LoRa水表存在哪些致命缺陷？這五大致命缺陷你一定要知道！

安全問(wèn)題一：

免費(fèi)頻段+公開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)=易受攻擊

LoRa技術(shù)在誕生之初，便選擇了非授權(quán)頻段，這雖然有利于LoRa網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模推廣，但是卻為未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)安全埋下隱患。

LoRaWAN工作在ISM(Industrial Scientific Medical，工業(yè)，科學(xué)，醫(yī)學(xué))免費(fèi)頻段，它的協(xié)議規(guī)范是公開(kāi)的，這就帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題——易受攻擊。

LoRa將面臨的一種攻擊方式是偽造報(bào)文。要“偽造”一個(gè)End Node是困難的，但是攻擊者可以偵聽(tīng)4字節(jié)的DevAddr，直接使用該地址發(fā)送報(bào)文，Gateway會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)給Network Server（LoRaWAN Server四種服務(wù)器之一，簡(jiǎn)稱為NS），NS檢查MIC（Message IntegrityCode，信息完整碼，由NwkSKey進(jìn)行128AES加密）錯(cuò)誤，丟棄該“偽造報(bào)文”。

另一種攻擊方式是“惡意擁塞”。攻擊者使用LoRa設(shè)備，在125kHz帶寬，發(fā)送最大長(zhǎng)度preamble（前導(dǎo)碼），那么該通道將被惡意占用。只要攻擊者遵守duty cycle和發(fā)射功率，這種攻擊是“合法的”。

存在這種易受攻擊的安全隱患，LoRa使用者還是需要提高警惕。未來(lái)很可能，需要政策法規(guī)或行業(yè)規(guī)范，才能讓LoRaWAN免受擁塞攻擊。

相對(duì)而言，NB-IoT使用了授權(quán)頻段，有三種部署方式：獨(dú)立部署、保護(hù)帶部署、帶內(nèi)部署。全球主流的頻段是800MHz和900MHz。NB-IoT是基于授權(quán)頻段的通信，可以有效減少擁塞現(xiàn)象，而且減少被攻擊的概率，安全性能好。國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商可為NB-IoT提供電信級(jí)保障，安全性、可靠性有保障。

安全問(wèn)題二：

LoRa終端無(wú)SIM卡，是弱終端

LoRa的終端網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證憑證，沒(méi)有類似SIM卡的安全存儲(chǔ)介質(zhì)，安全需依賴終端的物理防護(hù)，這對(duì)于弱終端而言存在極大泄露風(fēng)險(xiǎn)。

弱終端（比如電氣水表等）容易被被攻擊者近端接觸，若身份泄露，存在惡意終端仿冒合法終端接入網(wǎng)絡(luò)/云平臺(tái)，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)/云平臺(tái)進(jìn)行類似DDoS攻擊來(lái)消耗整個(gè)系統(tǒng)資源；同時(shí)惡意終端仿冒合法終端上報(bào)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)導(dǎo)致企業(yè)/用戶遭受經(jīng)濟(jì)損失，比如仿冒正常用戶上報(bào)錯(cuò)誤電表數(shù)據(jù)，導(dǎo)致電力企業(yè)電費(fèi)異常，或?qū)е抡Ｓ脩粜枰嘟浑娰M(fèi)。

而相比之下，NB-IoT終端網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證憑證采用SIM卡存儲(chǔ)，提供安全可信存儲(chǔ)，防護(hù)等級(jí)可以達(dá)到EAL4以上，且經(jīng)過(guò)無(wú)線通信長(zhǎng)時(shí)間、大范圍安全考驗(yàn)，是全球認(rèn)可的認(rèn)證憑證存儲(chǔ)方式。

安全問(wèn)題三：

認(rèn)證機(jī)制簡(jiǎn)單且未受權(quán)威認(rèn)可

LoRa的終端與網(wǎng)絡(luò)/服務(wù)器的認(rèn)證機(jī)制為簡(jiǎn)單且未得到標(biāo)準(zhǔn)組織認(rèn)可的協(xié)議，且認(rèn)證采用的隨機(jī)數(shù)DevNonce只有2字節(jié)，AppNonce只有3字節(jié)，認(rèn)證請(qǐng)求MIC縮短為4字節(jié)，遠(yuǎn)低于業(yè)界普遍使用的隨機(jī)數(shù)32字節(jié)。

認(rèn)證隨機(jī)數(shù)過(guò)短，會(huì)導(dǎo)致較短時(shí)間內(nèi)就可能前面用過(guò)的隨機(jī)數(shù)被重復(fù)使用，從而使得攻擊者可以進(jìn)行重放攻擊。

與此同時(shí)，當(dāng)MIC過(guò)短容易發(fā)生碰撞，從而導(dǎo)致攻擊者利用此問(wèn)題，惡意仿冒終端接入進(jìn)行偽造入侵。這對(duì)于智能門(mén)鎖這樣防護(hù)等級(jí)要求很高的場(chǎng)景而言非常危險(xiǎn)，利用LoRa認(rèn)證協(xié)議隨機(jī)數(shù)和完整碼過(guò)短，攻擊者可以重放開(kāi)鎖指令，或仿冒終端，導(dǎo)致智能門(mén)鎖執(zhí)行錯(cuò)誤開(kāi)鎖指令，從而導(dǎo)致生命和財(cái)產(chǎn)損失。

而NB-IoT基于標(biāo)準(zhǔn)3GPP AKA/DTLS流程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層/傳輸層認(rèn)證，隨機(jī)數(shù)、認(rèn)證結(jié)果長(zhǎng)度均符合標(biāo)準(zhǔn)及業(yè)界要求，可以有效杜絕這些風(fēng)險(xiǎn)。

安全問(wèn)題四：

LoRa密鑰管理弱，存風(fēng)險(xiǎn)

在密鑰管理上，LoRa網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用傳輸層都由由相同的根秘鑰、隨機(jī)數(shù)生成而生成，兩層密鑰相互不隔離；同時(shí)加密/完整性保護(hù)秘鑰采用AES_128加密導(dǎo)出，安全等級(jí)和加密強(qiáng)度不足，業(yè)界也無(wú)此操作，也未經(jīng)過(guò)業(yè)界安全組織驗(yàn)證，因此存在秘鑰泄露導(dǎo)致數(shù)據(jù)隱私泄露、數(shù)據(jù)被篡改等風(fēng)險(xiǎn)。

這對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)中政府、企業(yè)和個(gè)人的核心數(shù)據(jù)和隱私數(shù)據(jù)的保護(hù)，都帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)和威脅。比如智能環(huán)保中，攻擊者利用LoRa密鑰強(qiáng)度不足、單一密鑰派生或密鑰管理不善等弱點(diǎn)，就可能使得環(huán)保監(jiān)控的數(shù)據(jù)被竊取，導(dǎo)致大氣、水質(zhì)污染等數(shù)據(jù)泄漏或惡意謠傳，引起社會(huì)恐慌和群體性事件，直接影響社會(huì)穩(wěn)定和國(guó)家安全。

而NB-IoT數(shù)據(jù)加密/完整性保護(hù)秘鑰基于3GPP/DTLS采用標(biāo)準(zhǔn)的HKDF算法派生，網(wǎng)絡(luò)層/傳輸層秘鑰由不同機(jī)制派生且相互隔離，兩層安全不會(huì)相互影響。

安全問(wèn)題五：

LoRa技術(shù)被國(guó)外公司壟斷，難保國(guó)家安全

最為關(guān)鍵的是，在當(dāng)前政治環(huán)境下，尤其是面臨未來(lái)中美貿(mào)易爭(zhēng)端可能長(zhǎng)期化的威脅背景下，LoRa由美國(guó)公司SEMTECH獨(dú)家私有技術(shù)壟斷，終端和網(wǎng)關(guān)芯片IP專利由SMETCH獨(dú)家掌控，而且未來(lái)技術(shù)演進(jìn)路徑也不明晰。

這無(wú)論從國(guó)家和IoT產(chǎn)業(yè)鏈，還是公司利益而言，都存在芯片被禁售、支付高昂專利費(fèi)、數(shù)據(jù)被竊取、網(wǎng)絡(luò)被控制等潛在巨大的技術(shù)和國(guó)家安全風(fēng)險(xiǎn)。今年上半年，國(guó)內(nèi)某家知名通信企業(yè)被美國(guó)政府制裁，導(dǎo)致該企業(yè)休克性癱瘓，經(jīng)濟(jì)利益和政治利益都損失巨大，對(duì)于全球所有國(guó)家和產(chǎn)業(yè)而言都教訓(xùn)深刻。

NB-IoT屬于3GPP開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)體系，技術(shù)專利由多家公司提供，且芯片供應(yīng)廠家眾多（有14家），技術(shù)可天然演進(jìn)到5G，因此技術(shù)和國(guó)家安全風(fēng)險(xiǎn)很低。

總結(jié)：

LoRa無(wú)法滿足IoT規(guī)模商用安全需求

總之，LoRa技術(shù)的獨(dú)家私有安全協(xié)議，在安全性上存在諸多問(wèn)題和挑戰(zhàn)，根本無(wú)法支撐大規(guī)模IoT商用部署安全要求。比如在智慧城市、智能環(huán)保、智慧農(nóng)業(yè)、智慧醫(yī)療、智能家居等應(yīng)用場(chǎng)景，LoRa部署的終端和網(wǎng)絡(luò)數(shù)量越大，所帶來(lái)的安全問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)越大。

而從IoT海量接入的安全保障而言，NB-IoT可以提供經(jīng)過(guò)實(shí)踐充分檢驗(yàn)的電信級(jí)安全保障，是當(dāng)前LPWA IoT技術(shù)的唯一最佳選擇。