今天小编分享的互联网经验：手把手玩转路由器漏洞挖掘系列-ZiggBee協定，欢迎阅读。
1. 基本介绍
ZigBee 是一种低复杂度、低功耗、低速率、低成本的近距离无线通信技术。它基于 IEEE 802.15.4 标准，主要用于短距离数据传输和监控应用。
ZigBee 网络由协调器、路由器和终端设备组成，支持星型、树型和网状等多种拓扑结构。该技术广泛应用于智能家居、工业自动化、医疗监护等领網域，通过低功耗和自组织网络特性，实现高效、可靠的无线数据传输。ZigBee 的传输速率在 10KB/ 秒到 250KB/ 秒之间，支持大量设备连接，具有强大的网络容量和灵活的节点配置能力。
2. 協定概述
2.1 栈结构
ZigBee 協定组成主要涵盖了四个层次，这些层次共同构成了 ZigBee 网络協定栈的基础，确保了数据的可靠传输和网络的有效管理。以下是 ZigBee 協定组成的详细概述：
物理层
处理无线电硬體之间的实际通信
基于 IEEE 802.15.4 标准的无线通信技术
传输层
管理无线链路，包括处理帧的发送、接收、超时重传、收发确认等
提供了安全和管理机制，如加密、身份认证和底层设备管理
网络层
负责多跳网络的支持，主要包括路由选择、拓扑结构和组网等功能 ( 星型、树型和网状拓扑结构 )
协调器、路由器和终端设备
负责定义不同应用的数据格式和通信规则
节点之间的路由和寻址机制，确保数据传输的可靠性和安全性
不同设备之间的互相通信，允许节点在网络中相互切换
2.2 数据帧
2.2.1 具体分布
物理层
SHR - 前导序列
PHR - PSDU 长度信息
PSDU - MAC 层協定数据单元
传输层
MHR - 控制信息、序列号、寻址信息等
MSDU - 网络层和应用层数据
MFR - 帧校验序列
网络层
网络层帧头和有效载荷
应用层
数据和服务
2.2.2 帧结构
信标帧
| 帧控制網域 | 序列号 | 地址網域 | 附加安全头部 | 超帧描述 | GTS 分配释放信息 | 转发数据目标地址信息 | 帧负载 | FCS |
|---|
数据帧
| 帧控制網域 | 序列号 | 地址網域 | 附加安全头部 | 数据帧负载 | FCS 校验 |
|---|
确认帧
| 帧控制網域 | 序列号 | FCS |
|---|
2.3 安全机制
ZigBee 主要提供三个级别的安全模式 :
非安全模式
不采取任务安全措施 - 可重发、中间人攻击
访问控制模式
只允许接入的硬體设备 MAC 地址存在列表中，限制无合法节点访问获取相关数据
安全模式
支持 128 位 AES 加密算法进行数据通信加密
Wireshark 里面提供的安全级别可支持预设密钥用于解析数据包
2.4 密钥类型
主密钥
配合 ZigBee 对称密钥的建立 ( SKKE ) 过程来派生其它密钥，在建立网络时生成或配置的，用于后续生成网络密钥和链接密钥。
网络密钥
保护广播和组数据的机密性和完整性，同时也为网络认证提供保护
链接密钥
保护两个设备之间单播数据的机密性和完整性
其他密钥
除了上述主要密钥外，ZigBee 協定还可能定义其他类型的密钥，如应用主密钥、应用链接密钥等，用于特定场景下的安全通信
3. 安全风险
3.1 中间人攻击
ZigBee 采用非安全模式，对数据传输内容没有加密，可能被窃取敏感数据内容。
3.2 密钥攻击
在密钥传输过程中，密钥内容会以明文形式传输，因此可能被获取密钥信息，通过密钥对数据信息进行解密或者伪造合法接入设备。
4. 总结
当前，针对 ZigBee 協定的攻击策略主要聚焦于其密钥安全性的薄弱环节，其密钥安全是整个 Zigbee 協定中最重要一环。
