张 治，魏嘉鑫，王 林

(1.国家电投集团光伏产业创新中心，青海 西宁 810000；2.西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710000)

1 引言

受益于稳定的生态系统以及技术特点，LoRa网络在大型数据传输网络中的使用占比越来越大[1]，所以其安全性建设尤为重要。LoRa网络可以基本实现终端、网关和服务器之间传输的安全性，终端能够生成唯一的密钥。LoRa网络层和应用传输层在对于密钥的管理上是一致的，2层的密钥之间没有设置隔离；同时加/解密过程和密钥保护都由AES-128加密算法完成，加密强度的不足导致其安全等级不高，因此存在因密钥泄露而造成的核心数据泄露、非法数据篡改等风险[2]。

相关研究方面，Xu等[3]针对物理层安全展开研究，提出了LoRa网络第一个完整密钥建立协议LoRa-Key[3]。另一方面，部分文献剖析LoRa协议MAC层的结构，并对其安全机制进行了相关分析和改进。例如，Zhang等[4]设计了一种特殊的密钥生成方案：在室外城市环境和室内环境中进行的实验表明，这种密钥生成方案适用于低功率广域网络LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)，并且能够可靠地生成安全密钥。Kim等[5]设计了一种低功耗的LoRa协议密钥自动生成方案，通过安全性分析，证明了此方案可以保证其机密性和完整性。Ozyilmaz等[6]探讨了将区块链与LoRa网络相结合的可能性，实验证明：区块链与LoRa网络相结合的方案可以在一定程度上解决LoRa网络的有关问题。

现有文献对LoRa数据传输网络安全性进行了多方面的分析研究，但是基本上都是对LoRa网络自身安全机制进行优化。……