5、LoRaWAN与NB - IoT的安全分析及应用选择

LoRaWAN与NB - IoT的安全分析及应用选择

1. LoRaWAN技术概述

LoRaWAN是一种低功耗广域网技术，连接网关到现有服务器（如The Things Network）较为简单，但存在无线电干扰问题。

1.1 LoRaWAN设备激活方式

LoRa v1.1设备有两种部署到网络的方式：
- 空中激活（OTAA） ：设备通过密钥生成握手加入网络，为每个会话创建唯一密钥。加入前，设备需存储唯一设备标识符（DevEUI）、加入服务器标识符（JoinEUI）、应用根密钥（Appkey）和网络根密钥（NwkKey）。具体流程如下：
1. 设备发送带有消息完整性代码（MIC，使用NwkKey计算）的Join - Request，由网关转发到Join - Server。
2. Join - Server验证请求后，为网络服务器（NwkSKey）、应用服务器（AppSKey）和设备（FNwkSIntKey、SNwkSIntKey、NwkSEncKey）生成会话密钥。
3. 网络会话密钥（NwkSKey）和应用会话密钥（AppSKey）分别分发到网络服务器和应用会话。
4. 发送高级加密标准（AES）加密的Join - Accept消息到设备。
设备可根据握手共享的随机数独立生成AppSKey、FNwkSIntKey、SNwkSIntKey和NwkSEncKey。相关密钥计算公式如下：

AppSKey = aes128encrypt(AppKey, 0x02|JoinNonce|JoinEUI|D