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0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)設備的激增,，各行業(yè)公司正致力于改善智能家居設備的開發(fā)和推廣。

然而,，隨著創(chuàng)新的繼續(xù),，網(wǎng)絡安全的風險也在增加。主要讓消費者擔憂的安全和資料隱私也限制了技術(shù)的發(fā)展,。本文介紹因應安全和隱私而設計的物聯(lián)網(wǎng)連接標準 Matter,，強調(diào)其關(guān)鍵的性能如何確保從工廠到客廳的設備安全。

Matter 以前稱為 Project Connected Home Over IP (CHIP),，是一種全球連接標準,，旨在實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設備之間的無縫通信。通過 Google,、Apple,、Amazon 和其他公司（包括 Silicon Labs）的努力，Matter 可以更輕松地構(gòu)建與智能家居和語音服務（如 Amazon 的 Alexa,、Apple Smart Home,、Google Assistant 等）兼容的設備。如今,，設計適合這些流行生態(tài)系統(tǒng)的設備是一項復雜的 工作,，有時會導致糟糕的用戶體驗。Matter 的核心是在設計時會考慮到設備制造商和使用者,。借助消費者智能家居設備的可互操作無線標準,，該行業(yè)可將市場導向完全集成的系統(tǒng)。

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (internet protocol, IP) 是讓 Matter 能為所有人服務的關(guān)鍵要素,?；?IP 的 Wi-Fi、以太網(wǎng)和 Thread 網(wǎng)絡技術(shù)使跨標準的通信成為可能,。制造商青睞電池供電,、遠程和低功耗物聯(lián)網(wǎng)解決方案，以實現(xiàn)智能家居技術(shù)的無縫連接,，而 Wi-Fi 和 Thread 等協(xié)議（使 用基于 IP 的網(wǎng)絡）使客戶能夠輕松開發(fā)出低功耗無線物聯(lián)網(wǎng) Matter 解決方案,。

1 Matter采用現(xiàn)有技術(shù)的最佳元素

現(xiàn)有的無線協(xié)議提供了不同的優(yōu)點，Matter 定義的特征之一是利用這些技術(shù)提供的最佳特性并將它們集成在一起,。

2 安全和認證 Matter 的安全和認證

目前,，每個智能家居生態(tài)系統(tǒng)都有自己的安全和認證要求。這給開發(fā)人員帶來困擾,，并最終導致消費者的部署風險,。更多的協(xié)議意味著網(wǎng)絡犯罪分子的攻擊面更大,。

常見的攻擊媒介包括：

? 通過遠程控制或物理篡改導致故障；

? 誘使設備回退到安全性較低的模式,；

? 配置假冒的設備,；

? 通過配置的拒絕服務(DDoS)攻擊停止服務；

? 利用無占用證明（亦即,，無保護的調(diào)試）,。

消費者需要知道是否他們的設備可被信任。移動設備,、PC 和云服務的最佳安全實踐—包括設備真實性,、通信安全和訪問控制—已受開發(fā)人員和消費者所期待，這些機制也可以保護物聯(lián)網(wǎng)設備,。然而,，智能家居技術(shù)在制造、運營和維護方面存在自己獨特的安全問題,，而這些都是 Matter 努力解決的方面,。

3 開發(fā)與制造

Matter 軟件開發(fā)套件 (SKD) 由來自整個行業(yè)（包括 Silicon Labs），以安全為中心的大型開發(fā)人員團隊構(gòu)建,。它的代碼 是完全開源的，團隊持續(xù)戮力規(guī)劃定期的審計和檢驗協(xié)議來監(jiān)控開發(fā)的變化,。

為了避免設備在供應鏈中的工廠中出現(xiàn)惡意代碼植入等攻擊,，Matter 專注于提供設備身份和固件安全性。根據(jù)新成立的標準維持設備認證過程的完整性至關(guān)重要,。Silicon Labs 等無線技術(shù)設計人員提供工具和設備,，說明開發(fā)人員從一開始就將安全功能妥善集成到設計中。例如,，Silicon Labs 的 EFR32 器件允許開發(fā)人員加密和驗證啟動的映射,，因此任何接收到該映射的設備都可以對其進行驗證。

負責監(jiān)督 Matter 的連接標準聯(lián)盟 (connectivity standards alliance, CSA) 還建立了一個安全小組和一個產(chǎn)品安全事件因應小組 (Product Security Incident Response Team, PSIRT),，在外部報告出現(xiàn)安全漏洞時,，迅速處理、審查和解決相關(guān)問題,。

4 操作模式

在家中安裝后,，設備仍然容易受到遠程和物理攻擊。為了避免和抵御這些攻擊,，Matter 認證過程可確保加入網(wǎng)絡的每個設備都已經(jīng)過認證,，并且所有信息在安裝后都經(jīng)過加密和身份驗證。

安全連接可以單播到一個設備,，也可以廣播到生態(tài)系統(tǒng)中的多個設備,，以確保數(shù)據(jù)在保密和不變的狀態(tài)下到達其預期的目的地,。該策略利用分層的身份驗證和證明方法完成任務。

Matter 安全是一體成形的,，因此它不須依賴任何底層通信技術(shù)的安全性,。Wi-Fi 或 Thread 等技術(shù)所采用的安全措施是一種額外的保護級別，而在設備齊全的整體套件中,，Matter 的參考實現(xiàn)包含了安全功能的元素,。

5 維護

在沒有維護機制的情況下維護安全是一種不切實際的期望；可靠的更新過程可防止惡意軟件和未經(jīng)授權(quán)的固件加載到運行中的設備上,。

Matter 調(diào)試遵循最新的安全標準如下：

● 設備只有在經(jīng)過身份驗證后才能訪問 Wi-Fi 或 Thread 網(wǎng)絡,；

● 設備擁有者須提供頻帶外的設備密碼以證明控制的安全性；

● 在未證明其真實性（即設備認證）的情況下,，設備無法加入 Matter 網(wǎng)絡,；

● 空中無線（OTA）固件更新須經(jīng)過驗證和加密。

合規(guī)性分類清單有助于身份驗證,，因此網(wǎng)絡可以在允許設備進入網(wǎng)絡之前判斷設備是否已通過認證,。分類清單列出了所有已知制造商及其兼容軟件，因此,，如果軟件更新未經(jīng)認證,，則網(wǎng)絡上不會允許更新。每個 Matter 設備都包含一個制造商證書和一個私鑰,，以證明該設備是可信的,。Silicon Labs 在所有 EFR32 芯片產(chǎn)品中集成了加密技術(shù)，以在每個芯片的安全組件中生成私鑰——Secure VaultTM,，從而使私鑰無法入侵,，因此不會被黑客攻擊或竊取。

Matter 協(xié)議本身也會進行維護作業(yè),，而不僅是單純設備,。其核心規(guī)范的設計依據(jù)原有的加密模式進行更新，而不會改變整個規(guī)范,，除非威脅分析指出必須進行規(guī)范的修正,，旨在因應未來版本的修訂。

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