MiWi: Segurança

Continuando nossa série de posts sobre o protocolo MiWi, nós terminaremos nossa descrição do protocolo, tratando agora da questão da Segurança de rede. Estou aqui traduzindo parte do datasheet, Application Note AN1066 - MiWi Wireless Networking Protocol Stack. Para quem não viu os outros tópicos, aqui está uma pequena lista de referência:
1- MiWi: Dispositivos e topologias de rede;
2- MiWi: Endereçamento;
3- MiWi: Relatórios de protocolo;
4- MiWi: Mensagens de Stack e Serviços
O protocolo MiWi segue a definição de segurança MAC especificada no IEEE 802.15.4. Todos os 7 modos de segurança definidos na especificação são suportados no protocolo MiWi. Estes podem ser divididos em três grupos:

• O modo AES-CTR encripta os dados do protocolo MiWi. Quem estiver atacando não irá entender o conteúdo do pacote MiWi sem uma chave. Este modo de segurança não pode verificar a integridade do pacote ou o conteúdo do cabeçalho MiWi, e mais importante, o endereço fonte original do pacote.
• Os modos AES-CBC-MAC garantem a qualidade do pacote MiWi. O Message Integrity Code (Código de integridade de mensagem - MIC) inserido no pacote garante que o pacote, incluindo o cabeçalho e os dados, não foram modificados de qualquer forma durante a transmissão. O tamanho do MIC é determinado pelo modo em particular; MICs maiores fornecem uma proteção maior. Os dados do pacote MiWi não são encriptados nestes modos.
• Os modos AES-CCM combinam os dois modos anteriores para garantir tanto a integridade do pacote quanto os dados encriptados.

Modo de segurança 00h, que especifica nenhuma segurança, é essencialmente o procoloco MiWi com o modo de segurança desligado. A capacidade de cada um dos modos de segurança pode ser visto na tabela abaixo:

Modo de segurança		Serviços de segurança				MIC (Bytes)
Identificador	Nome	Controle de Acesso	Encriptação de dados	Integridade de dados	Pureza sequencial
01h	AES-CTR	X	X		X	0
02h	AES-CCM-128	X	X	X	X	16
03h	AES-CCM-64	X	X	X	X	8
04h	AES-CCM-32	X	X	X	X	4
05h	AES-CBC-MAC-128	X		X		16
06h	AES-CBC-MAC-64	X		X		8
07h	AES-CBC-MAC-32	X		X		4

O stack fornece suporte de segurança na camada de protocolo MiWi. Quando segurança é ligada, o bit de segurança (bit 0) do byte Frame Control é setado. Assim que a segurança é ligada, o stack a utiliza em todos os pacotes do protocolo MiWi. O cabeçalho do protocolo MiWi (exceto hops, tipo de relatório e Report ID) são usados como dados de autenticação para todos os modos de segurança, exceto modo 01h. O tipo de relatório e o Report ID são assegurados, assim como os dados do relatório. Dados adicionais da suíte de segurança do IEEE 802.15.4 podem ser encontradas na seção 7.6 do padrão.
Quando a segurança é habilitada, o stack adiciona três novos items ao cabeçalho do pacote, imediatamente antes dos dados:

• o contador de frame
• o endereço longo da fonte
• a número da chave de sequência

O formato do cabeçalho de protocolo MiWi, com a segurança habilitada, é mostrado abaixo:

Quando a segurança é usada, entre 13 e 29 bytes adicionais são requeridos para o cabeçalho de segurança auxiliar e o MIC, dependendo da combinação do modo de segurança e da camada assegurada. Usuários precisarão balancear as necessidades de segurança e o impacto no tamanho dos dados (e a performance associada), associado com a combinação de definições de segurança.
A segurança no protocolo MiWi checa o contador de frames para evitar ataques repetidos. Somente pacotes MiWi de um membro da família de nós (como nós pais ou filhos) são checados para o contador de pureza. A razão é que somente tais nós são capazes de saber se outros membros da família de nós deixaram ou se uniram à rede. Qualquer pacote dos membros da família são obrigados a ter o contador de frame não menor que o contador de frame armazenado, do contrário, o pacote é descartado. Qualquer pai irá resetar o contador correspondente do pacote recebido assim que o filho correspondente se unir ou reunir à rede.
A segurança de protocolo assume que todas as informações de segurança, incluindo a chave de 16 bytes de segurança, número de chave de sequência e modo de segurança estejam preconfiguradas no stack. a forma recomendada de se fazer isto é programar tais chaves diretamente no software embarcado do sistema, de forma que nenhuma chave de segurança seja transferida durante o funcionamento da rede.

Conclusão

Aqui terminamos a descrição do protocolo MiWi, tratando dos modos de segurança disponíveis. Em breve, trataremos da criação de projetos MiWi, usando os microcontroladores da família Microchip.