ZHCAFM5 July   2025 CC2642R-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3. 1蓝牙配对技术原理剖析
    1. 1.1 LE Legacy配对与LE Secure Connections配对
    2. 1.2 关联模式安全特性分析
    3. 1.3 隐私保护与地址管理
  4. 2配对加密的常见问题
    1. 2.1 完整性校验故障——MIC校验失败(MIC failure)
    2. 2.2 密钥协商异常—— DHKey校验失败(DHKey check fail)
    3. 2.3 密钥管理缺陷——PIN/Key丢失(PIN or Key missing)
      1. 2.3.1 配对阶段密钥缺失
      2. 2.3.2 加密阶段LTK丢失
  5. 3一种加密资源冲突解决方案
    1. 3.1 环境选择与配置
    2. 3.2 使用TinyAES库实现AES-256加密和解密
    3. 3.3 系统级优化探索
      1. 3.3.1 内存分配检查
      2. 3.3.2 填充处理与线程安全
  6. 4总结
  7. 5参考文档

1.2 关联模式安全特性分析

如上文所提，LE legacy模式下设备支持3种关联模式，LE secure connection下支持4种关联模式。两种协议版本的关键差异在于密钥生成机制的安全基座：LE Legacy依赖易被破解的短期密钥交换，而LE Secure Connections通过密码学强度更高的ECDH算法实现永久级前向安全。开发者可强制启用安全连接模式，从而在协议层规避LE Legacy的已知漏洞。进行了蓝牙连接的两个设备会在连接建立的初期协商双方采取的关联模式。具体遵循的规则请见GAP Bond Manager and LE Secure Connections — SimpleLink™ CC13XX/CC26XX SDK BLE5-Stack User's Guide 2.2.11.00 documentation。BLE设备支持的关联模式共分为四种，他们的特性和区别如下表所示：

表 1-1 四种关联模式对比
关联模式 Just Works Passkey Entry Numeric Comparison Out of Band
核心机制 无用户验证，配对自动完成。 用户在一个设备输入另一个设备显示的6位数字密码。 双方设备显示6位数字，用户确认两者是否相同。 通过非BLE方式（如NFC、QR码）预先安全交换配对信息。
用户交互 无 用户必须输入密码。 用户只需**确认**显示的数值是否匹配。 通常只需让设备靠近或扫描一次。
安全级别 最低 中到高 高 最高
抵御MITM攻击 无 要求攻击者实时知道并输入正确的密码才能成功实施MITM。 要求攻击者同时篡改两个设备显示给用户的数值且不被发现。 依赖OOB通道的安全性（通常物理安全）。
所属连接方式 Legacy Pairing / Secure Connections Legacy Pairing / Secure Connections Secure Connections Legacy Pairing / Secure Connections
密钥生成基础 STK/LTK STK/LTK LTK LTK
适用场景 对安全性要求不高的设备；或无输入/输出能力的设备。 一个有显示能力（显示密码），另一个有输入能力（键盘输入密码）的设备。 双方都有显示能力的设备 需要最高安全性或追求极致便利性的场景；双方支持相同OOB技术的设备。

在关联模式的安全性排名中，Just Works 的安全性最低，而 OOB方式的安全性最高。系统将根据双方设备支持的能力，自动选择最安全的关联模式进行配对。有关完整的安全关联模式选择流程及详细规范，请参阅蓝牙核心规范版本 v5.2 [Vol 3] Part H, Section 2.3.5.1 的表2.7和表2.8。