Matter 디바이스 연결 방식에 따른 Discriminator 불일치 원인 분석 및 대응

[pachuho]

문제

Matter 기기를 연결할 수 있는 방법 다음과 같다.

1. QR Code 스캔
2. Manual Code 입력

(랜을 이용한 ON-NETWORK 방식도 있지만 이슈와는 별개이니 생략)

기기를 연결하기 위해 사용자가 기기에 부착된 QR을 스캔하거나 11자리 숫자를 입력하면 Matter 프로토콜 라이브러리에서 값을 파싱한다.
파싱된 값에는 여러 값이 있지만 기기를 특정할 수 있는 값이 존재한다.
이 값을 통해 네트워크에 있는 기기를 찾고 연결을 맺는 과정을 거친다.

문제는 Discriminator는 full과 short으로 나뉜다.
사용자가 선택한 연결 방식이 QR코드 스캔인지 숫자 입력이냐에 따라 후처리를 해주지 않으면 Discriminator 형태와 값이 달라
네트워크에서 기기를 찾지 못해 연결 실패하는 이슈가 발생한다.

[pachuho]

분석

Google Develop Center - Discriminator에서 확인한 Discriminator(이하 구분자)는 다음과 같은 특성을 가지고 있다.

• long 구분자는 12bit로 구성되어 QR Code를 통한 접근 시 사용된다.
• short 구분자는 4bit로 구성되어 Manual Code를 통한 접근 시 사용된다.

실제로 기기를 연결하고자 할 때 파싱된 데이터를 살펴보면 아래와 같다.

QR

Manual

같은 IoT 기기에서 추출된 구분자 2355와 2304를 2진수로 변환해보면 어떤 차이가 있는지 확인할 수 있다.

2355 = 100100110011(2) -> 1001 | 0011 | 0011
2304 = 100100000000(2) -> 1001 | 0000 | 0000

short 구분자의 경우 앞선 4비트 영역에서만 데이터를 가지고 있으며 이후는 데이터를 가지고 있지 않다.
분석된 데이터를 통해 문제를 해결할 수 있다.

[pachuho]

해결

Matter 프로토콜에서는 유저가 기기 연결을 요청하면 발화된 기기와 연결하기위해 DNS-SD와 MDNS를 사용한다.
발화 기기 조회 시 과정은 다음과 같다.

1. Controller에게 발화중인 Matter 기기 조회 요청
2. Controller가 조회한 기기 목록 확인
3. 조회된 기기와 유저가 요청한 기기의 구분자를 비교
4. 기기 연결 시도

문제가 되는 지점은 3번 지점으로 후처리가 필요하다.
유저가 연결 요청한 기기 정보가 short 구분자라면 네트워크 상에서 발화되어 조회된 구분자를 short 구분자와 일치시켜주면된다.
이를 위해 Java에서 제공하는 기본함수 toHexString를 통해 16진수로 변환하고 가장 앞의 값을 비교하면 같은 값으로 처리할 수 있다.

private fun getHexFirst(discriminator: Long): Char {
	return toHexString(discriminator).first()
}

잔여 이슈

문제는 해결했지만 short 구분자는 4비트를 사용하므로 최대 16개 밖에 구분할 수 없으므로
많은 기기들이 동시에 페어링 모드일 때(특히 테스트 환경이나 대형 매장, 전시회 등), short 구분자가 겹칠 수 있다는 문제가 있다.
이를 해결하기 위해서는 유저들이 QR코드를 통한 페어링을 할 수 있도록 유도하거나 파싱되어 도출된 데이터 중 일부룰 구분자와 혼합해 사용하는 것이 바람직해 보인다.