深入了解lorawan 技术

2022-04-15 14:00:45 admin 683

lorawan 是 LoRa 联盟开发的远程广域网协议,可将“事物”无线连接到区域、国家或全球网络中的互联网。该技术可满足关键的物联网 (IoT) 要求,例如双向通信、端到端安全性、移动性和本地化服务。 它使用 ISM 频段中的未授权频谱定义了网络的通信协议和系统架构,而 LoRa 物理层则在连接到网络的远程传感器、信标和网关之间建立远程通信链路。该协议有助于利用任何位置的硬件和软件快速建立公共或私有物联网网络。 使用 lorawan,终端设备可以通过两种方式连接到网络:

  1. 无线激活 (OTAA):要连接到网络,设备必须首先建立网络密钥和应用程序会话密钥。

  2. 个性化激活 (ABP):用于与网络通信的设备密钥是硬编码的,从而导致不太安全但更简单的连接。

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lorawan有多安全?

lorawan有一个用于网络的安全层和一个用于应用程序的安全层。应用层安全保证网络运营商无权访问最终用户的应用数据,而网络安全保证网络中的每个节点都是合法的。因此,lorawan标准提供了两个加密层:

  1. 终端设备和网络服务器交换一个 128 位的网络会话密钥。

  2. 在应用程序级别,一个唯一的 128 位应用程序会话密钥 (AppSKey) 是端到端共享的。

数据由节点加密,然后通过 lorawan协议再次加密,然后传输到 LoRa 网关。网关通过标准 IP 网络将数据传输到网络服务器。网络服务器使用网络会话密钥 (NwkSkey) 解密lorawan 数据。然后它将数据发送到应用程序服务器,应用程序服务器使用应用程序会话密钥来解密数据(AppSKey)。

然后将加密添加到 lorawan 通信协议中。然而,LoRa 传输是基本的无线电波通信,无法自行加密。如果 lorawan设备通过无线激活或 OTAA 连接到网络,则设备和网络之间会交换一个 128 位的 AppKey。AppKey 用于在设备发送加入请求时构造消息完整性代码(MIC),然后服务器将 MIC 与 AppKey 进行比较。

如果检查成功,服务器会生成两个新的 128 位密钥:应用会话密钥(AppSkey)和网络会话密钥(NetSkey)(NwkSkey)。AppKey 用作将这些密钥发送回设备的加密密钥。设备在收到密钥后解密并安装两个会话密钥。 

lorawan 技术的优势

lorawan技术有很多优点。让我们来看看:

  • 它具有以千米为单位的大覆盖区域。

  • 在免费频率上运行,无需预付费用。

  • G adgets 的电池寿命很长,设备电池可以使用 2-5 年。

  • 采用开放式方法的非专有合作伙伴关系。

  • 扩展范围允许智能城市应用,但低带宽使其非常适合具有有限数据和/或可变数据传输的实际物联网安装。

  • C更昂贵的连接成本,是无线的,并且易于设置和部署。

  • 凭借 AES 加密、完全双向通信以及 CISCO、IBM 和其他 500 家 LoRa 联盟成员公司的支持,它为网络和应用程序提供了一层安全保护。

除了特定行业的实施外,lorawan还可以在高成本 5G 替代方案过于昂贵的新兴国家实现物联网。该技术由于其灵活、相对简单的设计和最小的网络硬件要求,大大降低了部署成本,同时其低能耗进一步节省了运行支出。lorawan旨在将设备无线连接到互联网,是物联网传感器、跟踪器和信标的理想选择,这些传感器、跟踪器和信标具有适度的数据流量要求和有限的电池寿命。该协议的固有属性使其成为广泛应用的绝佳候选者。

lorawan技术的局限性

尽管上面列出了这项技术的许多巨大优势,但仍然存在许多局限性。让我们看看一些可能性:

  • 需要减少延迟(通常以毫秒为单位)和定义抖动的大数据有效负载、持续监控和硬实时应用程序与此技术不兼容。

  • 随着网关在大都市地区的部署,LPWAN 技术(尤其是 lorawan)的发展带来了共存问题。开放频率具有易受干扰和数据速率差的缺点。

对lorawan的正当利益

lorawan技术是物联网领域的一个新流行词。随着物联网不断扩展并变得越来越流行,了解任何新技术的安全性、优势和劣势非常重要。lorawan在高成本 5G 过于昂贵的情况下启用物联网的能力,以及降低总体部署成本的能力,无疑使其成为一项卓越的技术。但是,必须针对您的特定用例仔细权衡其其他优点和限制。


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