TLoRa：在 LoRa 上实现 TLS 以实现 IoT 安全 HTTP 通信

我们提出 TLoRa，一种面向 LoRa 的 HTTPS 通信的端到端架构，通过集成 TCP 隧道和完整的 TLS 1.3 握手实现。它使 WiFi 使能终端设备能够通过 End Hub（EH）和 Net Relay（NR）在 LoRa 上建立安全通信信道。EH 绑定 WiFi 热点和 captive portal，供用户设备连接并请求 URL。EH 通过 LoRa 上的安全隧道将请求的 URL 发送给 NR。NR 充当服务器端代理，接收并解析来自基于 Internet 的服务器的请求，然后通过相同的安全隧道将加密响应返回。TLoRa 在三个阶段运行——会话设置、安全隧道和渲染。在第一个阶段，它管理 TCP 套接字并发起 TLS 握手。在第二个阶段，它创建安全隧道并在 LoRa 上传输加密 TLS 数据。在第三个阶段，它向用户递送 URL 内容。TLoRa 还实现了轻量级 TLS 记录重组层和用于会话复用的队列机制。我们在真实硬件上进行评估，使用多个对 Web API 的访问。结果表明，它通过在 LoRa 上建立 TLS 会话仅需 9.9 秒，完成 API 请求仅需 3.58 秒。据我们了解，这是首个系统性地设计、实现和评估在 LoRa 上使用完整 TLS 实现 HTTPS 访问的工作。