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本文介紹了設備如何通過更安全的身份認證方式（ID2）連接到您自建的物聯網系統（設備管理平臺）。適用于集成了ID2安全芯片的設備。

1. 術語

Soft-KM（Key Management）密鑰管理，由阿里提供的軟件安全沙箱，基于軟件加固和虛擬化技術提供對密鑰（IoT ID2）的安全保護。
OSA（Operation System Abstractor Layer）操作系統抽象層，定義內存申請和釋放、日志打印、系統時間、網絡通信等接口，非遵循POSIX標準的OS，需重新適配這些接口。
HAL（Hardware Abstractor Layer）硬件抽象層，根據設備硬件特性，完成對加解密算法、設備唯一ID、密鑰管理和數據安全存儲的接口適配。
TLS（Transport Layer Security）安全傳輸層協議，用于兩個通信實體之間，保護通信數據的私密性和完整性。
IoT（Internet of things）物聯網，基于互聯網實現萬物互聯。
LP（Link Platform）阿里云物聯網平臺，提供物聯網的設備管理。
SE（Secure Element）安全元件，也稱安全芯片，單獨的防篡改硬件，專門用于存儲和數據加密。
AT指令，終端設備和外設模塊之間的連接和通信的指令。
ID2安全芯片，或ID2-SE芯片，在安全芯片生產時燒錄ID2密鑰，基于安全芯片的物理防護特性保護ID2密鑰的存儲和運行安全，通過SE AT指令提供ID2密鑰的基礎運算。

2. 產品架構

ID2控制中心：

ID2的Web控制臺，提供對ID2產線灌裝、ID2產品和配額申請、以及ID2使用統計的管理。

ID2服務中心：
- ID2在云端的應用，提供ID2的各種安全能力，包括ID2密鑰安全分發、設備認證、基于ID2的安全連接協議等；同時，提供各種能力的云端接口，支持業務平臺的二次開發，支持不同的安全業務需求和場景。
ID2 Client SDK：

ID2在設備端的功能組件和軟件開發框架，可支持不同操作系統和不同硬件，為IoT設備提供基于ID2的端到端的設備認證、數據加解密等各種安全能力。

3. ID2接入流程

3.1 概述：

客戶自建服務的方式，ID2通過云端和設備端接口的方式，提供基于ID2的設備認證和會話密鑰加密下發，應用數據通過下發的會話密鑰進行加密傳輸。

ID2對接步驟如下：

3.2 購買ID2：

購買ID2安全元器件：

點擊購買鏈接 - ID2安全元器件。
選擇硬件類型、型號和數量：

3.3 創建產品：

登錄產品控制臺，在左側導航欄，選擇常規>集成與部署 > IoT設備身份認證，單擊獨立使用（三方物聯網平臺）卡片的開始接入按鈕。

在配置產品頁面創建新產品&分配ID2授權，然后單擊下一步按鈕。

選擇產品：請選擇創建新產品，并輸入產品名稱。
ID2有效期：請選擇1年、3年、或5年。
分配ID2授權數量：填寫實際的設備數量，不超過賬號下可分配ID2的數量。

3.4 選擇設備認證算法：

IoT設備身份認證支持國際算法（AES-128、AES-192、AES-256）和國密算法（SM1-128、SM2-256、SM4-128），能滿足企業不同安全等級的需求。

說明

國密算法SM1需要配合ID2安全芯片使用，SM2用于業務數據完整性校驗和加密。

創建的ID2產品默認選擇的設備認證算法是AES-128；如需選擇其他設備認證算法，請按如下步驟操作：

在產品控制臺，選擇常規>集成與部署 > IoT設備身份認證，單擊獨立使用（三方物聯網平臺）卡片的開始接入按鈕。
在配置產品頁面獲取配置信息，然后單擊下一步按鈕。
選擇產品：請選擇現有產品，在下拉框中勾選產品名稱。
在獲取配置信息頁面，單擊設備認證算法后的更換按鈕，查看支持的密鑰類型（如SM4-128），并確認。

在獲取配置信息頁面，記錄下ProductKey、ProductSecret。
ProductKey：設備所屬產品的ProductKey。
ProductSecret：由IoT設備身份認證頒發的產品密鑰，與 ProductKey 成對出現。

3.5 集成云端SDK

3.5.1 阿里云賬號的AccessKey

AccessKey是調用阿里云API的身份憑證，請參見獲取AccessKey。
需要注意的是AccessKey的歸屬賬號必須與創建產品時的賬號保持一致。

3.5.2 下載云端SDK

在集成云端SDK頁面，單擊點擊下載右側的圖標，獲取云端SDK的下載地址。然后在設備端執行wget命令獲取設備端SDK。

wget https://id2-schip-online.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/static_resources/id2_server_sdk/ID2_Server_SDK.tar

在云端環境執行命令tar -xvf ID2_Server_SDK.tar 完成解壓，執行命令cd <解壓SDK后的目錄>。設備端SDK的目錄說明見表格內容：

目錄/文件	說明
demos	ID2云端的示例代碼
lib	ID2云端的Jar包

3.5.3 集成云端SDK

添加Maven項目依賴，引入阿里云Java SDK公共包。

<dependency>
    <groupId>com.aliyun</groupId>
    <artifactId>aliyun-java-sdk-core</artifactId>
    <version>4.5.6</version>
</dependency>

導入云端SDK中的lib/aliyun-java-sdk-id2-1.1.4.jar到項目工程中，初始化云端SDK。

public static String ACCESS_KEY = null;
public static String ACCESS_SECRET = null;

public static String REGION_ID = "cn-shanghai";
public static String END_POINT = "id2." + REGION_ID + ".aliyuncs.com";

// Load ACCESS_KEY and ACCESS_SECRET From Config File
loadConfigProperties("xxx.conf");

IClientProfile profile = DefaultProfile.getProfile(REGION_ID, ACCESS_KEY, ACCESS_SECRET);
DefaultProfile.addEndpoint(REGION_ID, PRODUCT_CODE, END_POINT);
client = new DefaultAcsClient(profile);

發起調用，ID2云端SDK為每個API封裝了一個類，命名為${API名稱}+"Request"，如VerifyRequest，用于API的調用請求，ID2云端API列表請參考服務端API。

ID2空發

OtpGetId2Request request = new OtpGetId2Request();
request.setDeviceAuthCode(authCode);
request.setApiVersion(1.1.2);

OtpGetId2Response response = client.getAcsResponse(request);

獲取ID2認證挑戰字

GetServerRandomRequest request = new GetServerRandomRequest();
request.setId2(id2Id);
request.setApiVersion(1.1.2);

GetServerRandomResponse response = client.getAcsResponse(request);
System.out.println("GetServerRadom requestId:" + response.getRequestId());

ID2設備認證和業務密鑰加密

VerifyAndEncryptRequest request = new VerifyAndEncryptRequest();
request.setApiVersion(1.1.2);
request.setProductKey(productKey);
request.setId2(id2Id);
request.setAuthCode(authCode);
request.setData(keyInfo);

VerifyAndEncryptResponse response = client.getAcsResponse(request);
System.out.println("VerifyAndEncrypt requestId:" + response.getRequestId());

應用集成ID2云端SDK的示例代碼，請參考demos/ID2SPDemo

3.6 集成設備端SDK：

3.6.1 ID2設備端SDK框架：

IoT Application：

設備端的應用程序，負責業務數據處理，包括設備認證、設備建連和數據收發等。

IoT Linkkit：
- 阿里云物聯網平臺的接入SDK，提供IoT設備安全連接到阿里云IoT平臺，提供數據連云的安全通道，以及業務數據的管理。
ID2 Client SDK：

ID2：IoT設備認證的對外接口，上層應用/協議基于此接口進行開發。
KM：密鑰管理模塊，支持不同形式的載體：
Soft-KM：軟件沙箱，基于軟件加固和虛擬化技術提供對ID2密鑰的安全保護。
- SE：安全芯片，基于物理防護機制，提供對ID2密鑰的安全保護，通過AT指令對設備提供ID2的運算。
Crypto：提供統一的加解密算法接口。
OSA：操作系統適配接口，廠商需根據使用的OS，重新進行接口適配。
HAL：硬件適配接口，提供算法庫和Soft-KM的適配接口，廠商需根據選擇的硬件平臺，重新進行接口適配。

3.6.2 下載設備端SDK：

ID2 SDK下載：

https://github.com/alibaba/id2_client_sdk

ID2 Release Package目錄：

目錄/文件	說明
modules	核心模塊代碼
include	頭文件
app	測試代碼，可用于集成調試
sample	ID2的示例代碼
doc	文檔
make.settings	ID2 SDK統一配置文件： CONFIG_LS_ID2_DEBUG：調試開關 CONFIG_LS_ID2_ROT_TYPE：ID2安全載體，SE-安全芯片 CONFIG_LS_ID2_KEY_TYPE：ID2的密鑰類型
make.rules	編譯系統配置文件，可配置編譯工具鏈和編譯參數
makefile	編譯腳本

3.6.3 集成設備端SDK：

設備硬件及系統層集成，詳情請參考ID2安全Agent適配接口：

OSA接口適配：實現src/osa/ls_osa.c中的接口。
IROT HAL接口適配：
- 進入modules/irot/se目錄。
  - 在chipset目錄, 創建新增安全芯片的目錄（如fm1280），復制template中全部文件到新增的目錄，并修改makefile指定到新建的目錄。
  - 打開chipset/fm1280/se_driver/se_driver.c, 適配SE芯片驅動接口：
se_open_session - SE初始化
- se_transmit - 發送APDU指令，并獲取response。
  - se_close_session - SE關閉。

設備應用層集成，詳情請參考設備端API

設備應用首先調用ID2的初始化函數，完成設備端SDK的初始化。

{
    int ret;

     ret = id2_client_init();
     if (ret != IROT_SUCCESS) {
        ls_osa_print("id2 client init fail, %d\n", ret);
        return -1;
     }
}

獲取設備端的ID2 ID。

{
    int ret;

     ret = id2_client_init();
     if (ret != IROT_SUCCESS) {
        ls_osa_print("id2 client init fail, %d\n", ret);
        return -1;
     }
}

ID2認證挑戰字的網絡請求和響應。

{
    int ret;

     ret = id2_client_init();
     if (ret != IROT_SUCCESS) {
        ls_osa_print("id2 client init fail, %d\n", ret);
        return -1;
     }
}

獲取設備端的ID2認證碼。

{
    int ret;

     ret = id2_client_init();
     if (ret != IROT_SUCCESS) {
        ls_osa_print("id2 client init fail, %d\n", ret);
        return -1;
     }
}

設備端認證和數據加密的網絡請求和響應。
- cipherData：ID2云端下發的加密數據

{
    int ret;

     ret = id2_client_init();
     if (ret != IROT_SUCCESS) {
        ls_osa_print("id2 client init fail, %d\n", ret);
        return -1;
     }
}

解密ID2云端加密下發的數據。

{
    int ret;

     ret = id2_client_init();
     if (ret != IROT_SUCCESS) {
        ls_osa_print("id2 client init fail, %d\n", ret);
        return -1;
     }
}

設備端SDK的編譯：

在ID2 SDK的根目錄，執行命令vi ./make.settings打開文件：
- 修改CONFIG_LS_ID2_ROT_TYPE的值為SE
- 修改CONFIG_LS_ID2_KEY_TYPE的值，同ID2產品選擇的認證算法保持相同

執行命令“make clean & make plat=xxx”進行編譯
- Linux x86_64默認使用系統中的GCC作為編譯工具，且默認指定“plat=x86_64”參數
- 如要編譯其他架構，如armhf，在make.rules中配置編譯工具，運行編譯命令“make clean & make plat=armhf”

3.7 業務數據加密

運行設備端自有的應用和自建的SPDemo Server，進行ID2認證和加密，以及業務數據加密的調試。
查看設備狀態：

登錄產品控制臺，在左側導航欄，選擇資產>設備，查看設備狀態為正常，安全狀態為安全。

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使用ID2-SE將設備接入自建的物聯網系統