ZigBee विनिर्देशन। सुरक्षा

ZigBee की सुरक्षा अवधारणा आपसी विश्वास पर आधारित है ...

जैसा कि पहले ZigBee नेटवर्क और लेख पर मेरे विषयों में उल्लेख किया गया है, ZigBee नेटवर्क की एक विशिष्ट विशेषता की गारंटी है, हस्तक्षेप के लिए प्रतिरोधी, मल्टीपाथ क्षीणन, विभिन्न क्रैश और विफलताओं डेटा ट्रांसमिशन।
इसमें जोड़ा जाना चाहिए: न केवल गारंटीकृत, बल्कि सुरक्षित ट्रांसमिशन भी, जो कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
यह कल्पना करना मुश्किल नहीं है कि प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली या सुरक्षा प्रणाली के संचालन के साथ अनधिकृत हस्तक्षेप क्या हो सकता है।
इसी समय, कम महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में, सुरक्षा के स्तर के लिए आवश्यकताओं में कुछ कमी के कारण उपकरणों की कीमत कम होने की संभावना होनी चाहिए।
यह वह दृष्टिकोण है जिसे ZigBee सुरक्षा मॉडल में लागू किया गया है, जिसे यह विषय समर्पित है।

ZigBee नेटवर्क पर प्राथमिक गोपनीयता तंत्र सभी प्रमुख डेटा का उचित संरक्षण है। और सुरक्षा का आधार एक भरोसेमंद संबंध है, जो चाबियों की प्रारंभिक स्थापना के चरण में और सुरक्षा से संबंधित सूचना के प्रसंस्करण की प्रक्रिया में दोनों अनिवार्य है। यही है, डेटा विनिमय केवल विश्वसनीय पक्षों के बीच किया जाना चाहिए। यह दृष्टिकोण क्रमिक रूप से डेटा विनिमय के पूरे पदानुक्रम की अनुमति देता है।

ZigBee विनिर्देश NWK और APS स्तरों पर सुरक्षा को परिभाषित करता है और IEEE 802.15.4 मानक द्वारा विनियमित बुनियादी सुरक्षा संरचना पर निर्भर करता है। एप्लिकेशन प्रोफाइल के माध्यम से आवेदन सुरक्षा सुनिश्चित की जाती है (प्रोटोकॉल स्टैक को यहां देखा जा सकता है )।

कीज़ ZigBee सुरक्षा वास्तुकला की आधारशिला हैं। उनकी सुरक्षा अत्यंत महत्त्वपूर्ण है, और चाबी को कभी भी असुरक्षित चैनलों पर प्रसारित नहीं किया जाना चाहिए। इस नियम के लिए एक अल्पकालिक (और केवल) अपवाद केवल तब होता है जब पहले से कॉन्फ़िगर डिवाइस डिवाइस से कनेक्ट नहीं होता है।

ZigBee विनिर्देश विशेष सुरक्षा उपायों के लिए प्रदान करता है, क्योंकि किसी विशेष मामले में बनाए गए नेटवर्क बाहरी उपकरणों के लिए शारीरिक रूप से सुलभ हो सकते हैं, और विशिष्ट कार्य वातावरण अप्रत्याशित हो सकते हैं। इसके अलावा, विभिन्न अनुप्रयोग जो एक साथ चलते हैं और संचार के लिए एक ही ट्रांसीवर का उपयोग करते हैं, उन्हें पारस्परिक रूप से विश्वसनीय होना चाहिए, क्योंकि लागत कारणों से मॉडल एप्लिकेशन ऑब्जेक्ट्स के बीच फ़ायरवॉल प्रदान नहीं करता है।

प्रोटोकॉल स्टैक में, विभिन्न परतों को क्रिप्टोग्राफिक रूप से अलग नहीं किया जाता है, इसलिए एक एक्सेस पॉलिसी की आवश्यकता होती है और उचित डिजाइन की आवश्यकता होती है। डिवाइस के भीतर एक ओपन ट्रस्ट मॉडल कुंजी साझा करने की अनुमति देता है, जो विशेष रूप से डिवाइस की संभावित लागत को कम करता है।
हालांकि, फ्रेम बनाने वाली परत इसकी सुरक्षा के लिए जिम्मेदार है। यदि दुर्भावनापूर्ण उपकरणों का खतरा होता है, तो परत पर सभी पेलोड जो इसे बनाता है, इसे एन्क्रिप्ट किया जाना चाहिए ताकि अनधिकृत ट्रैफ़िक को तुरंत काट दिया जा सके। एक अपवाद, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, एक नए संलग्न उपकरण के लिए एक नेटवर्क कुंजी का हस्तांतरण है, जो इसके लिए एकीकृत नेटवर्क सुरक्षा के स्तर को स्थानांतरित करता है।

सुरक्षा वास्तुकला
ZigBee विनिर्देशन के अनुसार सुरक्षा प्रणाली 128-बिट एईएस एल्गोरिथ्म पर आधारित है। ZigBee स्पेसिफिकेशन सिक्योरिटी सर्विसेज मुख्य पीढ़ी, डिवाइस प्रबंधन और डेटा सुरक्षा को परिभाषित करते हैं।

ज़िगबी सुरक्षा तंत्र को लागू करने के लिए 128-बिट कुंजियों का उपयोग करता है। कुंजी या तो नेटवर्क से जुड़ी हो सकती है (और ZigBee और मैक उपलेयर द्वारा उपयोग की जाती है) या संचार चैनल के साथ। पूर्व-स्थापना, समझौते या हस्तांतरण द्वारा कुंजी प्राप्त की जा सकती है। संचार चैनल कुंजी बनाना एक मास्टर कुंजी के उपयोग पर आधारित है जो संचार चैनल कुंजी के पत्राचार को नियंत्रित करता है। प्रारंभिक मास्टर कुंजी एक सुरक्षित वातावरण (ट्रांसमिशन या प्री-इंस्टॉलेशन) के माध्यम से प्राप्त की जानी चाहिए, क्योंकि पूरे नेटवर्क की सुरक्षा इस पर निर्भर करती है। मास्टर कुंजी और संचार चैनल कुंजी केवल आवेदन स्तर पर दिखाई देती हैं। विभिन्न सेवाएं रिसाव और सुरक्षा जोखिम से बचने के लिए संचार कुंजी के विभिन्न रूपों का उपयोग करती हैं।

कुंजी वितरण सबसे महत्वपूर्ण नेटवर्क सुरक्षा सुविधाओं में से एक है। एक सुरक्षित नेटवर्क में, एक विशेष उपकरण सौंपा गया है, जिसके लिए अन्य डिवाइस सुरक्षा कुंजी के वितरण पर भरोसा करते हैं - सुरक्षा नियंत्रण केंद्र। आदर्श रूप से, नेटवर्क पर प्रत्येक डिवाइस में सुरक्षा नियंत्रण केंद्र और प्रारंभिक मास्टर कुंजी के लिए पूर्व-लोड किया गया पता होना चाहिए। विशेष सुरक्षा आवश्यकताओं के बिना अनुप्रयोग सुरक्षा नियंत्रण केंद्र द्वारा प्रेषित एक नेटवर्क कुंजी का उपयोग कर सकते हैं जो प्रसारण के समय संरक्षित नहीं है।

इस तरह, ट्रस्ट सेंटर नेटवर्क कुंजी का समर्थन करता है और पॉइंट-टू-पॉइंट सुरक्षा प्रदान करता है। डिवाइस केवल मूल मास्टर कुंजी के अपवाद के साथ सुरक्षा नियंत्रण केंद्र द्वारा प्रदान की गई कुंजी का उपयोग करके एन्क्रिप्ट किए गए संदेशों को स्वीकार करेंगे।
सुरक्षा संरचना नेटवर्क परतों के बीच वितरित की जाती है:
मैक उपलेयर एक पड़ोसी डिवाइस के साथ विश्वसनीय संचार स्थापित करने में सक्षम है। एक नियम के रूप में, यह ऊपरी स्तरों द्वारा परिभाषित सुरक्षा के स्तर का उपयोग करता है।
नेटवर्क लेयर रूटिंग को नियंत्रित करता है, प्राप्त संदेशों को प्रोसेस करता है और अनुरोधों को रूट कर सकता है। आउटगोइंग फ़्रेम रूटिंग के अनुसार संबंधित संचार चैनल की कुंजी का उपयोग करेगा, यदि उपलब्ध हो; अन्यथा, बाह्य उपकरणों से पेलोड को बचाने के लिए एक नेटवर्क कुंजी का उपयोग किया जाएगा।
एप्लिकेशन परत चाबियाँ सेट करती है और डिवाइस ऑब्जेक्ट (ZDO) और अनुप्रयोगों दोनों को परिवहन सेवाएं प्रदान करती है। वह नेटवर्क के भीतर उपकरणों में परिवर्तन के बारे में संदेश वितरित करने के लिए भी जिम्मेदार है, जो दोनों उपकरणों से स्वयं (उदाहरण के लिए, स्थिति में एक साधारण परिवर्तन) और सुरक्षा नियंत्रण केंद्र (जो यह रिपोर्ट कर सकता है कि किसी विशेष डिवाइस को नेटवर्क से हटाया जा रहा है) से आ सकता है। लेयर ट्रस्ट सेंटर के उपकरणों से भी अनुरोध करता है और ट्रस्ट सेंटर से सभी उपकरणों के लिए नेटवर्क कुंजी को अपडेट करता है।

ZDO डिवाइस ऑब्जेक्ट डिवाइस सुरक्षा नीतियों का समर्थन करता है।

सुरक्षा प्रबंधन केंद्र
ZigBee सुरक्षा अवधारणा का एक प्रमुख तत्व ट्रस्ट सेंटर है।
नेटवर्क के गठन या पुनर्निर्माण के चरण में, सुरक्षा नियंत्रण केंद्र नेटवर्क में नए उपकरणों को जोड़ने की अनुमति देता है या प्रतिबंधित करता है।
ट्रस्ट सेंटर समय-समय पर नेटवर्क कुंजी को अपडेट कर सकता है और नई कुंजी पर स्विच कर सकता है। सबसे पहले, यह एक नई कुंजी का अनुवाद करता है, पुराने नेटवर्क कुंजी का उपयोग करके एन्क्रिप्ट किया गया है। फिर यह सभी उपकरणों को एक नई कुंजी में संक्रमण के बारे में सूचित करता है।
आमतौर पर, नेटवर्क सुरक्षा समवर्ती नियंत्रण केंद्र एक नेटवर्क समन्वयक है, लेकिन यह एक समर्पित डिवाइस भी हो सकता है।
नियंत्रण केंद्र निम्नलिखित सुरक्षा भूमिका निभाता है:
क) नेटवर्क में शामिल होने के इच्छुक उपकरणों की प्रामाणिकता की पुष्टि करता है,
ख) नेटवर्क कुंजियों का समर्थन और वितरण करता है,
ग) डिवाइस इंटरैक्शन की सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

मुख्य प्रकार
ZigBee सुरक्षा प्रबंधन के लिए तीन प्रकार की कुंजियों का उपयोग करता है:
क) मुख्य कुंजी,
बी) नेटवर्क कुंजी और
ग) संचार चैनल की कुंजी।

मास्टर कुंजी
इस कुंजी का उपयोग एन्क्रिप्शन के लिए नहीं किया जाता है। यह दो उपकरणों द्वारा साझा किए गए एक गुप्त कोड के रूप में उपयोग किया जाता है जब डिवाइस संचार चैनल कुंजी बनाने के लिए प्रक्रिया करते हैं।
सुरक्षा नियंत्रण केंद्र द्वारा बनाई गई मास्टर कुंजी को सुरक्षा केंद्र की मास्टर कुंजी कहा जाता है, अन्य सभी कुंजियों को एप्लिकेशन-स्तरीय प्राथमिक कुंजी कहा जाता है।

नेटवर्क कुंजी
ये कुंजियाँ नेटवर्क लेयर सुरक्षा प्रदान करती हैं। एक नेटवर्क कुंजी में ZigBee नेटवर्क में प्रत्येक डिवाइस है।
वायरलेस चैनलों पर, उच्च-सुरक्षा नेटवर्क कुंजियों को केवल एन्क्रिप्टेड रूप में भेजा जाना चाहिए। मानक नेटवर्क कुंजियों को एन्क्रिप्टेड और अनएन्क्रिप्टेड दोनों रूपों में भेजा जा सकता है।

संचार चैनल कुंजी
ये कुंजी एप्लिकेशन स्तर पर दो उपकरणों के बीच सुरक्षित यूनिकस्ट मैसेजिंग प्रदान करती हैं।

मानक सुरक्षा मोड
मानक सुरक्षा मोड में, उपकरणों की सूची, मास्टर कुंजी, संचार चैनल कुंजी और नेटवर्क कुंजी दोनों को सुरक्षा नियंत्रण केंद्र और उपकरणों में संग्रहीत किया जा सकता है। हालाँकि, सुरक्षा प्रबंधन केंद्र मानक नेटवर्क कुंजी को बनाए रखने के लिए ज़िम्मेदार है और नेटवर्क के लिए रिसेप्शन पॉलिसी को नियंत्रित करता है। इस मोड में, सुरक्षा नियंत्रण केंद्र की मेमोरी संसाधनों की आवश्यकताएं बढ़ी हुई सुरक्षा मोड की तुलना में बहुत कम हैं।

उन्नत सुरक्षा मोड
एन्हांस्ड सुरक्षा मोड में, सुरक्षा नियंत्रण केंद्र नेटवर्क कुंजी अद्यतन नीति और नेटवर्क एक्सेस को नियंत्रित करने और लागू करने के लिए आवश्यक उपकरणों, मास्टर कुंजी, संचार चैनल कुंजी और नेटवर्क कुंजी की एक सूची संग्रहीत करता है। इस मोड में, जैसे ही नेटवर्क पर उपकरणों की संख्या बढ़ती है, सुरक्षा नियंत्रण केंद्र द्वारा आवश्यक मेमोरी की मात्रा जल्दी से बढ़ जाती है।