Granite River Labs, GRL
새로운 Matter 스마트 홈 표준에서 기대할 수 있는 이점
Smart Home(스마트 홈) 소유자에게 희소식입니다. Connectivity Standards Alliance(CSA)에서 개발한 새로운 Matter 표준은 이제 홈 자동화 네트워크에 더 큰 유연성을 제공하여 사용자가 인기 있는 가정용 브랜드의 제한된 범위를 넘어 더 넓은 범위의 장치를 연결할 수 있게 해줍니다.
Matter를 사용하면 이제 스마트 홈 기기를 공통 플랫폼에서 연결하고 호스팅할 수 있습니다. 또한 CSA가 개발한 표준은 이전의 독점 프로토콜 시스템을 조화시켜 제조업체가 협력하여 동일한 스마트 홈 네트워크에 연결할 수 있을 뿐만 아니라 서로 호환되는 기기를 만들 수 있습니다.
즉, 스마트 홈 소유자는 이제 특정 필요에 따라 홈 장치 설정을 혼합하고 일치시켜 홈 사용자 지정에 대한 더 큰 제어권을 누릴 수 있습니다. 또 다른 반가운 변화는 개별 기기를 제어하기 위해 서로 다른 애플리케이션을 사용할 필요가 없어졌다는 점입니다. Matter를 통해 소비자들은 단일 인터페이스에서 더 많은 기기를 모니터링하고 제어할 수 있는 보다 친숙한 사용자 경험과 거주 환경을 누릴 수 있게 됩니다.
스마트 홈에서 Matter가 작동하는 방식
Matter는 Wi-Fi, 이더넷 또는 Thread와 같이 잘 알려진 IP 네트워크 위에 구축되는 애플리케이션 계층 프로토콜입니다. 또한 저전력 블루투스(BLE)는 네트워크 형성 디바이스 식별 및 로직 구성과 관련된 프로세스인 무선 네트워크 커미셔닝에 사용됩니다.
그림 1: Wi-Fi/Thread 및 Bluetooth LE로 구성된 Matter 스마트 홈 네트워크 내의 commissioner, commissionee, nodes 간의 관계에 대한 개요
스마트 홈 네트워크에 Matter 장치 연결하기
Matter 애플리케이션 계층 프로토콜의 소프트웨어 인프라를 통해 사용자는 QR 코드를 스캔하는 간단한 동작을 통해 새로운 Matter 기기를 홈 네트워크에 연결할 수 있습니다. 이는 Matter 기기의 QR코드에 내장된 몇 가지 주요 정보를 통해 가능합니다:
- Version
- Vendor ID
- Product ID
- Custom Flow
- Discovery Capabilities
- Discriminator
- Passcode
- Padding
- TLV Data
스캔하면 스마트폰의 BLE 기능이 활성화되어 Matter 기기를 매핑하고 식별할 수 있습니다. 그 후 QR코드에 포함된 정보를 기반으로 커미셔닝이 시작됩니다.
스마트폰과 Matter 디바이스 간의 연결 시운전 및 보안 유지
스마트폰과 Matter 기기 간의 통신은 암호 인증 세션 설정 프로토콜(PASE)을 통해 보호됩니다. 비밀번호는 QR코드에 내장된 비밀번호 기반 키 도출 함수(PBKDF)를 통해 생성됩니다. 설정된 비밀번호 키는 Matter 네트워크에서 두 기기 간에 교환되는 메시지의 암호화, 인증, 개인정보 보호에 차례로 사용됩니다.
그림 2: 스마트폰과 새로 연결된 Matter 기기 간의 커미셔닝 워크플로
이 시나리오에서 커미셔너 역할을 하는 스마트폰은 수신 장치에 합법성과 신원을 확인하기 위해 장치 증명 자격증명(DAC)을 제공하도록 요청합니다. 허가를 받으면 스마트폰 커미셔너는 나중에 인증 및 통신 목적으로 사용되는 노드 운영 자격증명(NOC)을 기기에 생성하고 설치합니다.
BLE는 기본 통신 모드로 사용되지 않으므로 무선 네트워크에도 자격 증명을 제공해야 합니다(현재 Wi-Fi 및 Thread가 지원됨). 이를 용이하게 하기 위해 스마트폰 커미셔너는 기본적으로 네트워크의 모든 디바이스에 특정 작업을 수행할 수 있는 권한을 부여하는 목록인 액세스 제어 목록에 관리자로 추가됩니다.
커미셔닝이 완료되면 새 장치가 네트워크(Thread 또는 Wi-Fi)에 추가되고 BLE 세션이 닫힙니다. 이전에 연결되었던 모든 Matter 기기는 이제 새 기기와 안전하게 통신할 수 있습니다.
스마트 홈에서 Matter 표준의 광범위한 채택
구글, 아마존, 애플, 삼성과 같은 대형 브랜드는 이미 제조 절차에 공통 프로토콜과 가이드라인을 통합하여 Matter 표준을 지원하기 위해 나섰습니다. Matter에 대한 폭넓은 지원은 빠르게 성장하는 스마트 홈 기술 시장에서 오래 지속될 수 있다는 좋은 징조입니다.
또한 신규 제조업체는 호환성이나 상호 운용성 문제에 대한 걱정 없이 Matter의 사전 정의된 프로토콜 세트를 따라 스마트 홈 트렌드에 쉽게 뛰어들 수 있습니다. 또한 최종 소비자는 기술 사양의 세부 사항에 대해 걱정할 필요 없이 Matter 인증 로고만 보고도 스마트 홈 호환 장치를 식별할 수 있습니다.
Thread 무선 프로토콜과의 호환성
Matter는 저전력 메시 기반 프로토콜을 사용하여 데이터 전송을 위한 빠른 오프라인 네트워크를 구축하는 무선 프로토콜인 Thread를 기반으로 작동하도록 설계되었습니다. 또한 Thread는 확장성이 뛰어난 단일 스레드 네트워크로, 다른 네트워크(셀룰러, Wi-Fi, 이더넷 등)와의 데이터 전송을 위해 많은 경계 라우터를 사용할 수 있습니다.
하나의 Thread 리더는 기기 간 트래픽을 라우팅하는 최대 32개의 Thread 라우터를 관리할 수 있으며, 필요에 따라 리더가 될 수 있으므로 저전력 작동을 위해 설계된 라우터당 총 511개의 최종 디바이스를 지원할 수 있습니다. Thread를 사용하면 인터넷 없이도 Matter 인증 기기를 동시에 연결하고 작동할 수 있습니다. 이는 이전에 인터넷 연결에 의존했던 오프라인 IoT 컴퓨팅 및 스마트 홈 시스템을 크게 업그레이드하는 것입니다.
그림 3: Thread 라우터, 리더, 경계 라우터, 엔드 디바이스 라우터가 포함된 Matter 프로토콜을 사용한 Thread 네트워크 연결 지도
Thread의 확장성과 Matter의 호환성이 결합되어 향후 스마트홈의 기능과 안정성이 크게 향상될 것으로 기대됩니다.
GRL을 통해 Matter 표준에 따라 디바이스를 인증하세요.
커넥티드 디바이스의 미래는 밝으며, Matter는 이러한 공유 비전을 실현하는 데 중요한 역할을 합니다. GRL은 곧 출시될 모든 Matter 및 Thread 인증 기기에 대한 강력한 사전 테스트 및 인증 테스트를 통해 스마트 홈을 더 간단하고, 더 안전하고, 더 편리하게 만들기 위해 최선을 다하고 있습니다. 모든 기기가 함께 작동하는 미래를 함께 만들어 갑시다.
About the author
Stanislas Charles
무선 및 RF 테스트 분야에서 7년 이상의 경력을 쌓은 Charles는 Bluetooth, Zigbee, Thread, Matter 등 다양한 프로토콜에 익숙합니다. 고객의 Matter 및 Thread 테스트 요건에 대한 질문에 명확한 답변으로 의문을 해결해줍니다.
