Настройка KNX IP Secure: шифрование AES-128, сертификаты и конфигурация безопасности в ETS6
KNX IP Secure добавляет шифрование AES-128 и криптографическую аутентификацию к соединениям KNXnet/IP — защищая IP-магистраль вашей системы KNX от прослушивания и несанкционированного управления без изменений в проводке или устройствах на шине TP.
Обзор KNX IP Secure
KNX IP Secure определён в стандарте ISO 22510 и спецификации KNX IP Secure. Он обеспечивает криптографическую защиту связи KNXnet/IP — IP-протокола, используемого для маршрутизации между линиями и туннельных соединений для программирования в ETS6 и визуализации. KNX IP Secure не шифрует телеграммы на шине TP — для этого существует отдельный стандарт KNX Data Secure.
| Механизм безопасности | Алгоритм | Назначение |
|---|---|---|
| Шифрование | AES-128-CBC | Защита содержимого телеграмм от прослушивания в IP-сети |
| Аутентификация | HMAC-SHA256 | Проверка источника телеграммы — обнаружение подделки или внедрения |
| Защита от повтора | Порядковый номер (6 байт) | Отклонение перехваченных повторных пакетов |
| Обмен ключами | X.509 сертификаты устройств + ключ магистрали ETS6 | Безопасное начальное распределение ключей |
Область применения KNX IP Secure: KNX IP Secure защищает KNXnet/IP маршрутизацию (мультикаст между IP-роутерами, порт UDP 3671) и KNXnet/IP туннелирование (сеансы программирования ETS6, подключения HomeServer). Он НЕ защищает телеграммы на шине KNX TP — физический доступ к шине TP позволяет перехватывать телеграммы. Для защиты чувствительных цепей шины TP используйте дополнительно KNX Data Secure.
Поддерживаемые устройства
Для KNX IP Secure требуется аппаратная поддержка криптографии в IP-роутере или туннелирующем интерфейсе. Устаревшие устройства без аппаратных криптомодулей невозможно обновить для поддержки KNX IP Secure — их необходимо заменить на оборудование с поддержкой Secure. Сертифицированные устройства имеют маркировку KNX Secure DiiA на продукте и в его техническом описании.
Примеры устройств с поддержкой KNX IP Secure
- MDT SCN-IP100.02 — KNX IP-роутер с IP Secure
- Gira X1 (прошивка ≥ 3.x) — IP-интерфейс с туннелированием IP Secure
- ABB IPS/S 2.1 — IP/TP-сопрягающее устройство с Secure
- Weinzierl KNX IP Interface 740 — туннелирующий интерфейс с Secure
- Siemens N146/01 — KNX IP-роутер с Secure (автоматизация зданий)
Устаревшие устройства без возможности обновления
Старые KNX IP-роутеры (например, MDT SCN-IP100.01, ABB IPS/S 2.1 с прошивкой до 2018 года) не имеют аппаратного модуля безопасности, необходимого для шифрования AES-128. Обновления прошивки не могут добавить IP Secure таким устройствам. В смешанных средах: все IP-роутеры должны поддерживать IP Secure для единообразной защиты — один не-Secure роутер на магистрали создает брешь в безопасности.
Настройка безопасности проекта ETS6
KNX IP Secure настраивается полностью в ETS6. Конфигурация безопасности генерирует криптографические ключи, считывает сертификаты устройств и распределяет ключи устройствам в процессе стандартной загрузки ETS6 — отдельный инструмент настройки безопасности не требуется.
Шаги активации IP Secure в ETS6
Step 1: Open ETS6 project Project > Properties > Security tab Enable: "KNX IP Secure" checkbox → ON ETS6 generates backbone key (256-bit random) Backbone key is stored in ETS6 project file Step 2: Add IP Secure devices to project Scan topology → ETS6 finds IP routers and interfaces ETS6 reads X.509 certificate from each device Verify: manufacturer name and device serial on certificate matches label on physical device (anti-substitution check) Step 3: Generate toolkeys for tunnelling connections Each ETS6 tunnelling connection requires a toolkey ETS6 > Settings > Security > Toolkeys > Generate One toolkey per IP router tunnelling slot used by ETS6 Toolkey enables ETS6 to establish encrypted programming session Step 4: Download security configuration Full Device Configuration download sends: - KNX application (as usual) - Encrypted backbone key (encrypted with device public key) - Toolkey assignment Keys are never transmitted in plaintext — encrypted with the device's public key extracted from X.509 certificate
Управление сертификатами устройств
Каждое устройство KNX IP Secure поставляется с завода с X.509 сертификатом, подписанным центром сертификации производителя. ETS6 проверяет всю цепочку сертификатов. Срок действия сертификата критичен для долговечных установок в зданиях — если сертификаты истекают в течение срока службы здания, требуется замена устройства.
Проверка сертификата в ETS6
ETS6 считывает X.509 сертификат при сканировании устройства и проверяет: цепочку сертификатов до CA производителя, соответствие серийного номера маркировке на устройстве, срок действия сертификата, отсутствие отзыва сертификата (если доступен CRL).
Если ETS6 сообщает «Сертификат недействителен»: не продолжайте загрузку. Замените устройство — полевое обновление заводских сертификатов невозможно. Обратитесь к производителю для возврата, если сертификат был недействителен при поставке.
Стратегия долгосрочных сертификатов проекта
Для проектов с ожидаемым сроком службы 15–20 лет: на этапе закупки указывайте устройства KNX IP Secure с сертификатами сроком действия 20 лет и более. Запросите у производителя дату истечения сертификата при выборе продукции.
Задокументируйте даты истечения сертификатов в техническом паспорте здания и плане эксплуатации. Запланируйте бюджет на замену устройств до истечения срока. Альтернатива: запланируйте перевыпуск с новыми ключами при обновлении сертификата — требуется полная загрузка через ETS6.
Назначение ключей и загрузка
ETS6 управляет всеми криптографическими ключами для KNX IP Secure. Механизм распределения ключей гарантирует, что сеансовые ключи никогда не передаются в открытом виде во время программирования — безопасность всей установки зависит от целостности процесса загрузки ETS6.
Механизм распределения ключей
Key hierarchy:
Backbone key: Generated by ETS6, one per project
Used for KNXnet/IP routing between all IP routers
Toolkey: Generated by ETS6, one per tunnelling connection
Used for ETS6 programming sessions (tunnelling)
Session key: Temporary, generated fresh per communication session
Derived from backbone/toolkey using key derivation
Key distribution (during Full Device Config download):
ETS6 reads device X.509 certificate → gets device public key
ETS6 encrypts backbone key with device public key (RSA/ECDH)
Encrypted backbone key sent to device over KNXnet/IP
Device decrypts using its private key (stored in hardware)
Device stores backbone key in secure storage (hardware protected)
Private key NEVER leaves the device
Backbone key NEVER transmitted in plaintext
Verification that download succeeded:
ETS6 shows "Security: Configured" on each IP router icon
Green padlock indicator in ETS6 topology view
Device responds to ETS6 scan with secured acknowledgmentЭкспорт связки ключей (.knxkeys)
Файл .knxkeys — это защищённый паролем архив, содержащий все сеансовые ключи, необходимые сторонним системам (HomeServer, ARISTO, OpenHAB) для связи с маршрутизаторами KNX IP Secure. Без файла связки ключей сторонние системы не смогут расшифровывать или отправлять KNXnet/IP телеграммы по защищённой магистрали.
Экспорт связки ключей и процедура безопасности
Export procedure in ETS6: Project > Security > Export Keyring → .knxkeys file Set strong password (minimum 20 characters, mixed case + symbols) Record password in password manager (1Password, Bitwarden) Never store password in same location as .knxkeys file .knxkeys file contents: Backbone key for each IP router in the project Toolkeys for each tunnelling connection Device individual addresses and individual keys (if Data Secure) Delivery to third-party systems: Gira X1 HomeServer: upload .knxkeys in X1 web interface OpenHAB KNX binding: import .knxkeys via OH3 console KNX IoT gateway: import via gateway admin interface Transfer: encrypted channel only (HTTPS admin interface, not email) Backup and loss recovery: Store .knxkeys in encrypted network share (not USB only) Offsite backup: encrypted cloud storage or remote NAS Test restore: verify backup .knxkeys opens in ETS6 before handover If .knxkeys lost AND ETS6 project backup lost: → Must factory reset every IP Secure device and reprogram → All KNX application and security config cleared → Full ETS6 download required on all devices → Estimate 1–2 days per large installation to recover
Управление инструментальными ключами
Инструментальный ключ — это криптографический идентификатор, который позволяет ETS6 устанавливать зашифрованное туннельное соединение с маршрутизатором KNX IP Secure для программирования. Без правильного инструментального ключа ETS6 не сможет программировать или мониторить защищённые устройства — даже при физическом доступе к локальной сети.
Перенос инструментальных ключей между установками ETS6
При смене установки ETS6 (новый ПК, переустановка): экспортируйте инструментальные ключи из старой установки ETS6 до её вывода из эксплуатации.
ETS6 Settings > Security > Toolkeys > Export. Import to new ETS6 installation using the same menu. Without toolkey migration: ETS6 on the new PC cannot connect to secured IP routers for programming.
Восстановление после сброса к заводским настройкам
Если инструментальный ключ утерян и нет резервной копии: выполните сброс IP-маршрутизатора к заводским настройкам с помощью физической кнопки сброса (удерживайте 10 секунд). Это удалит все ключи безопасности И приложение KNX.
После сброса: добавьте устройство в проект ETS6, создайте новый инструментальный ключ, выполните полную загрузку конфигурации устройства. План: всегда создавайте резервную копию инструментального ключа в зашифрованном бэкапе проекта перед любыми работами по программированию на объекте.
Проверка ввода в эксплуатацию
После завершения настройки KNX IP Secure проверка ввода в эксплуатацию подтверждает, что шифрование активно, а попытки несанкционированного доступа отклоняются. Проверку следует выполнять до сдачи объекта и документировать в журнале ввода в эксплуатацию.
Проверочные тесты для KNX IP Secure
Test 1 — Wireshark capture verification: Connect laptop to KNX VLAN switch (mirror port or TAP) Capture on KNXnet/IP port 3671 Filter: udp.port == 3671 Expected: KNXnet/IP packets contain Security wrapper cEMI payload should be opaque (encrypted) If plaintext cEMI visible: IP Secure not active → investigate Test 2 — ETS6 Group Monitor verification: Open ETS6 Group Monitor while Wireshark captures Actuate a KNX scene → observe Group Monitor telegrams ETS6 should display decoded telegram (decrypts locally) Wireshark should show same packet as encrypted cEMI → Confirms end-to-end encryption with ETS6 decryption Test 3 — Unauthorised access rejection: Attempt to connect with ETS6 using WRONG toolkey (use different ETS6 install without toolkey imported) Expected: ETS6 reports "Authentication failed" or timeout Device must refuse connection without correct toolkey Test 4 — Replay attack rejection: Replay a captured packet using Wireshark + packet injector Expected: router rejects packet (sequence number already used) ETS6 Group Monitor: no spurious telegram visible
Резервный режим и восстановление
Устройства KNX IP Secure имеют определённое поведение при неполной или повреждённой конфигурации безопасности. Понимание этих резервных состояний помогает избежать ситуации, когда неправильная настройка безопасности может вывести из строя всю систему KNX в вашем доме.
Сценарии резервного режима и восстановление
Scenario 1: Power loss during key programming download Device may have partial key configuration Symptom: ETS6 cannot connect, device shows as unsecured Recovery: re-initiate Full Device Configuration download from ETS6 with correct toolkey — overwrites partial config Scenario 2: Toolkey lost, ETS6 project available Recovery: factory reset IP router (physical button, hold 10s) Factory reset: clears keys AND KNX application Re-download from ETS6 with regenerated toolkey Duration: 15–30 minutes per device including reprogram Scenario 3: ETS6 project lost, keyring backup available .knxkeys file allows third-party systems to continue operating (HomeServer, ARISTO) during ETS6 project recovery Restore ETS6 project from backup → verify toolkeys match If toolkeys differ: factory reset devices and reprogram Scenario 4: Both ETS6 project and keyring lost (worst case) Full factory reset of every IP Secure device required Rebuild ETS6 project from documentation and group address tables Duration: 2–5 days for large commercial installation Mitigation: daily ETS6 project backup to two independent locations
Нужна настройка KNX IP Secure для вашего проекта?
Мы настраиваем KNX IP Secure с шифрованием AES-128, управляем сертификатами X.509 в ETS6 и предоставляем полную документацию по резервному копированию ключей и вводу в эксплуатацию — подходит для государственных и коммерческих проектов, требующих сертифицированной безопасности.
Запросить предложение →