Pod物聯(lián)網(wǎng)安全解決方案之SAFE2小程序

描述

該項目旨在演示 Pod 物聯(lián)網(wǎng)安全解決方案——SAFE2 小程序，帶有最簡單的物聯(lián)網(wǎng)模塊——Arduino Nano。

SAFE2 小程序基于 GSMA IoT SAFE 理念的擴展。該小程序旨在為成本極低且受限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供遙測數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)服務(wù)器的安全傳輸。

物聯(lián)網(wǎng)安全

IoT SAFE 小程序由 GSMA 于 2019 年 12 月 3 日推出。它旨在簡化物聯(lián)網(wǎng)解決方案并為加密密鑰提供安全存儲和安全環(huán)境以執(zhí)行 TLS 協(xié)議的加密功能。

IoT SAFE 是一種運行在受保護環(huán)境中的安全庫。這種模型意味著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的復(fù)雜架構(gòu)，其中可能包括 TLS 層、中間件和帶有物聯(lián)網(wǎng)安全小程序的安全元素 (SIM)。

物聯(lián)網(wǎng)安全架構(gòu)

?

TLS 層負責 TLS 握手和協(xié)議處理。IoT SAFE 中間件負責將命令從 TLS 層傳輸?shù)?IoT SAFE 小程序。IoT SAFE 小程序負責加密操作的執(zhí)行。

安全2

Pod SAFE2 解決方案旨在簡化從 SIM 卡到服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸。它不僅包括加密庫，還包括基于 SIM 工具包功能的 TLS1.3 協(xié)議實現(xiàn)。

它顯著簡化了數(shù)據(jù)收集應(yīng)用程序（例如物聯(lián)網(wǎng)遙測）和 SAFE2 小程序之間的接口。

外部應(yīng)用程序只需要傳遞要發(fā)送到服務(wù)器的數(shù)據(jù)。

SAFE2 架構(gòu)

?

不再需要 IoT 應(yīng)用程序中的 TLS 層，因為它已經(jīng)由 Pod SAFE2 小程序?qū)崿F(xiàn)。

SIM 負責所有協(xié)議步驟，包括域名解析和重復(fù)嘗試，直到將消息傳送到服務(wù)器。

要通過 SAFE2 小程序發(fā)送一些數(shù)據(jù)，設(shè)備應(yīng)用程序應(yīng)通過調(diào)制解調(diào)器中間件向 SIM 發(fā)送特定命令 - 用于完全 SIM 訪問的 AT 命令，即“AT+CSIM”。

首先，輔助邏輯信道必須打開（以免干擾基本信道中調(diào)制解調(diào)器和 SIM 卡之間的 GSM 會話）。然后必須在新通道中選擇小程序，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到同一通道中的小程序。通道應(yīng)關(guān)閉以供重新使用。

AT+CSIM 命令必須根據(jù) ISO/IEC 7816-4 將下一個 APDU 命令編碼到 SIM：

• 管理頻道（打開）；

• 選擇（按名稱）；

• 使用專有標簽“c1”放置數(shù)據(jù)；

• 管理頻道（關(guān)閉）。

獲取帶有應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的 PUT DATA 命令，SAFE2 小程序創(chuàng)建一個發(fā)送作業(yè)。該工作包含地址信息和申請數(shù)據(jù)。小程序?qū)L試執(zhí)行作業(yè)，直到成功為止。目前對于每個作業(yè)，如果需要解析服務(wù)器名稱，并使用存儲在 SIM 中的預(yù)共享密鑰建立 TLS 1.3 會話。

執(zhí)行日志

下面是他的 Demo Scetch 的典型執(zhí)行日志。第一部分是調(diào)制解調(diào)器設(shè)置，等待調(diào)制解調(diào)器中的網(wǎng)絡(luò)注冊和 GSM 相關(guān)進程的完成。下一部分 - 設(shè)備 ID 注冊 - 完成設(shè)置。最后一部分 - 向小程序提供數(shù)據(jù)。

15:35:05.588 -> nano started!
15:35:06.589 -> put 'at'
15:35:06.988 -> put 'at'
15:35:07.389 -> put 'at'
15:35:07.789 -> put 'at'
15:35:08.189 -> put 'at'
15:35:08.589 -> put 'at'
15:35:08.988 -> put 'at'
15:35:09.387 -> put 'at'
15:35:09.787 -> put 'at'
15:35:10.186 -> put 'at'
15:35:10.286 -> at
15:35:10.319 -> OK
15:35:10.386 ->
15:35:10.386 -> +CFUN: 1
15:35:10.485 ->
15:35:10.519 -> +CPIN: READY
15:35:10.651 ->
15:35:10.685 -> SMS Ready
15:35:11.581 -> put 'at+creg?'
15:35:11.581 -> 0:2
15:35:11.581 -> cntr: 0
15:35:13.074 -> put 'at+creg?'
15:35:13.074 -> 0:2
15:35:13.074 -> cntr: 0
15:35:14.600 -> put 'at+creg?'
15:35:14.600 -> 0:5
15:35:14.600 -> cntr: 1
15:35:16.093 -> put 'at+creg?'
15:35:16.093 -> 0:5
15:35:16.093 -> cntr: 2
15:35:17.587 -> put 'at+creg?'
15:35:17.587 -> 0:5
15:35:17.587 -> cntr: 3
15:35:19.080 -> put 'at+creg?'
15:35:19.113 -> 0:5
15:35:19.113 -> cntr: 4
15:35:20.606 -> put 'at+creg?'
15:35:20.606 -> 0:5
15:35:20.606 -> cntr: 5
15:35:22.099 -> put 'at+creg?'
15:35:22.099 -> 0:5
15:35:22.099 -> cntr: 6
15:35:23.592 -> put 'at+creg?'
15:35:23.625 -> 0:5
15:35:23.625 -> cntr: 7
15:35:24.621 -> setup finished
15:35:24.621 -> at+csim=10,"0070000001"
15:35:24.621 -> +CSIM: 6,"019000"
15:35:24.621 ->
15:35:24.621 -> OK
15:35:24.654 -> at+csim=34,"01A404000CF0706F646773616665320101"
15:35:24.654 -> +CSIM: 4,"9000"
15:35:24.654 ->
15:35:24.654 -> OK
15:35:24.787 -> at+csim=30,"01DA02C00A51523143572089723526"
15:35:24.787 -> +CSIM: 4,"9000"
15:35:24.787 ->
15:35:24.787 -> OK
15:35:24.820 -> at+csim=10,"0070800100"
15:35:24.820 -> +CSIM: 4,"9000"
15:35:24.820 ->
15:35:24.820 -> OK
15:35:24.820 -> Set DeviceID: OK
15:35:24.821 -> Humidity: 40
15:35:24.821 -> Temperature: 25
15:35:24.821 ->
15:35:24.821 -> HT data:00280019
15:35:24.821 -> at+csim=10,"0070000001"
15:35:24.821 -> +CSIM: 6,"019000"
15:35:24.821 ->
15:35:24.821 -> OK
15:35:24.854 -> at+csim=34,"01A404000CF0706F646773616665320101"
15:35:24.854 -> +CSIM: 4,"9000"
15:35:24.854 ->
15:35:24.854 -> OK
15:35:25.650 -> at+csim=18,"01DA02C10400280019"
15:35:25.650 -> +CSIM: 4,"9000"
15:35:25.650 ->
15:35:25.650 -> OK
15:35:25.650 -> at+csim=10,"0070800100"
15:35:25.650 -> +CSIM: 4,"9000"
15:35:25.650 ->
15:35:25.650 -> OK 

數(shù)據(jù)存儲

現(xiàn)在我們可以通過向服務(wù)器發(fā)送 https 查詢來檢查存儲的數(shù)據(jù)。服務(wù)器響應(yīng)數(shù)據(jù)如下。

[
    {
        "sim_attribute_update_id": 11,
        "iccid": "894450250918638963",
        "deviceid": "51523143572089723526",
        "createdAt": "2020-10-01",
        "updatedAt": "2020-10-01",
        "sim_attributes": [
            {
                "id": 5,
                "sim_attribute_update_id": 11,
                "key": "data",
                "value": "00280019",
                "createdAt": "2020-10-01",
                "updatedAt": "2020-10-01"
            }
        ]
    }
]