一個典型的物聯網系統，往往有上百個，甚至成千上萬個聯網節點，并且每個節點聯網的方式可能不同，比如有Zigbee聯網，有430/470M無線方式聯網，有GPRS/3G無線子產品聯網，有RS485/CAN總線方式聯網，有以太網TCP/IP方式聯網等等。如此種種節點，如果需要進行程式更新，這是一個非常令人頭疼的事。
另外，随着物聯網各種項目的大量實施，在運作維護過程中，其技術人員的交通住宿成本及人力成本的逐年增加，讓裝置的遠端維護，遠端更新功能變得越來越重要了。
但是要實作遠端更新，也不是一件容易的事，需要重點解決如下三方面的事情：第一就是安全，如何防止有惡意的人篡改和遠端更新相關裝置的程式；第二就是遠端更新通信信道的問題，比如國内的GPRS和3G子產品，由于被配置設定的IP位址不是公網位址，是以必須反連，也就是說子產品要主動請求伺服器進行遠端更新，而不是正常程式更新的做法，直接通路裝置對裝置進行更新，另外就是各種通信接口的支援，比如Zigbee，430/470M無線信道，由于這類裝置，每次傳輸的位元組數有限，實作遠端更新功能也要充分考慮到這一點。第三就是可靠更新，比如更新一半，裝置突然掉電，如何確定裝置不變磚。
基于.NET Micro Framework系統的物聯網智能網關，分别采用如下技術來解決以上所提到的問題。
【安全問題】
.NET Micro Framework系統，在V4.1版本之前，一直提供了兩種加解密方法，一種是非對稱加密RSA和對稱加密XTEA（這部分代碼一直沒有開源，提供各種ARM版本和X86的連接配接庫），但是這個庫其中的RSA有兩個緻命的問題，一個是其生成的公鑰和私鑰無法和Windows或其他平台的目前已有的方法提供的一緻，互不通用。另外一個問題就是其X86版本和嵌入式版本，其加解密竟然無法實作互解（另外也發現嵌入式版本的RSA加密，無法對特定長度的明文進行加解密）。
4.2版本之後，封裝了OpenSSL中的RSA、AES，DES等加密方法，但是對一些運作.NET MicroFramework系統比較小的嵌入式裝置來說， 內建一個OpenSSL庫有些太大了，大概增加400K位元組大小，比一個.NET Micro Framework系統還要大，這是讓人無法承受的。
後續重新自行調整和建構了RSA相關代碼，算相對完美的解決了這個問題。（關于加解密的詳情，後續有專門的檔案進行介紹）。
遠端更新的思路：
首先對要更新的檔案進行SHA1哈希計算，拼裝成标準簽名檔案後，用RSA的私鑰對該資料進行加密–- 對更新檔案進行簽名。
考慮到嵌入式系統RAM空間有限，資料可以分批，分片寫入到Flash區域中，等完全寫入完畢後，直接在Flash上（非NandFlash,可以直接通路），用預先下載下傳好的公鑰進行簽名驗證。
【信道問題】
其實.NET Micro Framework系統也提供了官方的遠端更新方案，甚至為了實作這個功能，新提供一個MicroBooter來配合完成遠端更新。但是其通信信道是基于.NET Micro Framework調試口的，這就有一個很大的問題，比如GPRS/3G通信裝置無法遠端直接通路，Zigbee，430/470M無線子產品，每次傳輸的資料有限，都無法被配置為調試通道。
我們的解決方案是，信道和具體的更新功能功能完全剝離，這樣信道的問題，就簡化成如何遠端擷取更新檔案和簽名的問題。針對這個問題，可實作的方案有很多種，也可以分為主動式和被動式更新。
【可靠更新】
我們采取的方案是，接收到的資料，先更新到一個系統Flash區，下載下傳完畢後，用公鑰進行簽名驗證，驗證通過後（一是驗證來源是否可靠，另外就是驗證更新檔案的完整性），才置相關标志位，然後讓系統複位，複位後根據相關的标志，把相關資料轉移到正常程式區，并加載運作。
從以上步驟中可以看出，如果遠端更新過程沒有完成，原來的程式還将繼續保持，并不會被破壞。
更新流程示意圖如下：
下面讓我們詳細介紹完整的遠端更新流程：
建立公鑰和私鑰
在示例“資料加密解密”中，我們提供了一個和.NET Micro Framework相對應的Windows版本的資料加密解密程式（界面如下圖所示）。其用到的加解密函數，都是.NET Framework的标準加密解密庫。
考慮到存儲空間，裝置端（.NET Micro Framework系統）的二進制格式的密鑰和上位機的二進制格式略有不同，實際要小一些，比如公鑰的指數，一般都固定為0x1,0x0,0x1三個位元組的數，是以就省略了。同理私鑰也是做了這樣的處理。
但是xml格式的都是一樣的，底層也提供了一個接口函數，可以直接導入XML格式的密鑰。
為了各自的友善，我們為對應的PC端程式（遠端更新的發起方）提供的是XML格式的私鑰，為裝置端（被更新的一方）提供的是二進制格式的公鑰。
分别用剛才提到的工具進行導出。
導出私鑰的相關代碼其實很簡單，預設是1024位的Key，代碼如下：
RSACryptoServiceProvider mskey = new RSACryptoServiceProvider();
stringxmlKey = mskey.ToXmlString(true); 針對二進制格式的公鑰，其實我們僅導出128位元組的Modulus的資料：
byte[] key = new byte[128];
Array.Copy(Modulus,0, key, 0, 128); 公鑰部署
采用最新版本的YFAccessFlash工具（V3.12.0以上），把導出的二進制格式的公鑰部署到裝置上（.NET Micro Framework系統）。
公鑰提取及程式部署、校驗
以下代碼完成公鑰的提取（需要引用YFSoft.Config庫）
byte[] PublicKey = new byte[128];
if (YFSoft.Config.Read("PublicKey",PublicKey, 0, 128) == 0)
{
//…
} 分以下四步分别完成程式的部署和校驗（需要引用YFSoft.RemoteUpgrade庫）
第一步：清空系統部署區
RemoteUpgrade.Initialize(); 第二步：向系統資料區寫資料（可以分塊寫）
RemoteUpgrade.Write(0, peFile, 0, peFile.Length); 第三步：RSA+SHA1校驗
bool IsVerifyOK = (RemoteUpgrade.Verify(peFile.Length,Signature, PublicKey)==0); 第四步：置标志位，系統重新開機
RemoteUpgrade.Finish(); 更新檔案及簽名資料遠端傳輸
以上幾步，基本上流程一緻，沒有多少變化，但是這一步，變數比較大。從實體信道上來說，可以是以太網、Wifi、藍牙、無線（430M/470M）、Zigbee、RS232/RS485序列槽通信、GPRS/3G等等。
即使同一個信道，采用的更新政策也不相同，比如可以是主動式，和被動式。所謂的主動式，就是遠端可以直接對遠端的子產品進行更新，是相對即時的一種的方式。而被動式，是遠端子產品，每隔特定的時間間隔，主動去通路指定的伺服器，根據擷取的資訊，判斷是否該更新。比如國内通過GPRS/3G通道，也隻能采用這種方式了。
我們提供的兩個例子，一個是基于以太網TCP/IP通信，一個是基于序列槽通信，都是主動式的。不過例子中提供了一個YFSoft.WireProtocol源碼類，和特定的信道，還有主動被動都沒有關系，隻需要實作相關的委托接口就可以完成遠端更新檔案的接收或發送。
要實作的三個接口分别是：
public delegate int TransmitBytesHandle(byte[] buffer, intoffset, int count);
public delegate int ReceiveBytesHandle(byte[]buffer, int offset, intcount);
public delegate int GetReceiveCountHandle(); 第一個是發送資料用的，第二個是接收資料用的，第三個是擷取接收緩沖區資料個數的。并且這個YFSoft.WireProtocol.cs檔案，桌面.NET Framework和裝置.NET Micro Framework完全一樣的。
比如如果通信信道是序列槽，則這三個接口的實作代碼如下：
private int TransmitBytesHandle(byte[] buffer, intoffset, int count)
{
port.Write(buffer, offset, count);
return0;
}
private intReceiveBytesHandle(byte[] buffer, int offset, intcount)
{
returnport.Read(buffer, offset, count);
}
private int GetReceiveCountHandle()
{
returnport.BytesToRead;
} 如果是網口，則代碼如下：
private int TransmitBytesHandle(byte[] buffer, intoffset, int count)
{
returnsocket.Send(buffer, offset, count, SocketFlags.None);
}
private int ReceiveBytesHandle(byte[]buffer, int offset, intcount)
{
returnsocket.Receive(buffer, offset, count, SocketFlags.None);
}
private int GetReceiveCountHandle()
{
returnsocket.Available;
} 接下來，在裝置端主程式中，隻需要添加兩句代碼，就可以實作遠端更新的服務端功能。
如果是序列槽，代碼如下：
//遠端更新服務（基于序列槽）
PortServerUpdatetsu = new PortServerUpdate("COM1",115200,true);
tsu.Launch(); 如果是網口，代碼如下：
//遠端更新服務(基于TCP)
TcpServerUpdatetsu = new TcpServerUpdate(10189,true);
tsu.Launch() PC端的接口實作類似，但是遠端資料有所不同，由于序列槽方式和網口方式基本一樣，是以我們僅舉以太網通信方式。
具體的更新代碼如下：
private void btnUpdate_Click(objectsender, EventArgs e)
{
if(txtFiles.Text != null &&txtFiles.Text.Length > 0)
{
txtInfo.Text = ">>> 提取以下檔案的資料...\r\n";
varfiles = Directory.EnumerateFiles(txtFiles.Text,"*.pe");
MemoryStreamms = new MemoryStream();
foreach(string file infiles)
{
txtInfo.Text += ">>> "+file + "\r\n";
FileStreamtfs = new FileStream(file,FileMode.Open, FileAccess.Read);
byte[]buffer = new byte[tfs.Length];
tfs.Read(buffer, 0,buffer.Length);
tfs.Close();
ms.Write(buffer, 0,buffer.Length);
}
txtInfo.Text += ">>> 提取并合成資料成功!\r\n";
//建立簽名檔案
stringxmlPrivateKey = "<RSAKeyValue><Modulus>vBjTkuBruYPSBE5y5T7hd4KEADy6UuBk1v+Es8BOvggOsfEGvxJNraDTCxTPaNhVkbaCFIavw8amXoIkFzjDw7fV3JVDflsqZ4qg23DOcWz/DvF+12sNcXTsHX7HELJYObZI1lo1kE2fFej1uuRzr7v9DgoFurgg9tGU9gD3dCU=</Modulus><Exponent>AQAB</Exponent><P>4NIKd4E+/0RRT58FZriPTWkfysy8c1Hl7CbeKet1m7KDsatwxNYm6u+oKltmG8UQ73pUfsEbBFpCo/UgL36osQ==</P><Q>1i73MFObZqHBvAhBP+uAbDa33k9yBqePDC0lKL5bqw4AhWzKb3EJd0OWUYf+LxZKnYbmbYNIMolDskcnbPjftQ==</Q><DP>2L7HJoWthY6I0blfDLRcO+ZgpzURbiCECVNDlqiRvySwwIandq174b5ho0xwuc8Yz7hhY76qXFzkqIt3lzKGUQ==</DP><DQ>lkj0F0vC8bu0dZyRNCmpvcSTNYEnMDYoMFIJDdKr/ZVglj5kuNdm3fFlqyWyHBYXGvtJ+jOw2AzqnFBDALqMNQ==</DQ><InverseQ>jQhrgi6tUQ0XpH1QIzLmHEMZn1PukayA+5tBps3SCswnFQC3iSW58N/m2YX2Z37USXQtqG8/HmZTyrUdAzkgMA==</InverseQ><D>hzCUyCjyY/ihdqTnoWqrZFjzBLSg+jX7ZCdsOkFKlvx1i2D/h07hc5x2cq13URTDk6IIJjaTl3NsWdrRk7shv4sXcW5bKg57GPvV6CHRij0Af1xQRLpYsgzeyVjRgKaU+Ea9KZV+mYQ8Ey56krF8MW0/Y4IsVvc1sGWG3HixFEE=</D></RSAKeyValue>";
RSACryptoServiceProviderrsa = new RSACryptoServiceProvider();
rsa.FromXmlString(xmlPrivateKey);
byte[]pe = ms.ToArray();
byte[]sis = rsa.SignData(pe, typeof(System.Security.Cryptography.SHA1));
txtInfo.Text += ">>> 對合成資料進行簽名成功!\r\n";
txtInfo.Text += ">>> 正在更新...";
Application.DoEvents();
intret = +tcu.Update(pe, sis);
if(ret == 0)
{
txtInfo.Text += "成功!\r\n";
}
else
{
txtInfo.Text += "失敗("+ ret.ToString() + ")!\r\n";
}
}
} 更新示範
1、先運作以太網遠端更新示例下的MF程式。這個示例LED燈是慢閃的
2、運作遠端更新PC端程式（開發闆預設IP為192.168.1.100），連接配接成功後，選擇MFSample目錄下的
燈快速閃爍示例，然後遠端更新。如果成功，會看到燈快速閃爍。這個時候PC端程式斷開連接配接，重新連接配接，然後遠端部署燈慢速閃爍程式，交換部署，以便更好的觀察程式是否遠端部署成功。
源碼下載下傳
源碼連結：
http://www.yfiot.com/MFRelease/Sample/RemoteUpgradeSample.rarMF簡介：
http://blog.csdn.net/yefanqiu/article/details/5711770MF資料：
http://www.yfiot.com/DownloadList.asp?Id=2&page=1