===== Спецификация LoRaWAN. Активация оконечных устройств =====

Чтобы присоединиться к сети LoRaWAN, оконечное устройство должно пройти процедуру активации (End-Device Activation). Спецификация предусматривает два варианта активации устройств:

  * **OTAA, Over-The-Air Activation** (требуется пройти процедуру присоединения (join procedure), во время которой вырабатываются сессионные ключи шифрования и адрес DevAddr).
  * **ABP, Activation By Personalization** (не требуется проходить процедуру присоединения, ключи шифрования и адрес DevAddr записываются в устройство заранее (персонализация устройства))

После активации устройство должно содержать следующие значения:

  * **End-device address (DevAddr)** — локальный адрес устройства в данной сети [32 бита]. DevAddr состоит из двух полей: NwkID (идентификатор сети, биты 31...25) и NwkAddr (сетевой адрес, биты 24...0).
  * **Network session key (NwkSKey)** — сетевой сессионный ключ [128 бит], используемый для расчета и проверки поля MIC (message integrity code) сообщений при обмене между оконечным устройством и сетевым сервером (Network Server), а также шифрования сообщений MAC-уровня.
  * **Application session key (AppSKey)** — сессионный ключ [128 бит], используемый для шифрования данных на уровне приложения (между оконечным устройством и сервером приложения).
  * Также устройство должно иметь идентификатор приложения [64 бита], который записывается заранее — **Application identifier (AppEUI)**

{{ :d97c5643f5f84f8fa9aacd99ed9a75d1.jpg?nolink&600 |}}

==== Процедура присоединения при активации OTAA - Over-The-Air Activation ====

Процедура присоединения всегда инициируется оконечным устройством и состоит из двух сообщений, которыми обмениваются оконечное устройство и сетевой сервер: **join request** (устройство → сервер) и **join accept** (сервер → устройство).

{{ :6a0556e3015842bf9241275dccb80a52.jpg?nolink&600 |}}

Сообщение join request содержит AppEUI, DevEUI и случайное число DevNonce:

^Join Request  ^^^^^^
|  3 байта  |  3 байта  |  4 байта  |  1 байт  |  1 байт  |  16 байт  |
|  AppNonce  |  NetID  |  DevAddr  |  DLSettings  |  RxDelay  |  CFList  |


Для каждого оконечного устройства сетевой сервер запоминает значения DevNonce, которые использовались раньше, и игнорирует запросы, содержащие повторяющиеся значения DevNonce.
В ответ на join request сервер посылает сообщение join accept.

^Join Accept  ^^^^^^
|  3 байта  |  3 байта  |  4 байта  |  1 байт  |  1 байт  |  16 байт  |
|  AppNonce  |  NetID  |  DevAddr  |  DLSettings  |  RxDelay  |  CFList  |

где:

  * **AppNonce** — случайное число.
  * **NetID** — идентификатор сети.
  * **DevAddr** — адрес устройства в сети.
  * **DLSettings** — параметры, используемые для нисходящих сообщений (сервер -> устройство).
  * **RxDelay** — задержка между окончанием передачи оконечного устройства и началом окна приема Rx1 (что такое окна приема — см. [[ru:lorawan_spec_devices_clas|Спецификация LoRaWAN. Введение. Основные понятия и классы оконечных устройств]]).
  * **CFList** — список дополнительных частотных каналов, которые могут использоваться оконечным устройством.

Поле **DLSettings** [8 бит] имеет следующий формат:

^DLSettings  ^^^
|  7-й бит  |  биты 6...4  |  биты 3...0  |
|  RFU  |  RX1DRoffset  |  RX2 Data rate  |

где:

  * **RFU** — Reserved for Future Use, не используется.
  * **RX1DRoffset** — разница между скоростями (data rates) на восходящей и нисходящей линиях, используемая для первого окна приема Rx1. По умолчанию равна 0.
  * **RX2 Data rate** — скорость, используемая для второго окна приема Rx2.

Случайные числа **DevNonce** и **AppNonce** используются при вычислении сессионных ключей **NwkSKey** и **AppSKey**.





==== Активация путем персонализации ABP - Activation By Personalization ====

«Активация путем персонализации» означает, что в устройство напрямую записываются значения **DevAddr**, **NwkSKey** и **AppSKey** (происходит персонализация устройства). Согласно спецификации, каждое устройство должно содержать уникальные значения сессионных ключей NwkSKey и AppSKey, чтобы компрометация этих значений, содержащихся в одном устройстве, не приводила к компрометации других устройств сети.

При таком способе активации оконечному устройству не нужно проходить процедуру присоединения к сети, сразу после включения устройство готово к передаче данных.

Ссылка на оригинал статьи https://habr.com/ru/post/317218/