IPC 云端通信：认证与安全机制

双密钥模型

密钥	用途	持有方
`SN_Secret`	HTTPS 上行签名（IPC→FCC/CPC）	IPC、FCC、CPC
`FitronClientSecret`	HTTPS 签名（CPC→FCC）	CPC、FCC
`DeviceSecret`	MQTT TLS 连接鉴权	IPC、IoT 平台

密钥交付方式：
SN_Secret：出厂烧录到设备，FCC 数据库存根
FitronClientSecret：部署客户私有云时线下交付（不涉及线上传输），FCC 数据库存根
DeviceSecret：设备注册时由 IoT 平台生成并下发

SN_Secret 签名规则

项目	规则
算法	`HMAC-SHA256`
密钥	`SN_Secret`
签名原文	`uppercase(SN) + ":" + TIMESTAMP + ":" + NONCE + ":" + BODY`
SN	与 `X-SN` 一致，参与签名时转为大写
TIMESTAMP	Unix 秒级时间戳，与 `X-Timestamp` 一致
NONCE	与 `X-Nonce` 一致
BODY	请求体原始字符串；GET 请求为空字符串 `""`
BODY 约束	不允许包含换行；参与签名前去除首尾空格
输出	64 位小写 hex

签名计算示例（Python）

python

import hmac, hashlib

sn = "FT-A1B2C3D4-9F2E"
timestamp = "1768617100"
nonce = "a1b2c3d4e5f67890a1b2c3d4e5f67890"
body = '{"type":"report:device:heartbeat","msg_id":"550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000","timestamp":1768617100,"sn":"FT-A1B2C3D4-9F2E","data":{"status":"online"}}'.strip()

canonical = f"{sn.upper()}:{timestamp}:{nonce}:{body}"
sign = hmac.new(sn_secret.encode(), canonical.encode(), hashlib.sha256).hexdigest()

GET 请求签名

GET 请求无 body，BODY 取空字符串：

python

body = ""
canonical = f"{sn.upper()}:{timestamp}:{nonce}:{body}"
sign = hmac.new(sn_secret.encode(), canonical.encode(), hashlib.sha256).hexdigest()

FitronClientSecret 签名规则（CPC → FCC）

CPC 调用 FCC 接口（/cpc/**）时使用 FitronClientSecret 签名，签名算法与 SN_Secret 一致，差异仅在身份标识 Header、参与签名的身份字段和密钥：

项目	规则
算法	`HMAC-SHA256`
密钥	`FitronClientSecret`
签名原文	`ClientId + ":" + TIMESTAMP + ":" + NONCE + ":" + BODY`
身份标识	`X-Fitron-Client-Id`（替代 `X-SN`）
BODY 约束	与 SN_Secret 规则一致
公共 Header	`X-Request-ID`、`X-Timestamp`、`X-Nonce`、`X-Signature`（与 IPC 一致）

CPC → FCC Header 示例

http

POST /cpc/sn-secrets HTTP/1.1
Host: fcc-api.fitron.vip
Content-Type: application/json
X-Fitron-Client-Id: cpc-beijing-001
X-Request-ID: 550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
X-Timestamp: 1768617100
X-Nonce: a1b2c3d4e5f67890a1b2c3d4e5f67890
X-Signature: 7f8e9d6c5b4a3210fedcba9876543210abcdef0123456789abcdef0123456789

两方签名差异对比

维度	IPC → FCC / CPC	CPC → FCC
身份 Header	`X-SN`	`X-Fitron-Client-Id`
密钥	`SN_Secret`（出厂烧录）	`FitronClientSecret`（部署时线下交付）
签名原文	`uppercase(SN):TIMESTAMP:NONCE:BODY`	`uppercase(ClientId):TIMESTAMP:NONCE:BODY`
公共 Header	完全一致	完全一致

HTTPS 请求头

工控机请求头（IPC → FCC / CPC）

Header	必填	说明
`Content-Type`	是	`application/json`
`X-SN`	是	设备序列号
`X-Request-ID`	否	UUID v4，日志追踪与幂等去重（推荐携带）
`X-Timestamp`	是	Unix 秒级时间戳
`X-Nonce`	是	32 位随机 hex
`X-Signature`	是	HMAC-SHA256 签名

CPC 请求头（CPC → FCC）

Header	必填	说明
`Content-Type`	是	`application/json`
`X-Fitron-Client-Id`	是	CPC 客户端标识
`X-Request-ID`	否	UUID v4，日志追踪与幂等去重（推荐携带）
`X-Timestamp`	是	Unix 秒级时间戳
`X-Nonce`	是	32 位随机 hex
`X-Signature`	是	HMAC-SHA256 签名

HTTP 请求结构（统一约定）

所有 IPC -> Backend 的 POST 请求都拆为两部分：

Header：身份与安全信息（X-SN、X-Request-ID、X-Timestamp、X-Nonce、X-Signature）
Body：业务数据（控制结果、扫脸数据、补偿记录等）

Header 与 Body 字段去重规则

Header 中已有的字段，Body 可以不重复携带（推荐不重复）
业务端以 Header 为准进行身份识别与验签
若 Body 中仍带了同名字段（如 sn、timestamp），则必须与 Header 一致，否则按无效请求处理

http

POST /v1/ipc/report HTTP/1.1
Host: cpc.example.com
Content-Type: application/json
X-SN: FT-A1B2C3D4-9F2E
X-Request-ID: 550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
X-Timestamp: 1768617100
X-Nonce: a1b2c3d4e5f67890a1b2c3d4e5f67890
X-Signature: 7f8e9d6c5b4a3210fedcba9876543210abcdef0123456789abcdef0123456789

验签与防重放

规则	要求
时间窗	请求时间差 <= 300 秒
Nonce 唯一性	同一身份标识在 10 分钟窗口内不允许复用
Nonce 隔离	按客户维度隔离去重，同一客户内不同设备/来源的 Nonce 互不干扰
比对策略	恒定时间比较

Nonce 存储建议

推荐实现：Redis + 10 分钟 TTL，按客户维度隔离。

来源	Key 模式	说明
IPC 请求	`fitron:nonce:{SN}`	按 SN 隔离
CPC 请求	`fitron:nonce:cpc:{FitronClientId}`	按 CPC 客户端隔离

项目	建议
数据结构	Set / Sorted Set
清理策略	写入时清理过期值 + Key TTL 10 分钟

DeviceSecret MQTT 连接参数

参数	值
Broker Host	`{ProductID}.iot.tencentcloudapi.com`
Broker Port	`8883`
ClientID	`{ProductID}.{SN}`
Username	`{ProductID}{SN};120101;{ConnId};{Expiry}`
Password	`Base64(HMAC-SHA256(DeviceSecret, Username))`
KeepAlive	60 秒
CleanSession	`true`

TLS 与密钥存储

HTTPS 与 MQTT 均使用 TLS 1.2+
config_url 仅允许 HTTPS
SN_Secret / DeviceSecret 禁止明文落盘
出厂预置密钥仅用于首次注册场景，注册完成后应可擦除

安全待确认项

首次注册是否全部使用出厂预置密钥，还是统一直接烧录 SN_Secret
IPC 端密钥存储是否要求 TEE 或硬件安全模块
Nonce 记录采用 Redis 还是数据库兜底

IPC 云端通信：认证与安全机制 ​

双密钥模型 ​

SN_Secret 签名规则 ​

签名计算示例（Python） ​

GET 请求签名 ​

FitronClientSecret 签名规则（CPC → FCC） ​

CPC → FCC Header 示例 ​

两方签名差异对比 ​

HTTPS 请求头 ​

工控机请求头（IPC → FCC / CPC） ​

CPC 请求头（CPC → FCC） ​

HTTP 请求结构（统一约定） ​

Header 与 Body 字段去重规则 ​

Header 示例 ​

验签与防重放 ​

Nonce 存储建议 ​

DeviceSecret MQTT 连接参数 ​

TLS 与密钥存储 ​

安全待确认项 ​