设备接入

最近更新时间:2019-06-17 16:33:50

为保证安全,物联网平台会验证每个接入设备的合法性,为此提供了多种认证方式,满足不同的使用场景及各种资源的设备接入。

设备身份信息

从设备密钥形式区分,分为证书设备和密钥设备。证书方式安全性更高,但需要消耗较多的软硬件资源。

  • 证书设备要通过平台的安全认证,必须具备四元组信息:产品 ID(ProductId)、设备名(DeviceName)、设备证书文件(DeviceCert)、设备私钥文件(DevicePrivateKey),其中证书文件和私钥文件由平台生成,且一一对应。
  • 密钥设备要通过平台的安全认证,必须具备三元组信息:产品 ID(ProductId)、设备名(DeviceName)、设备密钥(DeviceSecret),其中设备密钥由平台生成。

设备密钥是创建产品时,通过设置认证方式来确定,如下图所示:

设备身份信息烧录

设备信息烧录分为预置烧录和动态烧录,两者在应用的便捷性和安全性上有区别。

预置烧录

创建产品后,在物联网通信 控制台 或者通过 云 API 逐个创建设备,并获取对应的设备信息,将上述的四元组或者三元组信息,在设备生产的特定环节,烧录到非易失介质中,设备 SDK 运行时读取存放的设备信息,进行设备认证。

动态烧录

  • 预置烧录:需要在量产过程执行个性化生产动作,影响生产效率,为增加应用的便捷性,平台支持动态烧录的方式。实现方式:产品创建后使能产品的动态注册功能,则会生成产品密钥(ProductSecret)。同一产品下的所有设备在生产过程可以烧录统一的产品信息,即产品 ID(ProductId)、产品密钥(ProductSecret)。设备出厂后,通过动态注册的方式获取设备身份信息并保存,然后用申请到的三元组或者四元组信息进行设备认证。
  • 动态烧录设备名(DeviceName)的生成:若使能动态注册的同时使能自动设备创建,则设备名是可以设备自己生成的,但必须保证同一产品 ID(ProductId)下的设备名不重复,一般取 IMEI 或者 MAC 地址。若使能动态注册的同时不使能自动设备创建,则需要把设备名预先录入平台,设备动态注册时会校验所申请的设备名是否为合法录入的设备名,此种方式能在一定程度降低产品密钥泄露后的安全风险。

注意:

动态注册需要确保产品密钥(ProductSecret)的安全,否则会产生较大的安全隐患。

预置烧录设备认证编程

设备信息写入

证书设备实现如下 HAL API:

HAL_API 说明
HAL_SetProductID 设置产品 ID,必须存放在非易失性存储介质
HAL_SetDevName 设置设备名,必须存放在非易失性存储介质
HAL_SetDevCertName 设置设备证书文件名,证书文件需要放置到 certs 文件目录
HAL_SetDevPrivateKeyName 设置设备证书私钥文件名,私钥文件需要放置到 certs 文件目录

密钥设备实现如下 HAL API:

HAL_API 说明
HAL_SetProductID 设置产品 ID,必须存放在非易失性存储介质
HAL_SetDevName 设置设备名 ,必须存放在非易失性存储介质
HAL_SetDevSec 设置设备密钥,必须存放在非易失性存储介质,建议加密加扰

设备信息获取

证书设备实现如下 HAL API:

HAL_API 说明
HAL_GetProductID 获取产品 ID
HAL_GetDevName 获取设备名
HAL_GetDevCertName 获取设备证书文件名
HAL_GetDevPrivateKeyName 获取设备证书私钥文件名

密钥设备实现如下 HAL API:

HAL_API 说明
HAL_GetProductID 获取产品 ID
HAL_GetDevName 获取设备名
HAL_GetDevSec 获取设备密钥,若写入时加密加扰,读取时需解密解扰

应用示例

  • 初始化连接参数
static DeviceInfo sg_devInfo;

static int _setup_connect_init_params(MQTTInitParams* initParams)
{
    int ret;

    ret = HAL_GetDevInfo((void *)&sg_devInfo);    
    if(QCLOUD_ERR_SUCCESS != ret){
        return ret;
    }

    initParams->device_name = sg_devInfo.device_name;
    initParams->product_id = sg_devInfo.product_id;
     ......
}    
  • 设备信息获取
int HAL_GetDevInfo(void *pdevInfo)
{
    int ret;
    DeviceInfo *devInfo = (DeviceInfo *)pdevInfo;

    memset((char *)devInfo, 0, sizeof(DeviceInfo));
    ret = HAL_GetProductID(devInfo->product_id, MAX_SIZE_OF_PRODUCT_ID);
    ret |= HAL_GetDevName(devInfo->device_name, MAX_SIZE_OF_DEVICE_NAME); 

#ifdef     AUTH_MODE_CERT
    ret |= HAL_GetDevCertName(devInfo->devCertFileName, MAX_SIZE_OF_DEVICE_CERT_FILE_NAME);
    ret |= HAL_GetDevPrivateKeyName(devInfo->devPrivateKeyFileName, MAX_SIZE_OF_DEVICE_KEY_FILE_NAME);
#else
    ret |= HAL_GetDevSec(devInfo->devSerc, MAX_SIZE_OF_DEVICE_SERC);
#endif 

    if(QCLOUD_ERR_SUCCESS != ret){
        Log_e("Get device info err");
        ret = QCLOUD_ERR_DEV_INFO;
    }

    return ret;
}
  • 鉴权参数生成
static int _serialize_connect_packet(unsigned char *buf, size_t buf_len, MQTTConnectParams *options, uint32_t *serialized_len) {
            ......
            ......
    int username_len = strlen(options->client_id) + strlen(QCLOUD_IOT_DEVICE_SDK_APPID) + MAX_CONN_ID_LEN + cur_timesec_len + 4;
    options->username = (char*)HAL_Malloc(username_len);
    get_next_conn_id(options->conn_id);
    HAL_Snprintf(options->username, username_len, "%s;%s;%s;%ld", options->client_id, QCLOUD_IOT_DEVICE_SDK_APPID, options->conn_id, cur_timesec);

#if defined(AUTH_WITH_NOTLS) && defined(AUTH_MODE_KEY)
     if (options->device_secret != NULL && options->username != NULL) {
         char                sign[41]   = {0};
         utils_hmac_sha1(options->username, strlen(options->username), sign, options->device_secret, options->device_secret_len);
         options->password = (char*) HAL_Malloc (51);
         if (options->password == NULL) IOT_FUNC_EXIT_RC(QCLOUD_ERR_INVAL);
         HAL_Snprintf(options->password, 51, "%s;hmacsha1", sign);
     }
#endif
            ......
}

动态烧录设备认证编程

  • 判断是否发起动态申请
int main(int argc, char **argv) {
            ......
    memset((char *)&sDevInfo, 0, sizeof(DeviceInfo));
    ret = HAL_GetProductID(sDevInfo.product_id, MAX_SIZE_OF_PRODUCT_ID);
    ret |= HAL_GetProductKey(sDevInfo.product_key, MAX_SIZE_OF_PRODUCT_KEY);
    ret |= HAL_GetDevName(sDevInfo.device_name, MAX_SIZE_OF_DEVICE_NAME);  //动态注册,建议用设备的唯一标识做设备名,譬如芯片ID、IMEI

#ifdef     AUTH_MODE_CERT
    ret |= HAL_GetDevCertName(sDevInfo.devCertFileName, MAX_SIZE_OF_DEVICE_CERT_FILE_NAME);
    ret |= HAL_GetDevPrivateKeyName(sDevInfo.devPrivateKeyFileName, MAX_SIZE_OF_DEVICE_KEY_FILE_NAME);
    if(QCLOUD_ERR_SUCCESS != ret){
        Log_e("Get device info err");
        return QCLOUD_ERR_FAILURE;
    }
    /*用户需要根据自己的产品情况修改设备信息为空的逻辑,此处仅为示例*/
    if(!strcmp(sDevInfo.devCertFileName, QCLOUD_IOT_NULL_CERT_FILENAME)
        ||!strcmp(sDevInfo.devPrivateKeyFileName, QCLOUD_IOT_NULL_KEY_FILENAME)){
        Log_d("dev Cert not exist!");
        infoNullFlag = true;
    }else{
        Log_d("dev Cert exist");
    }
#else
    ret |= HAL_GetDevSec(sDevInfo.devSerc, MAX_SIZE_OF_PRODUCT_KEY);
    if(QCLOUD_ERR_SUCCESS != ret){
        Log_e("Get device info err");
        return QCLOUD_ERR_FAILURE;
    }
    /*用户需要根据自己的产品情况修改设备信息为空的逻辑,此处仅为示例*/
    if(!strcmp(sDevInfo.devSerc, QCLOUD_IOT_NULL_DEVICE_SECRET)){
        Log_d("dev psk not exist!");
        infoNullFlag = true;
    }else{
        Log_d("dev psk exist");
    }
#endif 
            ......

}
  • 发起动态申请,并保存申请的设备信息
    /*设备信息为空,发起设备注册 注意:成功注册并完成一次连接后则无法再次发起注册,请做好设备信息的保存*/
    if(infoNullFlag){
        if(QCLOUD_ERR_SUCCESS == qcloud_iot_dyn_reg_dev(&sDevInfo)){

            ret = HAL_SetDevName(sDevInfo.device_name);
#ifdef     AUTH_MODE_CERT
            ret |= HAL_SetDevCertName(sDevInfo.devCertFileName);
            ret |= HAL_SetDevPrivateKeyName(sDevInfo.devPrivateKeyFileName);        
#else
            ret |= HAL_SetDevSec(sDevInfo.devSerc);
#endif
            if(QCLOUD_ERR_SUCCESS != ret){
                Log_e("devices info save fail");
            }else{
#ifdef     AUTH_MODE_CERT
                Log_d("dynamic register success, productID: %s, devName: %s, CertFile: %s, KeyFile: %s", \
                        sDevInfo.product_id, sDevInfo.device_name, sDevInfo.devCertFileName, sDevInfo.devPrivateKeyFileName);
#else
                Log_d("dynamic register success,productID: %s, devName: %s, devSerc: %s", \
                        sDevInfo.product_id, sDevInfo.device_name, sDevInfo.devSerc);
#endif
            }
        }else{
            Log_e("%s dynamic register fail", sDevInfo.device_name);
        }
    }

设备信息动态申请成功后,即完成预置烧录的功能。后续的认证流程与预置烧录的流程一致。