Zigbee è una tecnologia di comunicazione wireless progettata per reti a basso consumo energetico come quelle utilizzate nei sistemi domotici e nelle reti di sensori. Uno degli aspetti critici di Zigbee è la sicurezza delle sue comunicazioni. Il meccanismo di sicurezza della chiave di collegamento in Zigbee è un componente fondamentale per garantire la riservatezza, l’integrità e l’autenticità dei dati trasmessi.
Il sistema di sicurezza in Zigbee si basa principalmente su tre componenti: la chiave di rete, la chiave di collegamento e altri meccanismi di crittografia.
1. Chiave di rete: La chiave di rete è utilizzata per cifrare tutte le comunicazioni all’interno di una rete Zigbee. Quando un dispositivo si unisce a una rete, riceve questa chiave da un Trust Center (TC), un dispositivo responsabile della gestione delle chiavi e delle politiche di sicurezza della rete.
1. Chiave di collegamento (Link Key): La chiave di collegamento è specifica per una coppia di dispositivi e serve per proteggere le comunicazioni tra questi due dispositivi. A differenza della chiave di rete, la chiave di collegamento è utilizzata per cifrare i messaggi diretti tra due dispositivi specifici. Esistono due tipi di chiavi di collegamento: quelle prefissate (pre-configured) e quelle ottenute dinamicamente attraverso il Trust Center.
1. Crittografia e Autenticazione: Zigbee utilizza l’algoritmo AES-128 (Advanced Encryption Standard a 128 bit) per crittografare i dati. Questo garantisce un livello elevato di sicurezza, proteggendo i dati da intercettazioni non autorizzate. L’integrità e l’autenticità dei dati sono verificate mediante MIC (Message Integrity Code), un codice di integrità del messaggio che assicura che i dati non siano stati alterati durante la trasmissione.
La chiave di collegamento si genera e distribuisce attraverso il seguente processo:
1. Richiesta di chiave di collegamento: Quando due dispositivi desiderano stabilire una connessione sicura, inviano una richiesta di chiave di collegamento al Trust Center.
1. Generazione della chiave: Il Trust Center genera una nuova chiave di collegamento da utilizzare tra i due dispositivi.
1. Distribuzione della chiave: La chiave di collegamento viene cifrata con la chiave di rete e inviata ai dispositivi richiedenti. Una volta ricevuta, i dispositivi possono utilizzare questa chiave per cifrare e decifrare le comunicazioni tra loro.
Una delle applicazioni pratiche di questo meccanismo è nei sistemi di automazione domestica. Ad esempio, la comunicazione tra un sensore di movimento e una lampada intelligente richiede una sicurezza elevata per assicurare che solo i comandi autentici attivino la lampada. La chiave di collegamento assicurerebbe che i comandi inviati dal sensore alla lampada siano autentici e non siano stati alterati da entità esterne.
Un altro esempio è nei sistemi di misurazione automatizzati, come i contatori di energia intelligenti. La chiave di collegamento assicura che le letture dei dati siano trasmesse in modo sicuro tra il contatore e il sistema di gestione centrale, prevenendo qualsiasi manomissione dei dati.
1. Zigbee Alliance. (n.d.). Zigbee Specification. Retrieved from https://zigbeealliance.org/solution/zigbee/
2. Texas Instruments. (2019). Zigbee Security – The Trust Center or How it works. Retrieved from https://www.ti.com/lit/an/swra615a/swra615a.pdf
3. NXP Semiconductors. (2016). ZigBee Security Features. Retrieved from https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN12243.pdf
4. Digi International Inc. (n.d.). Zigbee Networking Basics. Retrieved from https://www.digi.com/resources/documentation/digidocs/pdfs/90001420.pdf
Queste fonti forniscono informazioni dettagliate e tecniche su come funziona la sicurezza in Zigbee, compresi dettagli su algoritmi di crittografia, processi di gestione delle chiavi e scenari applicativi.
