CSA為何調(diào)研NFC配網(wǎng)

簡(jiǎn)而言之，設(shè)備配網(wǎng)就是把終端設(shè)備安全地添加到網(wǎng)絡(luò)的過程。因此，配網(wǎng)需要設(shè)備與網(wǎng)關(guān)通信，交換密鑰，以確保網(wǎng)絡(luò)的完整性。在給Matter設(shè)備配網(wǎng)時(shí)，大多數(shù)設(shè)備要求用戶先在手機(jī)或平板等移動(dòng)設(shè)備上輸入設(shè)備的二維碼或密碼，然后，手機(jī)或平板通過低功耗藍(lán)牙 (Bluetooth LE)連接設(shè)備，驗(yàn)證二維碼，檢查網(wǎng)絡(luò)憑證，在終端設(shè)備上安裝證書，分享連接信息，使其能夠接入網(wǎng)關(guān)。

這個(gè)配網(wǎng)流程適用于許多應(yīng)用場(chǎng)景，但并非沒有潛在的問題，其中，最主要的問題是，不論使用二維碼，還是在極少數(shù)情況下，使用密碼給設(shè)備配網(wǎng)，都缺乏實(shí)用性。此外，當(dāng)沒有外部電源時(shí)，無法使用低功耗藍(lán)牙(BLE) 給設(shè)備配網(wǎng)，在這種情況下，必須先給設(shè)備通電才能配網(wǎng)。在給壁裝開關(guān)或天花板頂裝攝像頭配網(wǎng)時(shí)，這種方法非常不便。例如，在一個(gè)智能建筑物內(nèi)連接大量設(shè)備時(shí)，如果配電網(wǎng)尚未建成，這種配網(wǎng)方法可能行不通。

NFC保存配網(wǎng)信息的局限性

為了解決二維碼或密碼的缺點(diǎn)和不足，Matter 協(xié)議從最初發(fā)布開始就支持NFC保存設(shè)備配網(wǎng)信息，并且每次大更新后，新版本都會(huì)提高這種配網(wǎng)方法的實(shí)用性。本質(zhì)上，NFC器件可以在自己的內(nèi)存中保存二維碼信息，以彌補(bǔ)印刷二維碼或密碼的固有不足。NFC電子標(biāo)簽可以代替易損壞或易丟失的二維碼貼紙來保存設(shè)備配網(wǎng)信息。此外，用戶也無需再探身到設(shè)備后面去查看設(shè)備信息。手機(jī)碰一碰比掃描二維碼更加便捷。借助NFC功能，終端設(shè)備甚至可以使用動(dòng)態(tài)密碼配網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)安全性。

但是，在 Matter 1.5 版本之前，NFC 只用于保存設(shè)備配網(wǎng)信息，這意味著實(shí)際配網(wǎng)過程仍然需要低功耗藍(lán)牙(BLE) 連接，也就是說，交換密鑰，執(zhí)行加入Thread或 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)所需的握手協(xié)議，還是離不開 BLE藍(lán)牙連接。迄今，NFC標(biāo)簽僅僅是二維碼貼紙的替代品，這意味著用戶仍然會(huì)面臨電源等問題。正如我們前文所述，在一座在建的建筑物內(nèi)安裝燈具，我們可能會(huì)面臨沒電問題，而智能燈泡通常又不配備電池。因此，Matter 幕后的開發(fā)者一直在尋找替代方案。

轉(zhuǎn)向NFC配網(wǎng)

2021年，連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟CSA宣布與NFC論壇合作，提升NFC在設(shè)備配網(wǎng)和所有權(quán)證明等應(yīng)用領(lǐng)域的使用體驗(yàn)。因此，我們預(yù)計(jì)NFC配網(wǎng)將發(fā)揮更加重要的作用，因?yàn)镸atter背后的聯(lián)盟宣布正在探索 “一碰即連” 的配網(wǎng)方法，讓設(shè)備入網(wǎng)變得更加簡(jiǎn)便、直觀。事實(shí)上，作為連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟CSA的成員，意法半導(dǎo)體一直在積極參與該協(xié)議的落地，以實(shí)現(xiàn)一碰即連的目標(biāo)。一碰即連功能夠帶來快速、簡(jiǎn)單、直觀、穩(wěn)定的配網(wǎng)體驗(yàn)，還能大幅減少那些可能干擾配網(wǎng)過程的不可預(yù)測(cè)因素，因此，整個(gè)業(yè)界十分看好 “一碰即連” ，寄予厚望。

改用ST25DA-C，提高安全性，實(shí)現(xiàn)NFC配網(wǎng)

ST 的 ST25DA-C 是業(yè)界首款符合新發(fā)布的 Matter 1.5 標(biāo)準(zhǔn) NTL (NFC 傳輸層)配網(wǎng)技術(shù)的安全 NFC芯片。

ST25DA-C的核心是一顆算力強(qiáng)大的NFC標(biāo)簽芯片，支持Matter設(shè)備配網(wǎng)過程，包括高級(jí)加密運(yùn)算。這意味著該產(chǎn)品不僅可以保存設(shè)備配網(wǎng)信息，還可以存放書和安全密鑰。當(dāng)手機(jī)觸碰ST25DA-C時(shí)，非接觸式技術(shù)產(chǎn)生的電流足以啟動(dòng)該標(biāo)簽的加密驗(yàn)證過程。在ST25DA-C與移動(dòng)應(yīng)用交互結(jié)束后，設(shè)備預(yù)先配置好了網(wǎng)絡(luò)憑證，在通電后，即可加入運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)。

ST25DA-C的Matter NFC配網(wǎng)過程

值得一提的是，ST25DA-C 的強(qiáng)大算力足以運(yùn)行更多的安全功能：安全存儲(chǔ)、安全通道、數(shù)字簽名，未來可能還會(huì)有更多功能。鮮為人知的是，ST25DA-C的硬件已通過此類產(chǎn)品中安全保障級(jí)別最高的Common Criteria EAL6+認(rèn)證，使其成為主控微控制器最安全的配套產(chǎn)品。這個(gè)強(qiáng)大的解決方案的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，我們將啟動(dòng) SESIP 3 級(jí)認(rèn)證驗(yàn)證流程，并有信心明年通過認(rèn)證。雖然 Matter 并不要求設(shè)備必須通過此項(xiàng)認(rèn)證，但我們決定在這項(xiàng)認(rèn)證上投入資源，為物聯(lián)網(wǎng)合作伙伴提供更可靠的安全保障。

這款新器件的尺寸也很小，采用2 mm x 3 mm DFN8 超薄封裝，可以安裝到體積很小的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。為了最大限度地縮小電路板面積，這款Type 4 NFC芯片支持高達(dá)78pF的等效輸出容值，從而可以使用高集成度的天線，同時(shí)它能很好地兼容大多數(shù)手機(jī)和其他移動(dòng)設(shè)備。因此，該封裝可以裝到燈泡、煙霧探測(cè)器等空間非常有限的智能設(shè)備。此外，我們還提供參考設(shè)計(jì)、開發(fā)板和應(yīng)用例程，方便客戶把芯片集成到最終產(chǎn)品，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，普及 Matter 1.5 NFC 配網(wǎng)技術(shù)。