matter协议的关键特性

本文参考芯科公司对matter的介绍。网址 https://www.bilibili.com/video/BV1NL411T7Kj

一.matter协议简介

    matter是一个通用的应用层规范。matter目前有两个分支，matter over Thread和matter over Wi-Fi。其中Thread是专门为物联网设计的一种短距离、低功耗、支持IPv6的无线网状网络组网协议，是Zigbee的升级。以实现设备间的互操作性架构目标，Matter规范设备和控制器（基于 IPv6的网络（Thread或Wi-Fi））的应用层。

应用层可以进一步细分为七个主要组件：

1. 应用：设备的高阶业务逻辑。例如，专注于照明的应用程序可能包含处理打开/关闭灯泡及其颜色特征的逻辑。
2. 数据模型：帮助描述设备各种功能的数据原语。当有意与设备交互时，应用程序对这些数据结构进行操作。
3. 交互模型：表示可以在设备上执行以与其交互的一组操作。例如，在设备上读取或写入属性将对应于与设备的交互。这些操作对数据模型定义的结构进行操作。
4. 动作框架：一旦使用交互模型构建了一个动作，它就会被构造成一个规范的打包二进制格式，以便在“线路”上得到很好的表示。
5. 安全性：然后将编码的动作帧发送到安全层以对有效负载进行加密和签名，以确保数据包的发送方和接收方都对数据进行保护和验证。
6. 消息帧和路由：通过加密和签名的交互，消息层构建具有必需和可选头字段的有效负载格式；它指定消息的属性以及一些路由信息。
7. IP 成帧和传输管理：构建最终有效载荷后，将其发送到底层传输协议以进行数据的 IP 管理。

二.matter涉及的两个概念

Fabric ID 64bit  node ID 64bit

1.Fabric

A collection of Matter devices sharing a trusted root.互信的设备集合，构成应用生态。

A fabric is identified by a fabric ID which is a 64-bit number. 64bit 的ID

2.Node

In a Matter fabric，each physical device is called a node.

Each node is identified by a node ID which is a 64-bit number.

三．Matter通过多个Fabric的生态进行管理

     一个Matter设备可加入多个Fabric生态，由多个生态进行管理。利用设备可属于多Fabric，不同系统是不同的Fabric，控制同一设备可以在不同系统中使用。每个Fabric相当于一个虚拟专网。

四．应用系统控制功能的实现

设备之间的对应关系通过绑定表（cluster）来实现。

绑定表（cluster）是一组描述绑定关系的列表，

绑定目标包括：Fabric ID 、节点 ID、端点ID、Cluster簇ID、

绑定目标可以是单个端点ID的对应关系，一个节点组ID

1.访问控制Cluster

2.描述符Cluster（设备的能力）

3.标签Cluster（添加标签）

4.绑定Cluster（绑定对象可以是endpoint 也可以是group）

5.绑定目标：fabric、node或group、endpoint、Cluster

6.代理（Proxy减轻设备绑定表的存储空间）

7.桥（非matter设备需要接入matter网络时需要）

8.OTA（更新固件）

五．配网接入过程

配网接入：自动、配置接入（进入方式：标准、用户干预模式）

待入网设备（带二维码），配网工具进入配网软件（扫二维码），建立连接，通过PASE建立安全连接；

认证，将管理员根用户列表ACL；配置网络（分配wifi——ssid与密钥、thread——PANid与密钥）；加入网络，CASE协商密钥；完成入网。

 配网接入的交互过程：

六．数据模型

三类endpoint描述Matter Node。

三类endpoint：根节点endpoint、组合endpoint、叶子endpoint

七. 交互模型

发起方与响应方的交互，采用C/S方式。

Path （action的操作对象）

Action（请求或响应）

Transcaction：一序列action

Interaction :一序列transcation

八. 安全访问

1.访问控制Cluster

访问控制列表（ACL）

安全特性：

保密性：消息有效负载由加密密钥加密

隐私：地址由隐私密钥加密

2.设备认证（设备合法性）

    每个设备都有一个由制造商签署的唯一证书。证书的层次结构为三层，所有设备不是单一根CA。在调试期间，需要检查设备私钥的合法性。可以根据分布式认证数据库（DCL）来验证设备认证状态

3.DCL（ Distributed Compliance Ledger）

    DCL是分布式认证产品的数据库，包括：认证状态、产品名称描述固件URL、产品证书。DCL服务器提供DCL服务。

从DCL读取是公开的，对DCL的写入受到限制。

对DCL数据的写入角色包括：CSA认证角色、试验室角色、供应商角色。

仅用于记录学习，若有侵权即删除。