双5G边缘计算网关/工业CPE-AR7091G/GK
AR7091G/GK——基于5G/4G/3G/2G、WiFi、虚拟专网等技术开发的工业物联网边缘网关/CPE。产品采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式操作系统为软件支撑平台，可同时连接串口设备、以太网设备和 WiFi 设备, 支持内部Flash和外扩Micro SD卡存储数据，能满足工业现场通信的需求。
LoRa无线技术的优缺点
时间：2024-02-06浏览：1388
LoRa无线技术有哪些优势呢？
1.LoRa的一个主要优势是其较长的传输距离能力。在城市环境中，LoRa的传输距离可达2-5公里，而在郊区甚至能够达到15公里。这种远距离传输能力主要归功于LoRa拥有较高的信噪比，相比其他调频制式中最优的FSK调频方式，LoRa的信噪比高出30dB。这个数字可以将传输范围和距离扩大多倍。在户外环境中，即使信噪比只相差6dB，也能将传输距离倍增；而如果信噪比差异达到30dB，那么传输距离实际上相当于在FSK基础上实现了5倍的增加。
2.LoRa有很强的穿墙能力。LoRa设备可以自动组建独立网络，并将数据通过集中器发送到云平台，非常适合于数据处理需要集中但终端分散的场景。LoRa采用低频传输频率，可以是33MHz或868MHz，具有出色的穿透力，可实现无线视距达到3公里。此外，每个安装了LoRa模块的终端也可以作为远程终端的中继站。
3.超低功耗。LoRa的接收电流仅为10毫安，睡眠电流小于200纳安，这大大延长了电池的使用时间，并大幅降低了设备的电能消耗。
4.低噪音。LoRa技术的信号调制比低于底噪声19．5dB，而大部分频移键控（FSK）技术需要8－10dB的信号功率才能实现准确调制。LoRa调制技术位于物理层（PHY），适用于各种协议和网络结构，比如Mesh、Star、点对点等。
5.LoRa无线技术具备强大的抗干扰能力。它采用特殊的扩频技术，通过采用更高的扩频因子，可以将小容量的数据传输到广阔的无线电频谱上。即使在相同频率下同时向主机发送信号，也不会相互干扰。因此，LoRa无线技术解决了无线技术容易受到干扰的问题。
6.具有无需进行布线的优势，安装非常方便。其数据传输稳定，可以实时监控计量数据。该远程系统基于LoRa技术，不仅易于嵌入，能够支持大规模组网，而且功耗低，使用免费。此外，LoRa无线模块具有高接收灵敏度和强大的穿墙通信能力，经实际测试的通信距离可达3公里以上，完美解决了在复杂环境下传输小数据量的远距离通信问题。
Lora无线技术存在哪些不足之处？
使用免费频段和公开标准的主要问题在于其安全性容易受到攻击。
在起步阶段，LoRa技术采用了非授权频段来推广其网络。虽然这能够帮助广泛普及LoRa网络，但也为未来的网络安全问题带来了一些潜在风险。
LoRaWAN采用工业科学医学(ISM)频段，它的协议规范是公开的，因此容易受到攻击。
LoRa可能面临一种攻击方式，即报文伪造。虽然伪造终端节点很困难，但攻击者可以监听4字节的DevAddr，并直接使用该地址发送报文。然后，网关会将这些报文转发给网络服务器（其中之一是LoRaWAN服务器，简称为NS）。网络服务器会检查报文的消息完整码（MIC），该完整码使用128位AES加密的NwkSKey生成，如果有错误，则会丢弃该伪造报文。
一种名为“恶意拥塞”的攻击方法也被广泛使用。攻击者使用LoRa设备，在频宽为125kHz的范围内发送最长的前导码，从而完全占用了信道。只要攻击者遵循工作循环和传输功率的限制，这种攻击就被认为是“合法”的。
LoRa用户需保持警觉，因安全风险存在。或许未来需要出台政策法规或行业规范，以确保LoRaWAN免遭拥塞攻击的影响。
与其他物联网技术相比，NB-IoT采用了授权频段，并且有三种不同的部署方式可供选择，分别是独立部署、保护带部署和带内部署。在全球范围内，流行的频段是800MHz和900MHz。NB-IoT利用授权频段进行通信，从而有效地减少了网络拥塞的问题，同时也降低了受到攻击的风险，并且保证了可靠的安全性能。国内的三大运营商可以提供电信级的保障，以确保NB-IoT的安全性和可靠性。
LoRa终端存在第二个安全隐患，即其没有配备SIM卡。
LoRa终端网络的身份验证凭证不同于SIM卡具备的安全存储介质，因此它的安全性取决于终端设备的物理防护措施。对于那些安全性较弱的终端设备而言，这可能会带来信息泄露的风险。
脆弱的终端设备，如电表等，容易受到攻击者近距离接触的威胁。一旦身份被泄露，就可能遭受恶意终端冒充合法终端接入网络/云平台的攻击，进而发起类似DDoS攻击，耗尽系统资源。同时，恶意终端还可以伪装成合法终端，上报错误数据，导致企业/用户经济损失。举个例子，恶意终端可以冒充正常用户，发送错误的电表数据，造成电力企业电费异常上升，或让正常用户支付额外电费。
相反的是，NB-IoT终端网络采用存储于SIM卡中的认证凭证。这种方式提供了安全可靠的存储方式，并且其安全级别可达到EAL4以上。此外，在经过长时间和广泛的无线通信安全测试后，这种存储方式已获得全球认可。
第三个安全问题是认证机制过于简化，并且没有得到权威机构的认可。
LoRa终端的认证机制与标准组织认可的不一致，认证协议相对简单。其中，认证过程中使用的随机数DevNonce只有2字节，AppNonce只有3字节，而认证请求消息完整性码MIC的长度缩短为4字节。与行业普遍使用的32字节随机数相比，这些长度明显较短。
当认证随机数的长度过短时，存在一种可能性，即它在较短的时间内重复使用之前已经使用过的随机数。这种情况会使得攻击者有机会发动重放攻击。
如果MIC的长度过短，就有可能发生碰撞，并且攻击者可能会利用这一问题进行恶意仿冒终端接入和伪造入侵。对于智能门锁等需要高级防护的场景来说，这是非常危险的。如果使用LoRa认证协议时，随机数和完整码的长度不够长，攻击者可以重放开锁指令，或者伪造终端，从而导致智能门锁执行错误的开锁指令，进而带来生命和财产损失的风险。
NB-IoT采用了3GPP标准的AKA/DTLS流程来进行网络层和传输层的认证。通过使用符合标准和业界要求的随机数和认证结果长度，可以有效地减少相关风险。
LoRa的密钥管理具有薄弱性，会带来一些风险。
在密钥管理方面，LoRa网络的层和应用传输层共享相同的根密钥和生成密钥的随机数，缺乏隔离。此外，AES_128加密导出密钥所使用的安全等级和加密强度不足，并且没有经过业界安全组织的验证。因此，可能存在密钥泄露的风险，可能导致数据隐私泄露和数据篡改等问题。
在物联网领域，保障政府、企业和个人的核心数据和隐私数据的安全面对着巨大的挑战和威胁。以智能环保为例，攻击者有可能利用LoRa密钥强度不足、单一密钥派生或密钥管理不善等漏洞，从而窃取环保监控的数据。这些数据的泄露可能导致大气和水质污染等问题，并且可能恶意传播谣言。这种情况有可能引发社会恐慌和群体事件，直接影响社会的稳定和国家的安全。
NB-IoT数据的加密和完整性保护是基于3GPP/DTLS标准实施的，采用了HKDF算法派生密钥。网络层和传输层的密钥分别采用不同的机制派生，彼此独立，互不相互影响。
国外企业垄断了LoRa技术，给国家安全带来了第五个安全隐患。
在中美贸易争端可能持久化的情况下，当前政治环境中最重要的问题是美国公司SEMTECH过度集中掌握LoRa技术的控制权。他们独家拥有终端和网关芯片的IP专利，并且对未来技术发展方向缺乏明确规划。
无论是从国家和物联网产业链的角度看，还是从企业利益的角度看，都存在着一系列潜在的技术和国家安全风险。这些风险包括禁售芯片、支付高额专利费、数据泄露、网络被控制等。就在今年上半年，一家国内知名的通信企业因受到美国政府制裁，导致企业陷入了休克性停顿。这不仅给该企业带来了巨大的经济损失，也向全球各国和各个产业发出了警示，让人们认识到在这种情况下的教训是非常深刻的。
NB-IoT是一种技术，它基于3GPP的开放标准体系，并且有多家公司拥有专利技术，目前有14家芯片供应商。这项技术具备自然升级到5G的能力，因此在技术和国家安全风险方面都非常低。
