描述

該項目旨在展示 Pod IoT 安全解決方案——SAFE2 小程序，可用于從云服務器以經過身份驗證的方式安全地獲取配置數據。

SAFE2 小程序是基于 GSMA IoT SAFE 理念的擴展。該小程序旨在為最簡單且受限制的物聯網設備提供與服務器的雙向安全數據交換。

該解決方案適用于提高已部署項目的通信安全級別，在這些項目中沒有可用的免費硬件資源來實現加密協議。

安全2

SIM 中的 SAFE2 小程序包含預共享密鑰模式下的 TLS1.3 協議的實現。SIM 不僅包含協議邏輯，還存儲唯一的預共享密鑰 (PSK)。SIM 能夠通過 OTA 命令以安全的方式進行 PSK 更新。

SAFE2 部署架構

?

SIM 存儲用于訪問服務器（物聯網平臺）的 url、端點和端口號。

SIM 負責所有協議步驟，包括域名解析和重復嘗試，直到請求被傳遞到服務器。

要通過 SAFE2 小程序從服務器獲取配置數據，設備應用程序應通過調制解調器中間件向 SIM 發送特定命令 - 用于通用 SIM 訪問的 AT 命令，即“AT+CSIM”。

首先必須打開補充邏輯信道（以免干擾調制解調器和基本信道中的 SIM 之間的 GSM 會話）。然后必須在新的邏輯通道中選擇小程序，并且應向小程序發送特定命令以向服務器發起 HTTP GET 請求。每個 GET 請求都包含 SIM 的 ICCID（SIM 卡的唯一標識符）和 DeviceID，DeviceID 應由 Device Application 提前提供。SIM 將建立 TLS 1.3 會話并以加密和認證的方式將請求傳遞給代理。代理會將來自 SIM 的請求轉發到服務器，并將服務器的響應轉發到 SIM。設備應用程序應輪詢請求的狀態并在數據可用時收集數據。

配置數據

配置數據應通過 Luner IoT Suite 設置。

要創建配置，應通過提供的憑據獲取訪問令牌。

設備 ID 是 Arduino MKR GSM 1400 板的唯一標識符。scetch 包含提取設備 ID 并將其提供給 SAFE2 小程序的代碼。

ICCID 是使用的 SIM 卡的唯一標識符。

“Body”包含將從 SIM 明文傳送到設備的配置。正文應少于 255 個字符。

設備應用程序應能夠解析提供的配置數據。

配置開啟警報 (LED)

?

執行日志

下面提供的日志顯示了 2 個配置事件。設備啟動后 ( 23:36:58.376)，調制解調器返回注冊狀態“Registered in roaming” ( 23:37:05.412-23:37:14.656)。

23:36:55.420 -> MKR AT
23:36:55.420 -> B58D51C5504D5257352E3120FF0D1338
23:36:55.420 -> at
23:36:55.818 -> at
23:36:56.216 -> at
23:36:56.615 -> at
23:36:57.015 -> at
23:36:57.413 -> at
23:36:57.811 -> at
23:36:58.210 -> at
23:36:58.309 -> AT
23:36:58.376 -> OK
23:36:59.205 -> at+creg?
23:36:59.238 -> 0:0
23:36:59.238 -> cntr: 0
23:37:00.766 -> at+creg?
23:37:00.799 -> 0:0
23:37:00.799 -> cntr: 0
23:37:02.292 -> at+creg?
23:37:02.325 -> 0:0
23:37:02.325 -> cntr: 0
23:37:03.818 -> at+creg?
23:37:03.885 -> 0:0
23:37:03.885 -> cntr: 0
23:37:05.379 -> at+creg?
23:37:05.412 -> 0:5
23:37:05.412 -> cntr: 1
23:37:06.915 -> at+creg?
23:37:06.948 -> 0:5
23:37:06.948 -> cntr: 2
23:37:08.443 -> at+creg?
23:37:08.510 -> 0:5
23:37:08.510 -> cntr: 3
23:37:10.004 -> at+creg?
23:37:10.038 -> 0:5
23:37:10.038 -> cntr: 4
23:37:11.532 -> at+creg?
23:37:11.566 -> 0:5
23:37:11.566 -> cntr: 5
23:37:13.094 -> at+creg?
23:37:13.127 -> 0:5
23:37:13.127 -> cntr: 6
23:37:14.622 -> at+creg?
23:37:14.656 -> 0:5
23:37:14.656 -> cntr: 7
23:37:15.651 -> setup finished

設備 IDB58D51C5504D5257352E3120FF0D1338已提交給 SIM ( 23:37:16.017)，設備應用程序發送了配置數據請求 ( 23:37:17.346)。

23:37:15.751 -> at+csim=10,"0070000001"
23:37:15.751 -> +CSIM: 6,"019000"
23:37:15.751 -> 
23:37:15.751 -> OK
23:37:15.884 -> at+csim=34,"01A4040C0CF0706F646773616665320101"
23:37:15.884 -> +CSIM: 4,"9000"
23:37:15.884 -> 
23:37:15.884 -> OK
23:37:16.017 -> at+csim=42,"01DA02C010B58D51C5504D5257352E3120FF0D1338"
23:37:16.017 -> +CSIM: 4,"9000"
23:37:16.017 -> 
23:37:16.017 -> OK
23:37:16.083 -> at+csim=10,"0070800100"
23:37:16.083 -> +CSIM: 4,"9000"
23:37:16.083 -> 
23:37:16.083 -> OK
23:37:16.083 -> Set Device ID: OK
23:37:16.183 -> at+csim=10,"0070000001"
23:37:16.183 -> +CSIM: 6,"019000"
23:37:16.183 -> 
23:37:16.183 -> OK
23:37:16.316 -> at+csim=34,"01A4040C0CF0706F646773616665320101"
23:37:16.316 -> +CSIM: 4,"9000"
23:37:16.316 -> 
23:37:16.316 -> OK
23:37:17.346 -> at+csim=10,"01CA000000"
23:37:17.346 -> +CSIM: 516,"6467736166653

比設備應用程序每 15 秒 ( 23:37:32.429, 23:37:47.512, 23:38:17.672) 輪詢一次 SAFE2 小程序的狀態。

23:37:32.429 -> at+csim=10,"01CC020000"
23:37:32.429 -> +CSIM: 12,"000100009000"
23:37:32.429 -> 
23:37:32.429 -> OK
23:37:32.429 -> receiving state: 1
23:37:47.512 -> at+csim=10,"01CC020000"
23:37:47.512 -> +CSIM: 12,"000100009000"
23:37:47.512 -> 
23:37:47.512 -> OK
23:37:47.512 -> receiving state: 1
23:38:02.594 -> at+csim=10,"01CC020000"
23:38:02.594 -> +CSIM: 12,"000100009000"
23:38:02.594 -> 
23:38:02.594 -> OK
23:38:02.594 -> receiving state: 1
23:38:17.672 -> at+csim=10,"01CC020000"
23:38:17.672 -> +CSIM: 12,"000700009000"
23:38:17.672 -> 
23:38:17.672 -> OK
23:38:17.672 -> receiving state: 7

一旦狀態變為“數據可用”，設備應用程序就會請求數據 ( 23:38:17.938)，將它們取回 ( 23:38:17.938) 并解碼 JSON 數據。配置已應用，即 LED 已打開。

23:38:17.938 -> at+csim=10,"01CA010000"
23:38:17.938 -> +CSIM: 184,"7B22636F6E66696775726174696F6E223A7B2276657273696F6E223A22323032312D30352D3035222C22636F6E666967223A5B7B22616374696F6E223A22696F743A416C61726D222C22656666656374223A224F6E227D5D7D7D9000"
23:38:17.938 -> 
23:38:17.938 -> OK
23:38:17.938 -> received:90
23:38:17.938 -> {"configuration":{"version":"2021-05-05","config":[{"action":"iot:Alarm","effect":"On"}]}}
23:38:17.938 -> configuration version: 2021-05-05
23:38:17.938 -> iot:Alarm configured as ON

關閉補充邏輯通道后 ( 23:38:18.004) 設備應用程序開始等待，并在 5 分鐘后 ( 23:43:17.836) 啟動下一個循環。在等待期間，服務器端的配置已更新以關閉警報 (LED)。

23:38:18.004 -> at+csim=10,"0070800100"
23:38:18.004 -> +CSIM: 4,"9000"
23:38:18.004 -> 
23:38:18.004 -> OK
23:38:18.004 -> waiting.....
23:43:17.836 -> at+csim=10,"0070000001"
23:43:17.836 -> +CSIM: 6,"019000"
23:43:17.836 -> 
23:43:17.836 -> OK
23:43:17.970 -> at+csim=34,"01A4040C0CF0706F646773616665320101"
23:43:17.970 -> +CSIM: 4,"9000"
23:43:17.970 -> 
23:43:17.970 -> OK

設備應用程序再次發送配置數據請求 ( 23:43:19.034) 并在第一次輪詢后 ( 23:43:34.102) 獲得響應“數據可用”。在第二個循環中，請求的處理速度更快，因為 URL 已經被 SAFE2 小程序解析和兌現。

設備應用程序獲得了配置數據23:43:34.368。

這次配置包含“效果”：“關閉”并且 LED 已關閉。

在獲取配置數據結束時，補充邏輯通道關閉，下一次等待開始于23:43:34.435。

23:43:19.034 -> at+csim=10,"01CA000000"
23:43:19.034 -> +CSIM: 516,"6467736166653
23:43:34.102 -> at+csim=10,"01CC020000"
23:43:34.102 -> +CSIM: 12,"000700009000"
23:43:34.102 -> 
23:43:34.102 -> OK
23:43:34.102 -> receiving state: 7
23:43:34.368 -> at+csim=10,"01CA010000"
23:43:34.368 -> +CSIM: 186,"7B22636F6E66696775726174696F6E223A7B2276657273696F6E223A22323032312D30352D3035222C22636F6E666967223A5B7B22616374696F6E223A22696F743A416C61726D222C22656666656374223A224F6666227D5D7D7D9000"
23:43:34.368 -> 
23:43:34.368 -> OK
23:43:34.368 -> received:91
23:43:34.368 -> {"configuration":{"version":"2021-05-05","config":[{"action":"iot:Alarm","effect":"Off"}]}}
23:43:34.368 -> configuration version: 2021-05-05
23:43:34.368 -> iot:Alarm configured as OFF
23:43:34.435 -> at+csim=10,"0070800100"
23:43:34.435 -> +CSIM: 4,"9000"
23:43:34.435 -> 
23:43:34.435 -> OK
23:43:34.435 -> waiting