對比Wifi、Zigbee並分析二者的安全機制

1.zigbee wifi 藍牙的對比

zigbee的優勢是能夠自組網，可鏈接設備數量多，一個zigbee網絡內最多可達65500個節點，低功耗（由於傳輸速率低，因此芯片功耗低），低成本。
zigbee現主要用於無線傳感器網絡，如水質監測，環境控制等工業環境中。
zigbee的不足是傳輸速率比較低，不適合視頻等大流量的應用。並且zigbee網絡自己不能直接和互聯網通訊，用於智能家居的話，必須有個網關作zigbee與TCP/IP協議的轉換。小米的智能家居選用的就是zigbee協議，須要配套有智能網關。
值得注意的是，zigbee聯盟於2011年推出的最新協議棧zigbee ip中包含了6LowPAN協議，因此可經過這個方案來在zigbee上運行ipv6協議。

wifi是基於IEEE802.11無線通訊標準的技術，是wifi聯盟的用於品牌認證的一個商標。

wifi是商標，IEEE802.11是通訊標準

的缺點是功耗大，優勢是帶寬大，能夠無縫接入互聯網，智能手機，平板等設備中已嵌入wifi芯片，普及範圍大，用戶接受程度高。BroadLink公司推出了wifi智能遙控器和wifi智能插座。如今智能家居市場上能夠直接插電線供電的家居基本都使用wifi。

藍牙主要用於多媒體設備，如無線鼠標，無線耳機，手環。
但不足是一個藍牙網內所支持的設備數量有限。
爲支持物聯網設備，有推出低功耗藍牙版本（BLE,Bluetooth Low Energy）
詳細對好比圖1所示。

圖1    zigbee,wifi,藍牙的對比

2 Wi-fi的安全機制

Wi-fi在鏈路層使用了CCMP協議(CCM Protocal)。CCM的全稱爲Counter mode with CBC-MAC mode(Cipher Block Chain-Message Authentication Code，祕鑰塊連接-消息驗證碼模式) 。
具體的，CCM模式由Counter mode(計數器模式)和CBC-MAC mode兩種模式組成，其中Counter mode主要功能爲加密，CBC-MAC主要功能爲利用MAC對消息進行驗證。

值得注意的是，wifi早期是基於IEEE802.11標準,後因IEEE802.11存在安全問題而在2004年開始使用升級版IEEE802.11i。IEEE802.11使用WEP(Wired Equivalent Privacy,有線等效加密)機制來對無線電波進行加密，WEP使用RC4串流加密，可是因爲初始向量的位數只有24比特，當使用時間較長時，密鑰很容易被猜想出來；
而IEEE802.11i使用WPA/WPA2(wifi protected access)來保障安全。WPA的改進點在於使用了能夠動態改變密鑰的「臨時密鑰完整性協定（TKIP）」和更長的初始向量。

在平常使用中，wifi的不安全因素主要在於：
1.不少用戶的wifi密碼安全強度太弱；
2.一些舊的路由器設備並不支持WPA/WPA2，少數路由器甚至是默認使用WEP進行加密，這都對安全產生了嚴重威脅。
3.不少用戶的wifi帳戶名密碼是默認的沒有進行修改,如在192.168.1.1下的用戶名和密碼都是admin.致使攻擊者能夠登陸後修改默認DNS地址,把用戶導向釣魚網站.
4.公衆場合下不少商家的熱點安全程度較低,致使攻擊者連入網絡後能夠經過工具嗅探加入網絡後的使用者的流量.
5.攻擊者在公共場合開設不須要密碼的熱點,監聽加入網絡後的使用者的流量.

3 zigbee的安全機制

zigbee協議事實上擁有一個完整的協議棧，從下到上分別爲物理層、鏈路層、網絡層和應用層，如圖6所示，鏈路層只是其中的一個層次。Zigbee使用了IEEE 802.15.4對物理層和介質訪問控制層(MAC, media access control)的規範，zigbee聯盟本身設計了網絡層和應用層協議。

圖3    zigbee協議棧

zigbee在MAC層上使用的是AES加密算法,一般爲AES-128位，根據上層提供的鑰匙的級別,能夠保障不一樣水平的安全性。IEEE802.15.4標準MAC 層使用的也是CCM 模式,認證使用CBC -MAC 模式,而加解密使用的是CTR 模式。
然而ZigBee 技術對數據保護採用一種改進的模式即CMM *模式,它是經過執行AES - 128 加密算法來對數據保密 。

4.延伸

關於支撐wifi和zigbee在鏈路層安全的CCM機制，詳細介紹請見我寫的另外一篇文章。
精述wifi、zigbee在鏈路層的安全原理：CCM模式