8、物联网轻量级加密技术与协议解析

物联网轻量级加密技术与协议解析

1. 几种物联网网络技术介绍

1.1 Thread

Thread 旨在始终保持开启状态，也可简化为路由器合格终端设备（REED）。它在系统中作为次要组件，必要时可充当防火墙，无需用户输入。其连接会像蜂窝网络一样自动初始化，Mesh Link Establishment（MLE）消息用于创建和建立安全无线连接、识别相邻设备并控制设备间的传输成本。为提供 Thread 通道的数据安全，需创建一系列参与者。当设备想连接网络时，会与控制器发起 DTLS 握手以验证自身，控制器通常是智能手机等蜂窝调制解调器，通过网络网关与连接设备直接通信。DTLS 连接提供设备识别和信息安全设置的安全传输。此外，Thread 作为对等连接，所有设备传输相同数据，若指定为 REED，可按需在通道中充当控制器和协调器。Thread 网络使用提供商密码保护 802.15.4 MAC 传输的数据，防止间谍活动或蓄意干扰。

1.2 蓝牙低功耗（BLE）

BLE 被纳入蓝牙 4.0 标准，旨在为低功耗接口带来蓝牙连接，并便于与便携式智能手机和平板电脑集成。与现有的物联网物理层不同，它无需周边网络即可与便携式设备交互。简单模式会授权任何发送连接请求的设备，而密码模式需要处理信息来授权接收方。随着蓝牙 4.2 标准协议中加入 BLE 安全链接，BLE 可使用 ECDH 进行数据传输。基于早期蓝牙版本（4.1 及之前）的 BLE 发射器使用自己的密钥路由协议进行数据传输。根据启动方式，程序会确定一个临时密钥（TK），并生成短临时密钥（STK），进而生成长期临时密钥（LTK）。若 BLE 对称加密不使用 ECDH 加密，易受监控。BLE 使用身份解析密钥（IRK）将