algorithm - 保护无线协议(protocol)的最佳实践

Question

我正在开发两个微 Controller 之间的无线通信协议(protocol)，使用 433Mhz 调制解调器，它可以发送原始格式的串行数据(如果需要，可以是纯文本)。我知道这听起来更像是一道电子题，但我的问题出在编码部分，让我自己解释一下。

假设单元一向单元 2 发送此命令 “0x001/0x010/LIGHT1/ON”(这是纯文本)，第一个是单元 1 名称，第二个是单元 2 名称，第三个执行器和最后一个 Action 。一切正常，工作正常，但我想给系统一点安全级别，因为如果有人使用“中间人”之类的技术收听该频率，他可以随时轻松复制命令并重新发送想要。

我正在考虑加密通过空中传输的消息，但话又说回来，这不会保护系统免受相同类型的攻击，假设我使用 MD5 之类的东西加密消息，我将传输类似 的东西“767b79ebb8061054d3ad1eaef428b469”，攻击者只需复制该字符串并重新发送即可获得相同的结果。

那我该如何解决呢？考虑到我不控制核 react 堆，所以我不需要非常高的安全级别。

Answer 1

我假设，每个节点“知道”它应该从哪些节点接收命令——在这种情况下，让接收节点为每个它将接收命令的节点存储一个(简单的) key ，然后将三个字段添加到协议(protocol):

• 一个盐(由发送者创建的随机数)
• 序列号
• 认证字段

发送方和接收方都为 tx->rx 关系存储最后使用的序列号，发送方在每个命令中增加它。

发送方和接收方都创建了一个连接SequenceNumber+Command+SequenceNumber+salt+nodekey的散列(SHA1？)

编辑 nodekey 是发送节点的 key

发送方将其作为身份验证字段发送，接收方将其与身份验证字段进行比较，如果序列号高于 LRU 序列号并且身份验证字段检查为 OK，则仅接受命令。

这对于重放攻击是安全的，因为它会涉及序列号重用。

编辑:

关于序列号同步丢失的评论中存在担忧，但提议的解决方案对此有弹性:只有发送者会增加 SN，接收者将接受所有 SN高于上次使用。消息丢失会使 SN 跳跃，但仍会被接受为高于 LRU。