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PASE(Passcode-Authenticated Session Establishment): 基于密码认证的会话建立#xff0c;用于在 Commissioning 的时候 Commissioner 与 Matter Deivce 之间建立安全信道#xff0c;生成对称加密密钥用于 Commissioning 后续通信消息进行加、解密和完…部分关键名词参数简介
PASE(Passcode-Authenticated Session Establishment): 基于密码认证的会话建立用于在 Commissioning 的时候 Commissioner 与 Matter Deivce 之间建立安全信道生成对称加密密钥用于 Commissioning 后续通信消息进行加、解密和完整性保护。Passcode(or Pincode): 密码或口令用于在 Commissioning 的时候会话建立过程的输入参数之一。也是 QR 码中包含的一个重要信息。Discriminator: 鉴别码。Matter Device 在 Commissioning 时会进行蓝牙广播(Advertising)广播中包含该信息。Commissioner 通过鉴别码来识别入网设备两者鉴别码一致才开始 Commissioning 流程。Spake2: 密码认证的密钥交换算法PASE 建立过程中使用的算法。Matter 规范里有详细的介绍。Verifier: 验证器用于在 Commissioning 的时候 PASE 会话建立过程的输入参数之一。Iteration count: 迭代次数用于在 Commissioning 的时候 PASE 会话建立过程的输入参数之一。Salt: 盐值用于在 Commissioning 的时候 PASE 会话建立过程的输入参数之一。
工厂数据参数 工厂数据是在制造过程中写入非易失性存储器的一组设备参数在设备启动初始化时读取。所有出厂数据参数均受到保护不会被软件修改并且固件数据参数集在设备的使用寿命期间必须保持不变实施固件时必须确保在设备固件更新 (DFU) 或恢复出厂设置期间不会重写或覆盖出厂数据参数。对于 nRF Connect 平台出厂数据默认存储在芯片内部 flash 的单独分区中。这有助于通过应用硬件写保护来保证工厂数据的安全。Fprotect 是硬件闪存保护驱动程序用它来确保内部闪存中的工厂数据分区写保护。
工厂数据成分表 Key nameFull nameLengthFormatConformanceDescriptionversion出厂数据版本2 Buint16强制当前工厂数据集的版本。用户无法更改它并且必须与设备端当前版本的 Factory Data Provider 保持一致。sn序列号1, 32 BASCII string强制序列号参数定义制造设备的唯一编号。序列号的最大长度为 32 个字符。vendor_id供应商ID2 Buint16强制CSA 为负责生产设备的组织分配的 IDproduct_id产品编号2 Buint16强制设备供应商分配的用于识别产品的唯一 ID。它默认为 CSA 分配的 ID用于指定非生产或测试产品。vendor_name供应商名称1, 32 BASCII string强制可读的供应商名称提供一个简单的字符串product_name产品名称1, 32 BASCII string强制可读的产品名称提供一个简单的字符串date生产日期10 BISO 8601强制使用的日期格式为 ISO 8601例如 YYYY-MM-DDhw_ver硬件版本2 Buint16强制值的含义和版本由供应商定义hw_ver_str硬件版本字符串1, 64 Buint16强制值的含义和版本由供应商定义rd_uid旋转设备唯一标识16, 32 Bbyte string强制由随机生成的 128 位或更长八位字节字符串组成。在首次引入设备后应防止该参数通过无线方式读取或写入并在设备的使用寿命期间保持固定。使用工厂数据支持构建应用时必须使用工厂数据分区中存储的实际长度来设置 CONFIG_CHIP_FACTORY_DATA_ROTATING_DEVICE_UID_MAX_LEN。dac_cert设备认证证书1, 602 Bbyte string强制设备证明证书 (DAC) 和相应的私钥对于每个 Matter 设备都是唯一的。 DAC 用于设备认证过程以及对结构进行调试。 DAC 是符合 RFC 5280 中定义的 DER 编码 X.509v3 兼容证书。dac_key设备认证密钥68 Bbyte string强制与设备证明证书 (DAC) 关联的密钥。该密钥应该被加密并且在生成并将其提供给工厂数据时应保证最大的安全性。pai_certPAI 证书1, 602 Bbyte string强制Product Attestation Intermediate Certificate 产品认证机构证书PAI 证书是 X.509 兼容的并且以 DERDistinguished Encoding Rules格式编码根据 RFC 5280 的定义。spake2_itSpake2 迭代次数4 Buint32强制在 SPAKE2 协议中SPAKE2 迭代计数器iteration counter指的是在 SPAKE2 验证器生成过程中使用的 PBKDF2密码基密钥导出函数Password-Based Key Derivation Function 2的迭代次数spake2_saltSpake2 salt 值32, 64 Bbyte string强制SPAKE2 中的 salt 值是一个随机的数据片段长度至少为 32 字节。它被用作单向函数的额外输入该函数执行密码学操作。对于每个密码都应随机生成一个新的盐值。spake2_verifierSpake2 验证器97 Bbyte string强制SPAKE2 验证器是使用 SPAKE2 salt值、迭代计数器和密码生成的。discriminatorBLE 配对识别器2 Buint16强制discriminator 在 Matter 协议中是一个用于辅助设备发现和区分的关键字段通过提供一个唯一的识别码它帮助确保在设备配置和连接过程中的正确性和有效性passcodePASE 会话密码4 Buint32可选配对密码是一个27位的无符号整数有效的配对密码值被限制在 0x0000001 到 0x5F5E0FE有一些特定的数值不被视为有效的配对密码这些包括所有的重复数字如 11111111、22222222 等、以及 12345678 和 87654321 这两个顺序性较强的数字序列。设备的组网commissioning过程中配对密码用作拥有权的证明。当一个新设备被添加到网络中时需要输入这个密码来验证操作者有权对设备进行配对和配置。product_appearance产品外观2 BCBOR map可选是用来描述产品可见外观的结构。这个字段以 CBORConcise Binary Object Representation简洁二进制对象表示法映射的形式提供并且包含两个属性finish表面处理1 字节和 primary_color主要颜色1 字节。user用户数据variable, max 1024 BCBOR map可选用户数据User Data以 JSON 格式提供。这个参数是可选的具体使用取决于设备制造商的用途。它作为一个 CBOR 映射类型从持久存储中提供并应在用户应用程序中进行解析。需要注意的是Matter 栈不使用这些用户数据。
connectedhomeip 目录下执行 python3 scripts/tools/nrfconnect/generate_nrfconnect_chip_factory_data.py -h查看生成工厂数据需要提供的相关参数 必需参数 --sn SN: 设备的序列号用于在 Matter 证书结构中识别序列号字段。序列号的最大长度为 20 字节。--vendor_id VENDOR_ID: 提供供应商识别号整数或十六进制。--product_id PRODUCT_ID: 提供产品识别号整数或十六进制。--vendor_name VENDOR_NAME: 提供人类可读的供应商名称。--product_name PRODUCT_NAME: 提供人类可读的产品名称。--date DATE: 提供制造日期使用 ISO 8601 格式例如 YYYY-MM-DD。--hw_ver HW_VER: 提供硬件版本整数或十六进制格式。--hw_ver_str HW_VER_STR: 提供硬件版本的字符串表示形式。--spake2_it SPAKE2_IT: 提供 Spake2 迭代次数整数或十六进制。--spake2_salt SPAKE2_SALT: 提供 Spake2 盐值Base64 字符串。--discriminator DISCRIMINATOR: 提供 BLE 配对鉴别码一个与设置代码中同名字段相匹配的 12 位值。 可选参数 --product_url PRODUCT_URL: 提供指向产品特定网页的链接。--product_label PRODUCT_LABEL: 提供人类可读的产品标签。--part_number PART_NUMBER: 提供人类可读的产品编号。--chip_cert_path CHIP_CERT_PATH: 生成 DAC 和 PAI 证书的路径。--dac_cert DAC_CERT: 提供包含 DAC 证书的 .der 文件路径。--dac_key DAC_KEY: 提供包含 DAC 密钥的 .der 文件路径。--generate_rd_uid: 生成新的旋转设备唯一 ID。--pai_cert PAI_CERT: 提供包含 PAI 证书的 .der 文件路径。--passcode PASSCODE: 默认的 PASE 会话密码。--spake2_verifier SPAKE2_VERIFIER: 提供 Spake2 验证器而不是生成它。--enable_key ENABLE_KEY: 启用键用于触发制造商特定动作。--gen_cd: 生成证书声明。--cd_type CD_TYPE: 生成的认证声明类型0 - 开发1 - 临时2 - 正式。--paa_cert PAA_CERT: 提供用于生成 PAI 证书的产品认证机构证书路径。--paa_key PAA_KEY: 提供用于生成 PAI 证书的产品认证机构密钥路径。--generate_onboarding: 生成手册代码和 QR 码。--product_finish: 提供产品的表面处理。--product_color: 提供产品的颜色。 工厂数据配置
1、命令行
例如Python 脚本的最终调用可能类似于以下内容
python3 scripts/tools/nrfconnect/generate_nrfconnect_chip_factory_data.py \
--sn 11223344556677889900 \
--vendor_id 65521 \
--product_id 32774 \
--vendor_name Nordic Semiconductor ASA \
--product_name not-specified \
--date 2022-02-02 \
--hw_ver 1 \
--hw_ver_str prerelase \
--dac_cert credentials/development/attestation/Matter-Development-DAC-FFF1-8006-Cert.der \
--dac_key credentials/development/attestation/Matter-Development-DAC-FFF1-8006-Key.der \
--pai_cert credentials/development/attestation/Matter-Development-PAI-FFF1-noPID-Cert.der \
--spake2_it 1000 \
--spake2_salt U1BBS0UyUCBLZXkgU2FsdA \
--discriminator 0xF00 \
--generate_rd_uid \
--passcode 20202021 \
--product_finish matte \
--product_color black \
--out build.json \
--schema scripts/tools/nrfconnect/nrfconnect_factory_data.schema--sn 11223344556677889900设备的序列号。 --vendor_id 65521供应商标识号。 --product_id 32774产品标识号。 --vendor_name Nordic Semiconductor ASA供应商名称。 --product_name not-specified产品名称。 --date 2022-02-02制造日期。 --hw_ver 1硬件版本。 --hw_ver_str prerelase硬件版本的字符串表示。 --dac_cert 和 --dac_keyDACDevice Attestation Certificate的证书和密钥文件的路径。 --pai_certPAIProduct Attestation Identity的证书文件路径。 --spake2_it 1000SPAKE2 迭代次数。 --spake2_salt U1BBS0UyUCBLZXkgU2FsdASPAKE2 salt 的 base64 编码值。 --discriminator 0xF00BLE 配对鉴别码。 --generate_rd_uid生成旋转设备唯一标识符RD UID。 --passcode 20202021配对密码。 --product_finish matte产品的表面处理类型这里是哑光matte。 --product_color black产品的颜色这里是黑色。 --out build.json生成的工厂数据的输出路径。 --schema scripts/tools/nrfconnect/nrfconnect_factory_data.schemaJSON 模式文件的路径用于验证生成的工厂数据。 生成手动配对代码和 QR 码首先需要安装 Matter 网络相关的 Python 依赖。通过以下命令来安装
python -m pip install -r ./scripts/setup/requirements.nrfconnect.txt在脚本的最终调用中添加 --generate_onboarding 参数执行后在 --out 指定目录下生成 最新工厂数据集的 JSON 文件。包含生成的手动代码和QR码文本版本的测试文件。PNG 格式的 QR 码图像。 使用目标 .json 文件生成 factory.hex、factory.bin 文件移动至 matter libraries 根目录
python3 scripts/tools/nrfconnect/nrfconnect_generate_partition.py -i build/zephyr/factory_data.json -o build/zephyr/factory_data --offset 0xfb000 --size 0x1000python3 scripts/tools/nrfconnect/nrfconnect_generate_partition.py -i path_to_JSON_file -o path_to_output --offset partition_address_in_memory --size partition_size path_to_JSON_file提供 .json 文件路径。path_to_output提供输出路径。partition_address_in_memory提供烧录到内部 flash 中的分区偏移地址。partition_size提供分区大小。 使用 nrfjprog 工具烧录至芯片的工厂数据分区中
nrfjprog --program factory_data.hex使用 west 编译应用程序时使能 CONFIG_CHIP_FACTORY_DATA、DCONFIG_CHIP_FACTORY_DATA_BUILD、DCONFIG_CHIP_FACTORY_DATA_MERGE_WITH_FIRMWARE生成应用程序固件时同时生成工厂数据的 .hex、.bin 文件和 QR 码相关文件在 build/zephyr 路径默认中同时合并固件如
west build -b nrf5340dk_nrf5340_cpuapp -- \
-DCONFIG_CHIP_FACTORY_DATAy \
-DCONFIG_CHIP_FACTORY_DATA_BUILDy \
-DCONFIG_CHIP_FACTORY_DATA_MERGE_WITH_FIRMWAREy添加禁用 DCONFIG_CHIP_FACTORY_DATA_USE_DEFAULT_CERTSn将自动生成新的CD、DAC、PAI 证书添加到工程数据中。
2、VS Code
新建 matter light_bulb 工程使用默认工程配置文件 prj.conf 默认打开 OTA、工厂数据配置生成等nRF Kconfig GUI 下Modules - connectedhomeip - ...更改相关配置。 参考Configuring factory data for the nRF Connect examples
