ZigBee

Allgemeines

ZigBee ist eine Spezifikation für drahtlose Netzwerke mit geringem Datenaufkommen, wie beispielsweise Hausautomation, Sensornetzwerke, Lichttechnik. Der Schwerpunkt von ZigBee liegt in kurzreichweitigen Netzwerken (bis 100 Meter). Es sind via vermaschtem Netz aber auch Reichweiten von mehreren Kilometern möglich.

Die Spezifikation ist eine Entwicklung der ZigBee-Allianz, die Ende 2002 gegründet wurde. Sie ist ein Zusammenschluss von derzeit mehr als 230 Unternehmen, welche die weltweite Entwicklung dieser Technologie vorantreiben.

Gerätetypen

Endgerät (ZigBee End Device, ZED)

Geräte wie zum Beispiel Steuerungs- oder Sensormodule werden meist mit Batterien betrieben. Diese können als ZigBee-Endgeräte implementiert werden und benötigen nur einen Teil der Funktionen der ZigBee-Spezifikation. Sie nehmen nicht am Routing im Netzwerk teil und können in einen Schlafmodus gehen. Sie melden sich an einem Router ihrer Wahl an und treten so dem ZigBee-Netzwerk bei. Sie können ausschließlich mit dem Router kommunizieren, über den sie dem Netzwerk beigetreten sind. Werden Daten an ein solches Endgerät geschickt und dieses befindet sich im Schlafmodus, speichert der Router diese Pakete, bis das Endgerät sie abruft.

Router (ZigBee-Router, ZR)

ZigBee-Router nehmen am Routing der Pakete durch das Netzwerk teil. Sie benötigen einen größeren Funktionsumfang und damit auch etwas mehr Hardwareressourcen. ZigBee-Router treten einem Netzwerk bei, indem sie sich an einem im Netzwerk befindlichen Router anmelden. Das Routing im Netzwerk erfolgt entweder entlang eines sich so bildenden Baumes (Stackprofil ZigBee) oder durch dynamisches Routing als Meshnetzwerk.

Ein Zigbee Router hat so ungefähr die Funktion wie ein WLAN Repeater...

Koordinator (ZigBee coordinator, ZC)

Ein ZigBee-Koordinator startet das Netzwerk mit festgelegten Parametern. Nach dem Start übernimmt er dieselben Aufgaben wie ein ZigBee-Router. Es kann nur einen Koordinator in einem Zigbee Netz geben. In FHEM wird ein solches Gerät Gateway genannt.

Einbindung in FHEM

Ist möglich über...

Direkt per MQTT

Siehe MQTT2-Module_-_Praxisbeispiele

Das Modul von Neumann

Siehe diesen Forenbeitrag: Thema

Die Hue Bridge von Philips

Siehe Hue.

Funkübertragung

Reichweite erhöhen

• Eine brauchbare WLAN Antenne (2,4GHz) an einen CC531 "Stick" anbauen (eher für Experten)
• ein CC2530 als Gateway oder in der Mitte als Repeater (Achtung verschiedene Firmwares erforderlich)
• Zigbee ist ein Mesh-Netz, daher irgendwo auf dem Weg ein Zigbee verbauen Gerät welches immer eingeschaltet ist (Zigbee Funksteckdose oder so)

Sicherheit

Sicherheitsrelevante Geräte

Welche Geräte sicherheitsrelevant sind, ist eine sehr schwierige Frage. Beim Türschloss ist das klar. Wenn ein Temperatursensor dafür sorgt dass ein Raum nicht mehr beheizt wird, und daraufhin wegen geplatzem Heizkörper die Wohnung geflutet wird, so ist dies schon etwas schwerer zu Erkennen...

Bekannte Sicherheitslücken

Insecury Rejoin

Insecure Rejoin ist eine der schwachen Stellen im Protokoll. Zigbee 3.0 wurde 2015 freigegeben und soll das Problem lösen. Allerdings ist Zigbee 3.0 (Stand Ende 2018) noch immer recht wenig verbreitet... Ablauf des Insecury Rejoin aus Angreifersicht:

• einen Node aus dem Netz werfen, um nicht auf die Aktivierung neuer Geräte warten zu müssen
• der Node versucht erneut Mitglied im Netz zu werden. Schlüsselaustausch erfolgt mittels dem Key "ZigBeeAlliance09"
• Mitsniffen des neuen Schlüssels

DDOS

• manipulierte Counter (können sogar manche HW zerstören)
• Jamming (einfach die Frequenz belegen mit beliebigem Sinal)
• Flutung mit Zigbee Messages

Quelle: https://research.kudelskisecurity.com/2017/11/21/zigbee-security-basics-part-3/

Links

• https://www.golem.de/news/smart-home-sicherheitsluecken-im-zigbee-protokoll-demonstriert-1511-117657-2.html