LoRa – OTAA 및 ABP를 사용한 장치 활성화

 

새로운 최종 장치 (LoRa 장치)가 LoRa 네트워크에 추가되면 활성화 프로세스를 거쳐야 합니다. 활성화 프로세스를 통해 두 세션 키가 최종 장치와 네트워크 서버 간에 공유됩니다. 현재 LoRa는 다음 두 가지 유형의 활성화 방법을 제공합니다.

 

• OTA (Over-The-Air) 활성화
• 개인별 활성화 (ABP)

 

OTA (Over-The-Air) 활성화

 

OTAA 모드에서 엔드 디바이스는 네트워크 서버와 통신하여 활성화 절차(Join Procedure)를 수행합니다. LoRa 사양에 따라 OTAA 모드는 엔드 장치가 이미 배포되었거나 재설정될 때 사용됩니다. 아래 그림은 결합 절차를 보여줍니다.

 

 

 

1단계 - 가입 요청 메시지

 

엔드 디바이스가 가입 요청 메시지를 보내 가입 절차를 시작합니다. 참여 요청에 DevEUI, AppEUI 및 DevNonce가 포함됩니다. DevEUI 및 AppEUI는 각각 Global End Device 및 Application Identifier를 나타내며 IEEE 나타내며 EUI-64 주소 공간 형식을 따릅니다.

 

DevNonce는 장치가 각 엔드 장치에 대해 네트워크 서버는 최종 장치가 사용한 마지막 DevNonce값을 DevNonce 추적하고 DevNonce가 DevNonce 다음과 같은 경우 결합 요청을 무시합니다. 증분 되지 않습니다. 가입 요청의 MIC값은 MIC 최종 장치에 의해 계산되며 응용 프로그램 키(AppKey)는 최종 장치와 네트워크와 서버 간에 미리 공유됩니다. 결합 요청 메시지는 암호화되지 않습니다. 임의의 데이터 속도를 사용하고 지정된 결합 채널에서 임의의 주파수 호핑 순서에 따라 전송할 수 있습니다.

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2단계 - 인증 및 세션 키 생성

 

네트워크 서버는 참가는 요청을 받은 후 DevNonce를 기반으로 하는 DevNonce를 재생 공격 방지 프로세스를 수행합니다. 결합 요청의 DevNonce가 DevNonce 이전에 사용된 경우, 네트워크 서버는 메시지가 유효하지 않고 결합 프로세스가 실패한다고 판별합니다. 메시지가 유효하면 네트워크 서버는 최종 장치를 MIC 값으로 인증합니다.

 

최종 장치가 인증을 통과하면 네트워크 서버는 Nwk_SKey 및 App_SKey를 생성합니다. AppNonce는 네트워크 서버에서 생성 한 카운터 번호입니다. NetID는 NetID 24 비트 필드이며 5 개의 LSB를 NwkID라고 합니다. 지리적으로 복제된 LoRa 네트워크의 주소를 분리하는 데 사용됩니다. NetID의 NetID 다른 비트는 네트워크 서버에서 자유롭게 결정할 수 있습니다.

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3단계 - 메시지를 수락 가입

 

A가 포함되어 메시지를 받아 가입 AppNonce, NetID를, DevAddr, DLSettings, RxDelay, 및 CFList.DevAddr은 현재 네트워크 내의 엔드 디바이스의 32 비트 식별자이다. DevAddr의 DevAddr 7 MSB는 NwkID라고 NwkID 하며 NetID에도 NetID 포함되어있습니다. 다른 비트는 네트워크 서버에서 임의로 선택할 수 있습니다. DLSettings에는 DLSettings 다운 링크 구성과 관련된 몇 가지 값이 있습니다. RxDelay는 RxDelay 송수신 프로세스 사이의 지연입니다. CFList채널 CFList 주파수에 관한 선택적 필드입니다. 마지막으로 전체 가입 수락 메시지는 AppKey로 AppKey 암호화됩니다.

 

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4단계 - App Session Key 전송

 

App_SKey는 엔드 장치와 응용 프로그램 서버 사이의 종단 간 통신을 보호하기 위해 고안되었으므로 네트워크 되었으므로 서버에서 응용 프로그램 서버로 전송해야 합니다. LoRa 사양은 App_SKey를 App_SKey 응용 프로그램 서버와 교환할 시기와 방법을 할 시기와 지정하지 않으므로 구현에 따라 달라질 수 달라질 있습니다. 필수 부분이 될 수 있으므로 결합 절차에 포함될 수 있습니다.

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5단계 - 세션 키 생성

 

가입 수락 메시지를 받은 후 엔드 장치는 메시지를 해독하고 추출된 매개 변수를 사용하여 세션 키를 생성합니다.

 

 

개인별 활성화

 

ABP는 특정 조건에서 결합 절차를 수행하지 않고 엔드 장치가 특정 LoRa 네트워크에 속할 수 있는 방법입니다. ABP 모드에서 엔드 디바이스에는 결합 절차에 필수적인 DevEUI, AppEUI 및 AppKey가 없습니다. 개인화를 통해 엔드 디바이스를 활성화한다는 것은 결합 절차 중 DevEUI, AppEUI, AppKey 및 NwkKey에서 파생되는 대신 DevAddr 및 네 개의 세션 키 FNwk_SIntKey, SNwk_SIntKey, Nwk_SEncKey 및 App_SKey가 엔드 디바이스에 직접 저장됨을 의미합니다.

 

엔드 디바이스에는 특정 LoRa 네트워크가 시작돼 자마다 참여하는 데 필요한 정보가 있습니다. 각 장치는 고유 한 / SNwk_SIntKey, Nwk_SEncKey 및 App_SKey세트를 가져야 합니다. 한 장치의 키를 손상시키는 것이 다른 장치의 통신 보안을 손상시키지 않아야 합니다. 이러한 키를 작성하는 프로세스는 공개적으로 사용 가능한 정보 (예 : 노드 주소 또는 엔드 장치의 DevEUI)에서 키를 어떤 식으로든 파생할 수 없도록 해야 합니다.

 

출처 : http://www.techplayon.com/lora-device-activation-call-flow-join-procedure-using-otaa-and- abp/