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RF系统与Wi-Fi网络的安全问题解决方案

电子设计 2019-03-15 07:55 次阅读
本文着眼于RF系统安全性的关键问题。虽然安全性正在成为推出物联网的重要因素,但它增加了设计和开发的复杂性。本文着眼于不同物联网实施的安全隐患,从ZigBee和Thread等低功耗ISM网络到更大规模的Wi-Fi网络。 物联网正在发展,有许多不同的无线技术和这凸显了对不同安全方法的需求。随着越来越多的设备被故意通过因特网访问,出现了针对不同协议的许多不同的安全方法。 Wi-Fi,ZigBee和蓝牙有不同的安全系统,以及具有自己的安全技术的专有无线网络,如Dust。所有这些都基于相同的密码要素,但在组件的实现和支持方面各不相同。 物联网的早期实施很少考虑安全性。虽然有人担心保护微控制器中的代码不被复制(或改变,这是一个安全问题),但对保护无线链路的关注较少。有些采取了“安全保障”的方法,开发人员相信黑客不会找到这些设备。最近无线摄像头易于访问的情况已被证明是乐观的,这种访问被收集到一个网站中以便于查看。 现在,从端到端保护无线物联网网络至关重要。结束以防止各种可能的攻击。然而,在这样的系统中存在许多不同的安全层,从用于防止未授权使用节点的访问控制到用加密保护节点和网关之间的数据流。整个系统配置和安全管理也必须受到保护(这与操作系统中的根模式基本相同)。 因为许多物联网设备都是针对家庭的,其中一个主要的无线技术是Wi-Fi。家庭宽带网络普遍存在,这可以提供现成的基础设施。然而,众所周知,Wi-Fi难以保护,并且依赖于用户输入更复杂的密码(或设置协议),这些密码使用起来更加复杂。 Wi-Fi无线链路的安全性多年来一直是系统设计师面临的挑战。尽管有线等效保密(WEP)是世界上使用最广泛的Wi-Fi安全算法,但它仍然不鼓励使用有线等效保密(WEP)等早期技术。这取决于它的年龄,向后兼容性,以及它首先出现在许多路由器控制面板的加密类型选择菜单中。 WEP于1999年批准,第一个64位版本受限于出口加密技术。这后来被提升为使用128位加密密钥,并且即使使用后来的256位密钥版本也是最常见的实现,并且它在2004年正式退役。 处理能力不断提高微控制器允许Wi-Fi保护访问(WPA)等新技术在WPA-PSK中使用预共享密钥。这增加了256位密钥和完整性检查,以防止黑客攻击或更改在接入点和客户端之间传递的数据包的“中间人”攻击。临时密钥完整性协议(TKIP)为每个分组使用新密钥。虽然这比WEP更安全,但它是固件升级,因此依赖于可能受到危害的WEP元素,并被用于WPA2的高级加密标准(AES)取代。 AES WPA2是强制性的,并导致AES引擎在许多微控制器中的集成。 WPA2还增加了CCMP(具有块链接消息认证码协议的计数器密码模式)作为TKIP的替代品,TKIP仍然用于向后兼容WPA系统。 使用密码来建立无线安全性系统无法与数百万台嵌入式设备一起扩展,虽然家庭是物联网的关键平台,但仍有不同的方式来保护网络。 这是开发IEEE802.15.4,2.4 Hz标准的ZigBee实现的关键驱动因素之一。这也使用AES和128位密钥,用硬件而不是软件实现。它允许AES算法不仅加密正在传输的数据,还验证发送的数据。这由添加到消息中的消息完整性代码(MIC)(或消息验证代码(MAC))处理。这样可以保持标头和有效负载中数据的安全性。它是使用网络密钥从MAC帧创建的,因此可以由任何节点进行解码。如果消息来自不可信(欺骗)节点,则消息的MAC将与正版数据包的MAC不匹配,因此可以在任何恶意软件进入节点之前丢弃。 RF系统与Wi-Fi网络的安全问题解决方案 图1:802.15.4 ZigBee安全框架。 802.15.4 MAC帧中有三个安全字段。帧控制在MAC头中找到;和辅助安全控制一样,但只有在帧控制帧的安全启用子字段打开时才启用此功能。这有三个字段用于指定正在使用的安全类型,用于保护消息不被重放的帧计数器以及密钥标识符。 例如,Microchip的MRF24J40 RF收发器包含一个支持的安全引擎加密和解密在MAC子层和更高级别的802.15.4系统。 Atmel的AT86RF233 802.14.4 RF引擎还增加了硬件MAC支持,扩展操作模式和AES安全引擎,以改善整体系统功率效率和时间。除SLEEP和DEEP_SLEEP状态外,独立的128位AES引擎可以使用SPI接口并行访问所有PHY操作事务和状态。 RF系统与Wi-Fi网络的安全问题解决方案 图2:Atmel的AT86RF233显示了AES安全引擎,可以与SPI接口上的任何物理事务并行使用。 但是,在标准的更高级别,所有这些都可以增加固件的复杂性;因此,正在开发使用相同物理层的其他方法。 Dust Networks,现在是凌力尔特公司的一部分,为物联网应用开发了自己的802.15e网状网络实现。它与Eterna合作开发了一种FIPS-197验证加密方案,该方案包括节点认证和MAC和网络层数据加密,每个节点都有单独的密钥。这不仅会产生端到端的安全性,而且如果节点受到威胁,来自其他节点的通信仍然是安全的。用于安全密钥交换的机制允许刷新密钥并保持安全。为了防止对网络的物理攻击,Eterna支持以电子方式锁定设备并阻止访问存储密钥的闪存和RAM的功能。 RF系统与Wi-Fi网络的安全问题解决方案 图3:凌力尔特公司的LTP5901灰尘收发器模块。 Thread组正采取另一种方法。这是以与ZigBee相同的方式开发基于802.15.4的2.4 GHz物理层的协议,但在安全性所处的更高级别采用不同的方法。虽然细节仍然是粗略的,但Thread使用128位AES,并表示它可以避免Wi-Fi和ZigBee的漏洞,同时仍然易于配置。在Yale Security,Silicon Labs,三星电子,谷歌Nest实验室,飞思卡尔半导体,大屁股粉丝和ARM的支持下,这有很多硬件支持。 其他公司也一直在寻找层顶层实施安全的物理标准。例如,由ARM支持的一家名为Intercede的英国初创公司也在寻找保护物联网的方法。它已经取代了银行系统中的密码,现在正在研究如何保护汽车之间以及汽车与路边基础设施之间的无线通信链路。 结论 作为无线网络的成本已经下降,他们变得越来越普遍。随着物联网推动将各种设备连接到更广泛的互联网的兴趣,保护这些网络已成为任何设计的重要元素。网络安全已从WEP演变为WPA2,增加了AES等新功能,这些功能也被更多嵌入式网络采用。虽然这需要更多的开销和更高的复杂性,但其他无线设备开发人员已经提出了使网络安全的新方法。随着更新协议向更多合作伙伴推出更多应用程序,系统设计人员可以通过更多方式保护其网络并保护用户免受电子攻击。
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以太网接口的设计嵌入式系统是关键

嵌入式qy88千赢国际娱乐家居系统的设计与实现

想象一下:在酷热的夏天或寒冷的严冬,当您工作一整天后带着疲惫的身躯在回家的路上时,空调已经开启并调节....
发表于 04-17 14:18 57次 阅读
嵌入式qy88千赢国际娱乐家居系统的设计与实现

嵌入式税控POS系统中AT91RM9200有重要作用

据赛迪顾问统计,全国将有300~500万台的市场装机总容量及相关税务接口软硬件、配套设备、服务和培训....
发表于 04-17 14:15 48次 阅读
嵌入式税控POS系统中AT91RM9200有重要作用

LPC213X通过μC/OS-II的多种移植方案

C/OS-II是可移植、适用于对安全性要求苛刻的剥夺型实时多任务嵌入式系统,简单易学,在工程应用和嵌....
发表于 04-17 14:11 17次 阅读
LPC213X通过μC/OS-II的多种移植方案

嵌入式设计须知: MCU如何在扩展的SDRAM上运行程序?

在使用MCU的嵌入式系统设计中,当程序或者数据内存占用太大而无法放入片上闪存或SRAM时,开发者通常....
的头像 嵌入式资讯精选 发表于 04-16 11:14 252次 阅读
嵌入式设计须知: MCU如何在扩展的SDRAM上运行程序?

如何使用51单片机进行WiFiqy88千赢国际娱乐小车的制作

51单片机WiFiqy88千赢国际娱乐小车是利用PC或手机作为控制端,通过手机连接wifi模块(路由器)以获得wif....
发表于 04-16 08:00 42次 阅读
如何使用51单片机进行WiFiqy88千赢国际娱乐小车的制作

单片机和串口设备通讯设计时需要注意那几个问题

现在有很多外设喜欢通过UART接口进行通讯控制,比如串口WIFI模块,串口蓝牙模块,串口HMI等等。....
发表于 04-15 18:25 29次 阅读
单片机和串口设备通讯设计时需要注意那几个问题

基于ARM的FPGA嵌入式系统实现

嵌入式微处理器S3C44BOX内置ARM7TDMI核,集成了丰富的外围功能模块,内部8 kB Cac....
发表于 04-13 10:36 108次 阅读
基于ARM的FPGA嵌入式系统实现

2019 STM32峰会:汇聚解决中国新挑战的所有AI解决方案

人工qy88千赢国际娱乐对于今年的STM32峰会来说具有特殊的意义
的头像 STM32单片机 发表于 04-12 17:03 515次 阅读
2019 STM32峰会:汇聚解决中国新挑战的所有AI解决方案

一种基于嵌入式的USB读写器设计

随着USB技术和闪存技术的飞速发展,移动存储设备的速度和容量日新月异,但在工业控制的上位机和下位机之....
发表于 04-12 16:57 151次 阅读
一种基于嵌入式的USB读写器设计

联发科MT7615 WiFi无线芯片的电路图合集免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是联发科MT7615 WiFi无线芯片的电路图合集免费下载
发表于 04-11 08:00 78次 阅读
联发科MT7615 WiFi无线芯片的电路图合集免费下载

嵌入式软件工程师一般都在开发什么

在嵌入式这个行业,只要工作了几年的同仁。他们通常在跳槽面试下一家企业的时候简历都写的高大上,十个里面....
的头像 工程师人生 发表于 04-10 15:22 284次 阅读
嵌入式软件工程师一般都在开发什么

软件定义无线电兴起 RF设计也有了巨大的进步

软件定义无线电(SDR)代表了一种对传统射频(RF)设计技术的突破。原有的传统系统只能提供固定的功能....
发表于 04-10 15:03 158次 阅读
软件定义无线电兴起 RF设计也有了巨大的进步

嵌入式软件工程师待遇怎么样 当前企业需要哪些技术

想要了解嵌入式软件开发工程师待遇怎么样,那就先来看一下嵌入式软件工程师发展趋势怎么样,据市场分析,现....
的头像 工程师人生 发表于 04-10 14:57 279次 阅读
嵌入式软件工程师待遇怎么样 当前企业需要哪些技术

基于嵌入式的煤矿安全生产集中监控系统设计

煤炭、石油等化石能源是我国能源供应的主体,特别是煤炭在保障我国能源安全中,起着基础性作用。在我国目前....
发表于 04-10 08:44 258次 阅读
基于嵌入式的煤矿安全生产集中监控系统设计

Aitech防务系统公司提供用于人工qy88千赢国际娱乐(AI)的小型嵌入式计算系统

Aitech防务系统公司正在与Concurrent Real-Time公司合作,将RedHawk L....
的头像 新光电 发表于 04-09 14:36 365次 阅读
Aitech防务系统公司提供用于人工qy88千赢国际娱乐(AI)的小型嵌入式计算系统

10.7亿美元,这家WiFi芯片公司是因为什么被收购

此次收购大大增强了安森美半导体的连接产品组合,增加了行业领先的Wi-Fi技术和软件能力。
的头像 ssdfans 发表于 04-09 13:52 569次 阅读
10.7亿美元,这家WiFi芯片公司是因为什么被收购

HLK-M35串口WIFI透传模块AT指令手册资料免费下载

 HLK-M35 上电后,进入默认的模式即透传模式,用户可以通过串口命令把模块切换到 at 命令模式....
发表于 04-09 08:00 46次 阅读
HLK-M35串口WIFI透传模块AT指令手册资料免费下载

WiFi 6可以提高电池续航 意味着更好的安全性

WiFi是现代人生活中必不可少的一个角色,现在去别人家做客人们一定会问一个问题:“你们家WiFi密码....
发表于 04-08 15:58 149次 阅读
WiFi 6可以提高电池续航 意味着更好的安全性

集成式RF采样收发器支持快速跳频、多频带和多模式操作

最新的直接无线射频(RF) - 采样收发器 – 包括德州仪器的AFE7444和AFE7422设备,分....
发表于 04-08 13:59 102次 阅读
集成式RF采样收发器支持快速跳频、多频带和多模式操作

几种常用的经常出现于现有嵌入式应用中的内存映射I/O方法概述

Linux 暴风雨般占领了嵌入式系统市场。分析家指出,大约有1/3到1/2的32/64位新的嵌入式系....
发表于 04-08 08:52 79次 阅读
几种常用的经常出现于现有嵌入式应用中的内存映射I/O方法概述

基于DSP的实时嵌入式数字处理系统设计剖析

弹载信息处理系统是一种实时嵌入式数字处理系统,用于对弹载导引系统接收信号进行分析处理,实现对目标信号....
发表于 04-08 08:44 232次 阅读
基于DSP的实时嵌入式数字处理系统设计剖析

ESP8266-01刷固件机智云的数据手册免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是ESP8266-01刷固件机智云的数据手册免费下载。
发表于 04-08 08:00 68次 阅读
ESP8266-01刷固件机智云的数据手册免费下载

STM32F767 FreeRTOS开发手册的资料说明免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是STM32F767 FreeRTOS开发手册的资料说明免费下载包括了:第....
发表于 04-08 08:00 92次 阅读
STM32F767 FreeRTOS开发手册的资料说明免费下载

嵌入式存储市场增长 物联网安全是嵌入式存储的新挑战

今天以人工qy88千赢国际娱乐、3D打印、生物科技、机器人、无人驾驶、纳米科技、量子计算和物联网等为特征的第四次qy88千赢国际娱乐....
发表于 04-05 17:22 578次 阅读
嵌入式存储市场增长 物联网安全是嵌入式存储的新挑战

几种有代表性的嵌入式Linux浅析

由于 Linux 所具备的开源、稳定、高效、易裁剪、硬件支持广泛等优点,使得它在嵌入式系统领域最近十....
发表于 04-05 14:58 280次 阅读
几种有代表性的嵌入式Linux浅析

WiFi探针盒子又是什么时候出现的新技术?

手机MAC地址(Media Access Control Address)就是手机的网卡地址,换句话....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 04-04 14:06 356次 阅读
WiFi探针盒子又是什么时候出现的新技术?

通过信号相位行为提高频谱和功率效率

锁相环(PLL)使用相位检测器将反馈信号与参考信号进行比较,将两个信号的相位锁定在一起。虽然此属性仍....
的头像 电子设计 发表于 04-04 08:18 270次 阅读
通过信号相位行为提高频谱和功率效率

嵌入式C语言编程与Microchip PIC电子书免费下载

本书全面系统地介绍了C语言编程技术及其在嵌入式微控制器中的应用,其中包括嵌入式C语言、PIC微控制器....
发表于 04-04 08:00 77次 阅读
嵌入式C语言编程与Microchip PIC电子书免费下载

e络盟携带一系列qy88千赢国际娱乐解决方案亮相2019年慕尼黑上海电子展!

除此之外,随着AI成为未来的发展热点,e络盟还建立了AI技术资源中心,覆盖各种话题,包括AI基本释义....
的头像 嵌入式资讯精选 发表于 04-03 13:50 648次 阅读
e络盟携带一系列qy88千赢国际娱乐解决方案亮相2019年慕尼黑上海电子展!

基于近零中频的改善直接变换接收器设计浅析

无论是用于传输语音还是数据,RF通信链路都是现代生活的基本组成部分。发射器将信息调制到射频,无线电接....
发表于 04-03 10:51 166次 阅读
基于近零中频的改善直接变换接收器设计浅析

佳能正在研发RF14-21mm f/1.4 L USM镜头 有望于2020年正式发布

据最新爆料消息,佳能正在研发RF14-21mm f/1.4 L USM镜头,已经进入测试阶段,有望于....
发表于 04-03 09:19 213次 阅读
佳能正在研发RF14-21mm f/1.4 L USM镜头 有望于2020年正式发布

Qorvo已提供了超过1亿件5G无线基础设施元器件

2019年4月2日,移动应用、基础设施与国防应用中核心技术与 RF 解决方案的领先供应商 Qorvo....
发表于 04-03 09:13 271次 阅读
Qorvo已提供了超过1亿件5G无线基础设施元器件

关于嵌入式Linux中进程调度的内容浅析

处理机(CPU)是整个计算机系统的核心资源,在多进程的操作系统中,进程数往往多于处理机数,这将导致各....
发表于 04-03 09:02 92次 阅读
关于嵌入式Linux中进程调度的内容浅析

如何提高开源嵌入式处理应用程序的性能

通常理解的“开源”定义是指任何带有源代码的项目,可供其他程序员使用。开源软件通常在软件程序员社区内协....
的头像 电子设计 发表于 04-03 08:34 288次 阅读
如何提高开源嵌入式处理应用程序的性能

蓝桥杯模拟升降控制器和模拟液位检测告警系统的嵌入式程序免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是蓝桥杯模拟升降控制器和模拟液位检测告警系统的嵌入式程序免费下载。
发表于 04-03 08:00 37次 阅读
蓝桥杯模拟升降控制器和模拟液位检测告警系统的嵌入式程序免费下载

关于嵌入式Linux系统中的BSP浅析

嵌入式系统由硬件环境、嵌入式操作系统和应用程序组成,硬件环境是操作系统和应用程序运行的硬件平台,它随....
发表于 04-02 14:42 113次 阅读
关于嵌入式Linux系统中的BSP浅析

linux文件系统中的虚拟文件系统设计详解

Linux 中允许众多不同的文件系统共存,如 ext2, ext3, vfat 等。通过使用同一套文....
发表于 04-02 14:37 94次 阅读
linux文件系统中的虚拟文件系统设计详解