥(NwkSKey和AppSKey)¶

的NwkSKey和AppSKey会话密钥类型的根密钥。2.5.3阅读部分,根键(9页)TR007发展LoRaWAN V1.0.0®设备学习如何安全地生成和存储根键。

帧计数器(FCntUp和FCntDown)¶

集FCntUp和FCntDown为0,将它们存储在非易失性内存(NVM),以确保持续电力设备时骑车。

第一次发送的上行设备应该结束FCntUp设置为0。FCntUp是为每个后续新的上行消息增加了1。

当每一个新的下行接收从网络服务器FCntDown是递增的。如果新的下行包含一个FCntDown这是低于FCntDown前收到的消息,下行被忽略。

了解更多关于部分4.3.1.5帧计数器,计数器(22页)TS001-1.0.4 LoRaWAN®L2 1.0.4规范。