LoRa聯(lián)盟從一開始在LoRaWAN協(xié)議中就對安全性進(jìn)行了設(shè)計。然而安全包含眾多方面，尤其是LoRaWAN的加密機(jī)制需要特殊的解釋。所以此對當(dāng)前LoRaWAN協(xié)議的安全性進(jìn)行說明。首先會針對協(xié)議中的安全屬性進(jìn)行闡述，然后呈現(xiàn)具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，最后對一些LoRaWAN安全性上的設(shè)計進(jìn)行解釋。LoRaWAN是一種低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以為IoT、M2M、智慧城市和工業(yè)應(yīng)用等場景提供低功耗、可移動、安全的雙向通信。LoRaWAN協(xié)議為低功耗進(jìn)行了優(yōu)化，并且為可支持?jǐn)?shù)以百萬計設(shè)備的大型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特別設(shè)計。LoRaWAN的特點(diǎn)是可以支持冗余操作、定位、低成本和低功耗等應(yīng)用場景。

雙向認(rèn)證作為網(wǎng)絡(luò)連接的過程，發(fā)生在LoRaWAN終端節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)之間。這確保只有真正的和已的設(shè)備才能與真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)相連接。

LoRaWAN的MAC和應(yīng)用消息是“生來”經(jīng)過認(rèn)證、完整性保護(hù)和加密的。這種保護(hù)和雙向認(rèn)證一同確保了網(wǎng)絡(luò)流量沒有改變，是來自一個合法的設(shè)備，而不是“者”，或者“”設(shè)備。

安全性設(shè)計原則要符合LoRaWAN的標(biāo)準(zhǔn)初衷，即低功耗、低復(fù)雜度、低成本和大擴(kuò)展性。由于設(shè)備在現(xiàn)場部署并持續(xù)的時間很長(往往是數(shù)年時間)，所以安全考慮一定要全面并且有前瞻性。LoRaWAN安全設(shè)計遵循的原則：標(biāo)準(zhǔn)的采取，算法的審查，以及端到端的安全機(jī)制。接下來我們會對LoRaWAN安全性的基本特性進(jìn)行描述：包括雙向認(rèn)證、完整性校驗(yàn)和保密機(jī)制。

安全性進(jìn)一步為終端設(shè)備和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換提供了端對端的加密機(jī)制。LoRaWAN是為數(shù)不多的支持端對端加密的IoT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，加密發(fā)生在空中接口處，但在運(yùn)營商的核心網(wǎng)絡(luò)中只是把它當(dāng)做純文本來傳輸?shù)摹Ｒ虼?，終端用戶還要選擇、部署和管理一個額外的安全層(通常通過某種類型的VPN或應(yīng)用層加密如TLS來實(shí)現(xiàn))。但這種方法并不適合應(yīng)用在LPWAN技術(shù)中，因?yàn)檫@會額外地增加網(wǎng)絡(luò)功耗、復(fù)雜性和成本。

AppKey和衍生而來的會話秘鑰會持續(xù)的保存在LoRaWAN設(shè)備中，它們的安全性依賴于設(shè)備的物理安全。一旦設(shè)備受到物理損害，這些秘鑰存在防篡改存儲器中從而受到保護(hù)，并且很難提取。一些資料指出LoRaWAN密碼只使用了XOR而并非AES。事實(shí)上，如之前所提到的，AES用在了標(biāo)準(zhǔn)化CTR模式，這利用了XOR加密操作(還有CBC等許多其他模式)。這通過給每個分組密碼分配一個惟一的AES碼強(qiáng)化了AES算法。

解釋：

AES – 一種高級加密標(biāo)準(zhǔn)。這是一個基于對稱密鑰的加密算法，允許消息加密和身份認(rèn)證。

CMAC - 基于暗碼的消息認(rèn)證碼。

CTR - 計數(shù)器模式加密標(biāo)準(zhǔn)。一種依賴于計數(shù)器的數(shù)據(jù)流加密AES算法的操作模式。

AES-CMAC - 基于暗碼的消息認(rèn)證碼，使用AES加密算法提供消息的完整性和真實(shí)性。

CBC是AES算法的一種操作模式，依靠一個初始化向量和前序的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行數(shù)據(jù)流的加密。