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互联互通协议安全设计
互联互通协议安全设计
1、背景：
物联网时代即将到来，智能家居是这个时代的一个典型的应用场景，目前基于智能家居的解决方案也越来越成熟，在智能家居方案里，感知层的设备之间的互动和学习将是一种特色，这也是使得家居变得智能的手段。由于智能家居将会是一套相对复杂的系统，所以同样会面临着各种各样的安全问题，从整体上看，除了传统的互联网安全问题外，还有其独具特色的感知层设备的安全问题，本文档也主要是基于这一层面来提出和解决问题的。
2、业务需求：
YS报警器能够接入各种类型的传感器，比如：烟雾传感和门磁等等，当传感器产生报警信号时，报警器向平台推送一条报警信息，并由平台把报警信息推送到用户客户端。其优点是支持各种传感类型的报警，缺点是报警器只能产生报警，用户无法在客户端上查看实时的现场状况，也不能执行任何操作，因此大大限制的报警器的推广和使用。
IPC报警是一种基于视频监控报警的解决方案，该方案的基于通过视频监控上的画面识别进行报警，优点是可以看到现场的实时状况和录像回放，缺点是基于视频的分析限制了报警的类型。
基于以上2点，YS需要设计一套协议，能够让跟让处于同一个局域网内的YS报警器和IPC产生互动，进行联动报警，即当报警器产生报警时，也能够通知IPC进行抓拍和录像，并由平台推送到用户的客户端，如下图所示：
3、风险分析：
虽然互联互通协议是基于局域网设计的，但由于用户使用设备的环境我们无法预估，可能存在较复杂的情况，在此，我们假设攻击者可能和受害者在同一个局域网内（群租环境下可能性很高）可能造成的风险。
3.1、仿冒：
（1）、攻击者仿冒一个合法的Sensor向Alarm发送报警触发信号。
（2）、攻击者仿冒一个合法的Alarm向IPC发送报警触发信号。
（3）、攻击者仿冒Alarm或IPC向平台发送报警信息。
3.2、伪造：
（1）、攻击者伪造合法的sensor报文发送给Alarm。
（2）、攻击者伪造合法的Alarm报文发给IPC。
（3）、攻击者伪造合法的Alarm或IPC报警报文发送给平台。
3.3、泄密：
（1）、由于传感器功耗小，处理能力差，故不和平台进行通信，sensor和alarm建立绑定关系不依赖于平台，而是双方使用点对点的方式，通过RF信道进行绑定。RF具有辐射范围大的优点，但也意味着，当sensor第一次通过RF向alarm发送绑定数据的时候，有可能被辐射范围内的监听器监听到，进而获得双方的交换的授权信息。
关于该问题，和本人在另外一篇《Smart config安全风险分析与对策》文章中描述的问题类似，在此不再详述。
PS：绑定就是指将sensor关联到指定的alarm，即sensor将授权信息发送给alarm的过程，后续的通信，alarm将通过授权信息验证sensor的合法身份。
（2）、sensor和alarm、alarm和IPC以及alarm、IPC和平台之间通信的泄密。
（3）、设备转移或被盗窃后导致的泄密 。
3.4、拒绝服务：
参考本人另外一篇《门磁报警破解猜想》，在此不再详述。
4、解决方案设计：
4.1、解决方案分析：
以Alarm和IPC为例，根据以上分析，其实主要面临3方面的问题：
（1）、身份认证：
Alarm和IPC之间的身份合法性验证问题。
（2）、权限控制：
解决Alarm和IPC都必须同属一个用户的问题。
（3）、通信安全：
解决通信过程中发生的信息泄漏、伪造和篡改问题。
4.2、解决方案流程图：
4.1、设备绑定：
即一个设备必须拥有一个属主，设备添加到平台时必须归属一个用户才能够正常使用，设备被绑定后无法再被其他用户绑定，决定了其一对一的关系 。
4.2、设备关联：
即对同一个用户下的设备建立关联关系，其实际是通过平台向同一个用户下的Alarm和IPC推送互联鉴权token 。
备注：
（1）、互联互通鉴权token应满足sessionID的长度、复杂度和随机性要求，建议使用UUID来生成，用于防止攻击者对鉴权token进行猜解。
（2）、鉴权token应设置适当有效期，从平衡用户体验角度，有效期可以设置长一些（比如3个月），用户防止鉴权token泄漏，导致攻击者可以进行长期控制。此外，当鉴权token过期时，还可以设计让设备自动向平台提请刷新。
（3）、当多个A1关联同一个IPC时，应当使用不同的互联互通鉴权token区分，避免当其中某个A1转让或被盗时，导致互联ID泄漏，相当于获得了触发IPC报警的有效身份。
4.3、设备通信：
备注：
Alarm和IPC通信安全可以使用消息摘要算法或者SSL协议来保证，细节可以参考本人另外一篇文章：《YS私有通信协议安全整改方案》。
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