1. 加密通信

无线电信号在传输过程中很容易被窃听，因此加密是首要措施。

• 对称加密：使用同一密钥进行加密和解密，如 AES-128/256。优点是加密解密速度快，适合低延迟通信。

• 非对称加密：使用公钥和私钥，如 RSA、ECC，用于密钥交换和身份认证。优点是无需共享密钥，但计算复杂度高。

• 端到端加密（E2EE）：确保数据从发送端到接收端全程加密，防止中间节点窃听。

实践建议：

• 在设备通信中使用 AES 加密数据包，并通过 ECC 或 RSA 进行密钥协商。

• 定期更新加密密钥，防止密钥泄露。

2. 身份验证与访问控制

确保设备只与可信设备通信。

• 设备认证：在通信前，设备之间相互验证身份。可采用数字证书或预共享密钥。

• 访问控制列表（ACL）：允许的设备列表，未授权设备禁止通信。

• 基于令牌的身份验证：例如使用一次性令牌（OTP）验证新设备。

实践建议：

• 对新设备接入无线网络时要求身份验证。

• 对重要命令或敏感数据通信添加二次验证。

3. 数据完整性与防篡改

无线电信号容易被干扰或篡改，需要保证数据完整性。

• 哈希校验：对数据包计算哈希值（如 SHA-256），接收端验证完整性。

• 数字签名：发送端对数据签名，接收端验证签名保证数据未被篡改。

• 防重放攻击：加入时间戳或序列号，防止旧数据被重放。

4. 防止干扰与入侵

无线信号容易受到干扰或被攻击。

• 跳频技术（FHSS）：快速改变传输频率，减少被窃听和干扰的风险。

• 扩频技术（DSSS）：将信号扩展到更宽的频带，提高抗干扰能力。

• 频谱监测：检测异常信号或干扰，自动切换频道或阻断通信。

5. 物理安全

设备本身可能被盗或篡改，需要硬件防护。

• 安全启动（Secure Boot）：确保设备只运行经过签名的固件。

• 硬件加密模块（HSM）：在芯片内存储密钥，防止被外部读取。

• 防篡改外壳：检测设备被拆解或篡改并触发安全警报。

6. 固件和软件更新安全

无线设备常需要远程更新，需要防止恶意固件注入。

• 签名固件：固件更新前进行数字签名验证。

• 安全传输：固件更新通过 TLS 或加密通道下载。

• 回滚机制：若更新失败或验证不通过，可恢复至安全版本。

7. 安全设计原则

• 最小权限原则：设备只开放必要的功能和接口。

• 分层防御（Defense in Depth）：多层安全措施，单点失效不会完全暴露风险。

• 定期安全审计：检测无线通信、固件、硬件漏洞。

8. 推荐协议与标准

• 通信加密：AES、TLS/DTLS

• 物联网安全：IEEE 802.15.4 安全机制（Zigbee、Thread）、LoRaWAN AES-128

• 认证标准：OAuth 2.0、X.509 证书