描述

該項目旨在演示 Pod 物聯網安全解決方案——SAFE2 小程序，帶有最簡單的物聯網模塊——Arduino Nano。

SAFE2 小程序基于 GSMA IoT SAFE 理念的擴展。該小程序旨在為成本極低且受限的物聯網設備提供遙測數據到數據服務器的安全傳輸。

物聯網安全

IoT SAFE 小程序由 GSMA 于 2019 年 12 月 3 日推出。它旨在簡化物聯網解決方案并為加密密鑰提供安全存儲和安全環境以執行 TLS 協議的加密功能。

IoT SAFE 是一種運行在受保護環境中的安全庫。這種模型意味著物聯網應用程序的復雜架構，其中可能包括 TLS 層、中間件和帶有物聯網安全小程序的安全元素 (SIM)。

物聯網安全架構

?

TLS 層負責 TLS 握手和協議處理。IoT SAFE 中間件負責將命令從 TLS 層傳輸到 IoT SAFE 小程序。IoT SAFE 小程序負責加密操作的執行。

安全2

Pod SAFE2 解決方案旨在簡化從 SIM 卡到服務器的數據傳輸。它不僅包括加密庫，還包括基于 SIM 工具包功能的 TLS1.3 協議實現。

它顯著簡化了數據收集應用程序（例如物聯網遙測）和 SAFE2 小程序之間的接口。

外部應用程序只需要傳遞要發送到服務器的數據。

SAFE2 架構

?

不再需要 IoT 應用程序中的 TLS 層，因為它已經由 Pod SAFE2 小程序實現。

SIM 負責所有協議步驟，包括域名解析和重復嘗試，直到將消息傳送到服務器。

要通過 SAFE2 小程序發送一些數據，設備應用程序應通過調制解調器中間件向 SIM 發送特定命令 - 用于完全 SIM 訪問的 AT 命令，即“AT+CSIM”。

首先，輔助邏輯信道必須打開（以免干擾基本信道中調制解調器和 SIM 卡之間的 GSM 會話）。然后必須在新通道中選擇小程序，并將數據發送到同一通道中的小程序。通道應關閉以供重新使用。

AT+CSIM 命令必須根據 ISO/IEC 7816-4 將下一個 APDU 命令編碼到 SIM：

• 管理頻道（打開）；

• 選擇（按名稱）；

• 使用專有標簽“c1”放置數據；

• 管理頻道（關閉）。

獲取帶有應用程序數據的 PUT DATA 命令，SAFE2 小程序創建一個發送作業。該工作包含地址信息和申請數據。小程序將嘗試執行作業，直到成功為止。目前對于每個作業，如果需要解析服務器名稱，并使用存儲在 SIM 中的預共享密鑰建立 TLS 1.3 會話。

執行日志

下面是他的 Demo Scetch 的典型執行日志。第一部分是調制解調器設置，等待調制解調器中的網絡注冊和 GSM 相關進程的完成。下一部分 - 設備 ID 注冊 - 完成設置。最后一部分 - 向小程序提供數據。

15:35:05.588 -> nano started!
15:35:06.589 -> put 'at'
15:35:06.988 -> put 'at'
15:35:07.389 -> put 'at'
15:35:07.789 -> put 'at'
15:35:08.189 -> put 'at'
15:35:08.589 -> put 'at'
15:35:08.988 -> put 'at'
15:35:09.387 -> put 'at'
15:35:09.787 -> put 'at'
15:35:10.186 -> put 'at'
15:35:10.286 -> at
15:35:10.319 -> OK
15:35:10.386 ->
15:35:10.386 -> +CFUN: 1
15:35:10.485 ->
15:35:10.519 -> +CPIN: READY
15:35:10.651 ->
15:35:10.685 -> SMS Ready
15:35:11.581 -> put 'at+creg?'
15:35:11.581 -> 0:2
15:35:11.581 -> cntr: 0
15:35:13.074 -> put 'at+creg?'
15:35:13.074 -> 0:2
15:35:13.074 -> cntr: 0
15:35:14.600 -> put 'at+creg?'
15:35:14.600 -> 0:5
15:35:14.600 -> cntr: 1
15:35:16.093 -> put 'at+creg?'
15:35:16.093 -> 0:5
15:35:16.093 -> cntr: 2
15:35:17.587 -> put 'at+creg?'
15:35:17.587 -> 0:5
15:35:17.587 -> cntr: 3
15:35:19.080 -> put 'at+creg?'
15:35:19.113 -> 0:5
15:35:19.113 -> cntr: 4
15:35:20.606 -> put 'at+creg?'
15:35:20.606 -> 0:5
15:35:20.606 -> cntr: 5
15:35:22.099 -> put 'at+creg?'
15:35:22.099 -> 0:5
15:35:22.099 -> cntr: 6
15:35:23.592 -> put 'at+creg?'
15:35:23.625 -> 0:5
15:35:23.625 -> cntr: 7
15:35:24.621 -> setup finished
15:35:24.621 -> at+csim=10,"0070000001"
15:35:24.621 -> +CSIM: 6,"019000"
15:35:24.621 ->
15:35:24.621 -> OK
15:35:24.654 -> at+csim=34,"01A404000CF0706F646773616665320101"
15:35:24.654 -> +CSIM: 4,"9000"
15:35:24.654 ->
15:35:24.654 -> OK
15:35:24.787 -> at+csim=30,"01DA02C00A51523143572089723526"
15:35:24.787 -> +CSIM: 4,"9000"
15:35:24.787 ->
15:35:24.787 -> OK
15:35:24.820 -> at+csim=10,"0070800100"
15:35:24.820 -> +CSIM: 4,"9000"
15:35:24.820 ->
15:35:24.820 -> OK
15:35:24.820 -> Set DeviceID: OK
15:35:24.821 -> Humidity: 40
15:35:24.821 -> Temperature: 25
15:35:24.821 ->
15:35:24.821 -> HT data:00280019
15:35:24.821 -> at+csim=10,"0070000001"
15:35:24.821 -> +CSIM: 6,"019000"
15:35:24.821 ->
15:35:24.821 -> OK
15:35:24.854 -> at+csim=34,"01A404000CF0706F646773616665320101"
15:35:24.854 -> +CSIM: 4,"9000"
15:35:24.854 ->
15:35:24.854 -> OK
15:35:25.650 -> at+csim=18,"01DA02C10400280019"
15:35:25.650 -> +CSIM: 4,"9000"
15:35:25.650 ->
15:35:25.650 -> OK
15:35:25.650 -> at+csim=10,"0070800100"
15:35:25.650 -> +CSIM: 4,"9000"
15:35:25.650 ->
15:35:25.650 -> OK 

數據存儲

現在我們可以通過向服務器發送 https 查詢來檢查存儲的數據。服務器響應數據如下。

[
    {
        "sim_attribute_update_id": 11,
        "iccid": "894450250918638963",
        "deviceid": "51523143572089723526",
        "createdAt": "2020-10-01",
        "updatedAt": "2020-10-01",
        "sim_attributes": [
            {
                "id": 5,
                "sim_attribute_update_id": 11,
                "key": "data",
                "value": "00280019",
                "createdAt": "2020-10-01",
                "updatedAt": "2020-10-01"
            }
        ]
    }
]