Atténuer les attaques cybernétiques dans LoRaWAN via un schéma de gestion des clés sécurisé léger

En raison des dispositifs finaux (ED) géographiquement éparpillés dans les réseaux étendus à longue portée (LoRaWAN), les dispositifs qui combattent les menaces cybernétiques et les attaques difficiles sont d'une importance cruciale. Dans cette perspective, la LoRa Alliance® évolue en permanence la sécurité de LoRaWAN et a récemment introduit une nouvelle version, c'est-à-dire LoRaWAN 1.1x, qui présente une amélioration de la sécurité. Cependant, la nature sans fil de l'implémentation de LoRaWAN la rend encore vulnérable aux violations de sécurité qui compromettent son intégrité. Plusieurs problèmes ont été identifiés dans la nouvelle version, comme un problème de distribution des clés dans LoRaWAN 1.1, à savoir que les clés sont souvent préinstallées sur les dispositifs au moment de la fabrication. Cela peut introduire des risques de sécurité si les clés ne sont pas suffisamment protégées ou si les dispositifs sont compromis avant leur déploiement. En d'autres termes, les clés préinstallées peuvent ne pas être mises à jour régulièrement, ce qui peut également introduire des risques de sécurité. Ainsi, les clés doivent être gérées de manière sécurisée pour maintenir la sécurité du réseau, et la fonctionnalité de mises à jour de firmware over-the-air pourrait introduire de nouveaux défis de sécurité pour la distribution des clés. Cet article présente un mécanisme de génération et de distribution de clés (KGD) qui échange en toute sécurité la clé racine entre l'ED et le serveur d'application (AS). Le protocole KGD fournit une authentification en intégrant l'Advanced Encryption Standard (AES-128) en plus d'une fonction de hachage sécurisé connue sous le nom d'Argon2. Le protocole proposé utilise la méthode d'échange de clés Diffie-Hellman sur courbe elliptique (ECDH) qui rend le protocole résilient aux menaces cybernétiques. L'algorithme ECDH échange les clés sur des canaux non sécurisés et est donc vulnérable aux attaques de type Man-in-the-Middle (MITM) dans le réseau. Par conséquent, pour valider l'accord de clés et éviter les adversaires, le protocole KGD considère l'algorithme de signature numérique sur courbe elliptique (ECDSA) qui authentifie et permet des instances légitimes dans le réseau. Enfin, une analyse formelle de la sécurité utilisant l'outil Scyther valide l'amélioration de la sécurité du protocole KGD.