LoRa無(wú)線(xiàn)技術(shù)有哪些優(yōu)勢呢？

1.LoRa的一個(gè)主要優(yōu)勢是其較長(cháng)的傳輸距離能力。在城市環(huán)境中，LoRa的傳輸距離可達2-5公里，而在郊區甚至能夠達到15公里。這種遠距離傳輸能力主要歸功于LoRa擁有較高的信噪比，相比其他調頻制式中最優(yōu)的FSK調頻方式，LoRa的信噪比高出30dB。這個(gè)數字可以將傳輸范圍和距離擴大多倍。在戶(hù)外環(huán)境中，即使信噪比只相差6dB，也能將傳輸距離倍增；而如果信噪比差異達到30dB，那么傳輸距離實(shí)際上相當于在FSK基礎上實(shí)現了5倍的增加。

2.LoRa有很強的穿墻能力。LoRa設備可以自動(dòng)組建獨立網(wǎng)絡(luò )，并將數據通過(guò)集中器發(fā)送到云平臺，非常適合于數據處理需要集中但終端分散的場(chǎng)景。LoRa采用低頻傳輸頻率，可以是33MHz或868MHz，具有出色的穿透力，可實(shí)現無(wú)線(xiàn)視距達到3公里。此外，每個(gè)安裝了LoRa模塊的終端也可以作為遠程終端的中繼站。

3.超低功耗。LoRa的接收電流僅為10毫安，睡眠電流小于200納安，這大大延長(cháng)了電池的使用時(shí)間，并大幅降低了設備的電能消耗。

4.低噪音。LoRa技術(shù)的信號調制比低于底噪聲19．5dB，而大部分頻移鍵控（FSK）技術(shù)需要8－10dB的信號功率才能實(shí)現準確調制。LoRa調制技術(shù)位于物理層（PHY），適用于各種協(xié)議和網(wǎng)絡(luò )結構，比如Mesh、Star、點(diǎn)對點(diǎn)等。

5.LoRa無(wú)線(xiàn)技術(shù)具備強大的抗干擾能力。它采用特殊的擴頻技術(shù)，通過(guò)采用更高的擴頻因子，可以將小容量的數據傳輸到廣闊的無(wú)線(xiàn)電頻譜上。即使在相同頻率下同時(shí)向主機發(fā)送信號，也不會(huì )相互干擾。因此，LoRa無(wú)線(xiàn)技術(shù)解決了無(wú)線(xiàn)技術(shù)容易受到干擾的問(wèn)題。

6.具有無(wú)需進(jìn)行布線(xiàn)的優(yōu)勢，安裝非常方便。其數據傳輸穩定，可以實(shí)時(shí)監控計量數據。該遠程系統基于LoRa技術(shù)，不僅易于嵌入，能夠支持大規模組網(wǎng)，而且功耗低，使用免費。此外，LoRa無(wú)線(xiàn)模塊具有高接收靈敏度和強大的穿墻通信能力，經(jīng)實(shí)際測試的通信距離可達3公里以上，完美解決了在復雜環(huán)境下傳輸小數據量的遠距離通信問(wèn)題。

Lora無(wú)線(xiàn)技術(shù)存在哪些不足之處？

使用免費頻段和公開(kāi)標準的主要問(wèn)題在于其安全性容易受到攻擊。

在起步階段，LoRa技術(shù)采用了非授權頻段來(lái)推廣其網(wǎng)絡(luò )。雖然這能夠幫助廣泛普及LoRa網(wǎng)絡(luò )，但也為未來(lái)的網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題帶來(lái)了一些潛在風(fēng)險。

LoRaWAN采用工業(yè)科學(xué)醫學(xué)(ISM)頻段，它的協(xié)議規范是公開(kāi)的，因此容易受到攻擊。

LoRa可能面臨一種攻擊方式，即報文偽造。雖然偽造終端節點(diǎn)很困難，但攻擊者可以監聽(tīng)4字節的DevAddr，并直接使用該地址發(fā)送報文。然后，網(wǎng)關(guān)會(huì )將這些報文轉發(fā)給網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器（其中之一是LoRaWAN服務(wù)器，簡(jiǎn)稱(chēng)為NS）。網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器會(huì )檢查報文的消息完整碼（MIC），該完整碼使用128位AES加密的NwkSKey生成，如果有錯誤，則會(huì )丟棄該偽造報文。

一種名為“惡意擁塞”的攻擊方法也被廣泛使用。攻擊者使用LoRa設備，在頻寬為125kHz的范圍內發(fā)送最長(cháng)的前導碼，從而完全占用了信道。只要攻擊者遵循工作循環(huán)和傳輸功率的限制，這種攻擊就被認為是“合法”的。

LoRa用戶(hù)需保持警覺(jué)，因安全風(fēng)險存在?；蛟S未來(lái)需要出臺政策法規或行業(yè)規范，以確保LoRaWAN免遭擁塞攻擊的影響。

與其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相比，NB-IoT采用了授權頻段，并且有三種不同的部署方式可供選擇，分別是獨立部署、保護帶部署和帶內部署。在全球范圍內，流行的頻段是800MHz和900MHz。NB-IoT利用授權頻段進(jìn)行通信，從而有效地減少了網(wǎng)絡(luò )擁塞的問(wèn)題，同時(shí)也降低了受到攻擊的風(fēng)險，并且保證了可靠的安全性能。國內的三大運營(yíng)商可以提供電信級的保障，以確保NB-IoT的安全性和可靠性。

LoRa終端存在第二個(gè)安全隱患，即其沒(méi)有配備SIM卡。

LoRa終端網(wǎng)絡(luò )的身份驗證憑證不同于SIM卡具備的安全存儲介質(zhì)，因此它的安全性取決于終端設備的物理防護措施。對于那些安全性較弱的終端設備而言，這可能會(huì )帶來(lái)信息泄露的風(fēng)險。

脆弱的終端設備，如電表等，容易受到攻擊者近距離接觸的威脅。一旦身份被泄露，就可能遭受惡意終端冒充合法終端接入網(wǎng)絡(luò )/云平臺的攻擊，進(jìn)而發(fā)起類(lèi)似DDoS攻擊，耗盡系統資源。同時(shí)，惡意終端還可以偽裝成合法終端，上報錯誤數據，導致企業(yè)/用戶(hù)經(jīng)濟損失。舉個(gè)例子，惡意終端可以冒充正常用戶(hù)，發(fā)送錯誤的電表數據，造成電力企業(yè)電費異常上升，或讓正常用戶(hù)支付額外電費。

相反的是，NB-IoT終端網(wǎng)絡(luò )采用存儲于SIM卡中的認證憑證。這種方式提供了安全可靠的存儲方式，并且其安全級別可達到EAL4以上。此外，在經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間和廣泛的無(wú)線(xiàn)通信安全測試后，這種存儲方式已獲得全球認可。

第三個(gè)安全問(wèn)題是認證機制過(guò)于簡(jiǎn)化，并且沒(méi)有得到權威機構的認可。

LoRa終端的認證機制與標準組織認可的不一致，認證協(xié)議相對簡(jiǎn)單。其中，認證過(guò)程中使用的隨機數DevNonce只有2字節，AppNonce只有3字節，而認證請求消息完整性碼MIC的長(cháng)度縮短為4字節。與行業(yè)普遍使用的32字節隨機數相比，這些長(cháng)度明顯較短。

當認證隨機數的長(cháng)度過(guò)短時(shí)，存在一種可能性，即它在較短的時(shí)間內重復使用之前已經(jīng)使用過(guò)的隨機數。這種情況會(huì )使得攻擊者有機會(huì )發(fā)動(dòng)重放攻擊。

如果MIC的長(cháng)度過(guò)短，就有可能發(fā)生碰撞，并且攻擊者可能會(huì )利用這一問(wèn)題進(jìn)行惡意仿冒終端接入和偽造入侵。對于智能門(mén)鎖等需要高級防護的場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，這是非常危險的。如果使用LoRa認證協(xié)議時(shí)，隨機數和完整碼的長(cháng)度不夠長(cháng)，攻擊者可以重放開(kāi)鎖指令，或者偽造終端，從而導致智能門(mén)鎖執行錯誤的開(kāi)鎖指令，進(jìn)而帶來(lái)生命和財產(chǎn)損失的風(fēng)險。

NB-IoT采用了3GPP標準的AKA/DTLS流程來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )層和傳輸層的認證。通過(guò)使用符合標準和業(yè)界要求的隨機數和認證結果長(cháng)度，可以有效地減少相關(guān)風(fēng)險。

LoRa的密鑰管理具有薄弱性，會(huì )帶來(lái)一些風(fēng)險。

在密鑰管理方面，LoRa網(wǎng)絡(luò )的層和應用傳輸層共享相同的根密鑰和生成密鑰的隨機數，缺乏隔離。此外，AES_128加密導出密鑰所使用的安全等級和加密強度不足，并且沒(méi)有經(jīng)過(guò)業(yè)界安全組織的驗證。因此，可能存在密鑰泄露的風(fēng)險，可能導致數據隱私泄露和數據篡改等問(wèn)題。

在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，保障政府、企業(yè)和個(gè)人的核心數據和隱私數據的安全面對著(zhù)巨大的挑戰和威脅。以智能環(huán)保為例，攻擊者有可能利用LoRa密鑰強度不足、單一密鑰派生或密鑰管理不善等漏洞，從而竊取環(huán)保監控的數據。這些數據的泄露可能導致大氣和水質(zhì)污染等問(wèn)題，并且可能惡意傳播謠言。這種情況有可能引發(fā)社會(huì )恐慌和群體事件，直接影響社會(huì )的穩定和國家的安全。

NB-IoT數據的加密和完整性保護是基于3GPP/DTLS標準實(shí)施的，采用了HKDF算法派生密鑰。網(wǎng)絡(luò )層和傳輸層的密鑰分別采用不同的機制派生，彼此獨立，互不相互影響。

國外企業(yè)壟斷了LoRa技術(shù)，給國家安全帶來(lái)了第五個(gè)安全隱患。

在中美貿易爭端可能持久化的情況下，當前政治環(huán)境中最重要的問(wèn)題是美國公司SEMTECH過(guò)度集中掌握LoRa技術(shù)的控制權。他們獨家擁有終端和網(wǎng)關(guān)芯片的IP專(zhuān)利，并且對未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向缺乏明確規劃。

無(wú)論是從國家和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的角度看，還是從企業(yè)利益的角度看，都存在著(zhù)一系列潛在的技術(shù)和國家安全風(fēng)險。這些風(fēng)險包括禁售芯片、支付高額專(zhuān)利費、數據泄露、網(wǎng)絡(luò )被控制等。就在今年上半年，一家國內知名的通信企業(yè)因受到美國政府制裁，導致企業(yè)陷入了休克性停頓。這不僅給該企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟損失，也向全球各國和各個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)出了警示，讓人們認識到在這種情況下的教訓是非常深刻的。

NB-IoT是一種技術(shù)，它基于3GPP的開(kāi)放標準體系，并且有多家公司擁有專(zhuān)利技術(shù)，目前有14家芯片供應商。這項技術(shù)具備自然升級到5G的能力，因此在技術(shù)和國家安全風(fēng)險方面都非常低。