Matter协议是一种新兴的智能家居标准，旨在通过一个统一的协议连接兼容的设备和系统，使智能家居变得更加安全、可靠和易于使用。该协议由谷歌、亚马逊、苹果等互联网巨头共同主导推出，并在成立之初就承诺使用Matter协议的设备将可以兼容Alexa、Google Home和HomeKit生态。
一、 Matter协议简介
1. 核心特点
- 互操作性：Matter协议的主要目标之一是实现不同品牌和平台的智能家居设备之间的互操作性。这意味着用户可以使用一个应用程序或语音助手来控制各种不同品牌的智能设备。
- 简化开发成本：Matter协议免除专利费，简化了智能家居设备商的开发成本，提高了不同厂商智能家居产品之间的兼容性。
- 多厂商支持：Matter是一个多厂商、跨平台的物联网通信协议，应用集群在此规范中扮演着核心角色，它们定义了设备如何通过IP技术进行通信。
- 本地连接与安全性：Matter协议支持本地连接，即使在没有互联网的情况下也能保证设备的响应一致性和迅速性。此外，它还使用AES加密算法确保数据传输的安全性。
- 广泛覆盖的设备类型：Matter涵盖的设备范围广泛，包括照明和电器、供暖和制冷系统、锁和安保设备、窗户和百叶窗，以及电视机等。
2. 实现方式
Matter基于互联网协议(IP)，支持多种无线网络标准如Wi-Fi、以太网和Thread，并可用蓝牙低功耗协议进行设备配网。其设计依赖于传输层之上的应用层协议，使得设备能够无缝协同工作并创建一个统一且安全的智能家居生态系统。
3. 发展历程
Matter最初被称为CHIP(Connected Home Over IP)，后来更名为Matter。自2022年发布以来，已有许多知名公司如华为、OPPO、联想、小米等加入并支持这一标准。截至2023年，已有超过600款产品通过了Matter认证。
4. 应用前景
随着全球智能家居市场的不断扩大，预计到2030年，全球智能家居设备的数量将达到约17亿台。这些设备必须能够安全、可靠地与彼此和不同智能家居生态系统连接，这正是Matter标准的“用武之地”。此外，Matter协议不仅适用于家庭环境，还可以扩展到建筑和商业应用中，进一步推动物联网产品的开发和创新。
Matter协议通过提供一个开放、通用且易于使用的标准，极大地促进了智能家居行业的互联互通和发展。
二、 Matter协议的具体技术细节和实现机制
Matter协议是一种新兴的物联网连接标准，旨在实现不同品牌和设备之间的互操作性。它通过定义统一的应用层标准，简化了智能家居设备之间的互联互通。Matter协议技术细节与实现机制如下：
1. 通信协议
Matter协议支持多种通信协议，包括Thread、蓝牙和Wi-Fi。其中，Thread作为首选的低功耗无线(ULP)协议，在Matter中得到了广泛采用，并推动了Zigbee向Thread的转型。尽管蓝牙目前不支持IPv6.但它仍被视为服务启动和设备入网的首选协议，利用低功耗蓝牙和二维码/NFC等其他选项来实现快速入网。
2. 安全性
Matter协议强调安全性，通过加密、设备证书和区块链技术来确保数据传输的安全性。此外，Matter还扩展了CSA分布式合规性账本技术到其设备上，从而为全球互操作性平台提供支持。Matter的安全资产(如密钥、秘密等)是明确定义的，无需客户考虑安全性问题，且具有弹性，能够保护、检测和恢复设备。
3. 互操作性
Matter协议的设计目标之一是实现不同厂商生产的智能设备之间的无缝通信和协同工作。它通过一套协议控制所有设备，使设备使用单一协议与任何Matter认证的生态系统配合使用。这种设计消除了不同消息服务之间的障碍，实现了跨应用的无缝通信。
4. 简化与开放性
Matter协议强调简化和开放性，使其更容易被开发者集成和使用。作为一个开源协议，任何开发者都可以在开发即时通讯应用或服务时使用它。此外，Matter参考实现已在GitHub上开源，并提供模块化定义的软件实现，其中包括硬件安全模块(HSM)的替代集成示例。
5. 架构与使用流程
Matter协议的技术架构包括统一的设备发现、安全性、数据模型和通信协议。这些组件共同作用，使不同品牌的设备能够无缝连接和协同工作。具体来说，Matter协议的操作流程包括设备发现、配置和控制，简化了设备的安装和管理过程。
总结
Matter协议通过支持多种通信协议、强化安全性、促进互操作性和简化开发流程，为智能家居设备提供了统一且高效的互联互通解决方案。
三、 Matter协议在提高智能家居设备安全性方面的效果?
Matter协议在提高智能家居设备安全性方面表现出色，具有多方面的优势和特点。
Matter协议采用了分层方法来确保安全性。它利用了多种安全技术，例如AES加密算法中的CCM和CTR模式，以及SHA-256哈希函数，这些技术分别用于保护数据的机密性和完整性。此外，Matter还通过内置的安全框架来确保数据在启动和无线升级过程中的安全传输，这对于需要保护敏感数据和隐私数据的大规模物联网环境尤为重要。
Matter协议的设计注重模块化和灵活性，这使得其能够应对新的发展和威胁。其核心规范抽象了所有加密原语，并为未来的规范版本留出了充足空间，从而确保了长期的安全性。这种设计不仅提高了系统的敏捷性，还为将来出现的安全风险提供了新协议替换的空间。
第三，Matter协议强调隐私保护，构建了针对各种威胁的防御机制，以满足消费者对智能家居领域隐私安全的需求。这一点对于提升用户对智能家居设备的信任至关重要。
此外，Matter协议通过统一的数据交换协议和通信标准，使得不同品牌的设备能够在同一个平台上实现无缝协作，从而大大简化了用户的操作流程，提升了整体的用户体验。这种统一性不仅提高了系统的可靠性，还增强了整体的安全性。
Matter协议通过采用先进的加密技术和模块化设计，以及强调隐私保护和统一性，显著提高了智能家居设备的安全性。
四、 目前哪些主要的智能家居品牌已经支持或计划支持Matter协议?
目前支持或计划支持Matter协议的主要智能家居品牌包括：
- 苹果（Apple） ：在2022年苹果开发者大会上正式宣布HomeKit兼容Matter协议。
- 谷歌（Google） ：作为首批支持和采纳Matter协议的主流品牌之一。
- 亚马逊（Amazon） ：同样作为首批支持和采纳Matter协议的主流品牌之一。
- 三星（Samsung） ：其SmartThings平台支持Zigbee协议和最新的Matter协议，并且在CES 2022大会上公布了支持Matter协议的智能家居产品。
- 欧瑞博（ORVIBO） ：发布了首款支持Matter的家居智能语音屏MixPad7.2.并且其多个产品通过了Matter认证。
- Yeelight：成为Matter首批支持品牌之一。
- Aqara：为其网关M2更新了Matter支持，使其旗下的四十多款Zigbee设备能够加入Matter。
- 魅族（Meizu） ：其旗下品牌lipro已正式支持Matter协议。
- 绿米（Lifx） ：宣布其产品将支持Matter标准，并推出了Matter认证的智慧家庭中枢M3及Matter over Thread系列产品。
五、 Matter协议与其他智能家居标准(如Zigbee、Z-Wave)相比有哪些优势和不足?
Matter协议作为智能家居连接标准，相较于其他主流标准如Zigbee和Z-Wave，具有以下优势和不足：
1. 优势：
- 互操作性：Matter协议的一个显著优势是其强大的互操作性。它旨在实现不同厂商和供应商的智能家居设备及物联网平台之间的无缝连接。这意味着用户可以轻松地将来自不同品牌的设备集成到一个统一的生态系统中，从而简化了智能家居网络的设置和操作。
- 开源软件支持：Matter提供了一个多层应用协议套件，并且作为开源软件发布，便于开发者采用和定制。这种开放性和灵活性使得开发者能够更快速地开发和部署智能家居解决方案。
- 安全性和互操作性：Matter协议的目标之一是提高智能家居设备的安全性和互操作性。这不仅有助于保护用户的隐私和数据安全，还能确保设备在不同生态系统中的兼容性和一致性。
- 广泛的设备支持：Matter协议遵循国际标准，确保不同品牌的产品可以互相兼容。此外，它还支持多种类型的智能家居设备，如照明控制、安防系统、温控器等。
2. 不足：
- 开发资源限制：尽管Matter提供了丰富的开源资源，但其软硬件开发资源相对较少，这可能限制了第三方解决方案的开发。相比之下，Z-Wave协议由于其简单的协议设计，使得开发更快也更容易。
- 标准化和互操作性待改进：虽然Matter致力于实现广泛的互操作性，但在某些情况下，与其他智能家居协议相比，其标准化和互操作性仍需进一步改进。例如，Z-Wave协议已经是一个开放的标准，支持多个厂商的设备和产品，并且可以与其他智能家居协议进行互操作。
- 低功耗技术：Zigbee和Z-Wave在低功耗方面表现出色，这对于需要电池供电的智能家居设备尤为重要。Matter虽然强调了安全性，但在低功耗方面的表现可能不如这些传统标准。
六、 Matter协议的发展趋势和未来展望
针对Matter协议的发展趋势和未来展望，业界存在多种不同的观点。以下是几个主要的观点：
根据多份报告分析，Matter协议的现状和未来发展趋势包括市场驱动因素、增长预测、设备类别以及物联网服务等方面。随着技术的不断进步和用户对智能家居需求的增加，Matter协议的应用和普及不断扩大，预计将在智能家居市场中占据更加重要的地位。
行业对Matter的发展前景非常乐观，许多厂商和开发者正在积极支持和采用Matter协议，推动其应用和开发。例如，Silicon Labs(芯科科技)与Arduino开源平台合作，共同推进Matter协议集成计划，以进一步扩大其在物联网领域的应用。
随着Matter协议的持续迭代更新，智能家居行业将迎来更加广阔的发展前景。Matter协议不仅会推动智能家居设备的创新，还将促进整个行业向更高的互操作性、安全性和用户友好性发展。
消费者在面对不同的通信协议、云服务和网关时常常感到困惑，这阻碍了智能家居的梦想实现。Matter协议将简化这些联系，使得各种制造商的产品能够更好地互联互通，从而提升用户的使用体验。
随着AI大模型的持续发展，Matter协议的不断更新将进一步加速智能家居行业的融合和发展。连接标准联盟作为技术引领者，将继续发挥其在推动行业标准化、规范化发展以及促进智能家居企业出海方面的积极作用。
