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蓝牙协议分析(11)_BLE安全机制之SM

作者：wowo 发布于：2017-9-7 19:49 分类：蓝牙

注1：此SM是Security Manager的缩写，非彼SM，大家不要理解歪了！

书接上文，我们在“蓝牙协议分析(10)_BLE安全机制之LE Encryption”中介绍了BLE安全机制中的终极武器----数据加密。不过使用这把武器有个前提，那就是双方要共同拥有一个加密key（LTK，Long Term Key）。这个key至关重要，怎么生成、怎么由通信的双方共享，关系到加密的成败。因此蓝牙协议定义了一系列的复杂机制，用于处理和加密key有关的操作，这就是SM（Security Manager）。

另外，在加密链路建立之后，通信的双方可以在该链路上共享其它的key（例如在“蓝牙协议分析(9)_BLE安全机制之LL Privacy”中提到的IRK），SM也顺便定义了相应的规范。

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标签: 蓝牙 Bluetooth BLE SMP 配对 pairing 鉴权 authentication security

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蓝牙协议分析(10)_BLE安全机制之LE Encryption

作者：wowo 发布于：2017-3-28 11:52 分类：蓝牙

前面文章介绍了两种BLE的安全机制：白名单^[4]和LL privacy^[3]。说实话，在这危机四伏的年代，这两种“捂着脸讲话（其它人不知道是谁在讲话，因而不能插话、不能假传圣旨，但讲话的内容却听得一清二楚）”的方法，实在是小儿科。对于物联网的应用场景来说，要做到安全，就必须对传输的数据进行加密，这就是LE Encryption要完成的事情（当然，只针对面向连接的数据），具体请参考本文的介绍。

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标签: 蓝牙 Bluetooth BLE 安全 Encryption

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玩转BLE(3)_使用微信蓝牙精简协议伪造记步数据

作者：wowo 发布于：2017-3-11 11:42 分类：蓝牙

在物联网时代，有一个问题肯定会让人头疼（现在已经初露端倪了）：

物联网中的IOT设备有两个主要特点：
1）简单小巧（不具备复杂的人机交互接口，需要手机等终端设备辅助完成配置、控制等功能）。
2）数量和种类繁多（消费者面对的可是数量众多的不同厂家、不同类型的设备）。

基于这两个特点，手机等终端设备一般通过APP（或APK）对IOT设备进行控制，不同厂家的不同设备，通常需要不同的APP/APK。于是出现了这样的结果：
如果你家里有一个小米yeelight的床头灯，你需要安装一个yeelight的APP/APK；
如果你手上戴一个百度智能手环，你需要安装一个百度智能手环APP/APK；
如果你跑步时戴一个xxx运动蓝牙耳机，你需要安装一个xxx运动蓝牙耳机APP/APK；
如果你要骑摩拜单车，你需要安装一个摩拜单车APP/APK；
如果你也行骑一下优拜单车，你需要安装一个优拜单车APP/APK；
……（要列的话，我觉得永远都列不完，大家可以想象一下，这是不是一个灾难？？）

既然有问题，肯定就有人试图解决，于是微信IoT、阿里小智、亚马逊IoT等等，互联网大佬们就各显神通了。最终谁能称霸天下，现在还不得而知，本文也不去讨论这些。

作为蓝牙BLE的介绍文章，本文将以微信IoT的“微信蓝牙精简协议”为例，通过“把一个蓝牙适配器模拟成微信计步器”，分别从BLE技术（怎样注册一个GATT service）和微信IoT（微信物联网平台的思路和想法）两个角度，窥一窥IoT江湖的冰山一角（权当开阔眼界了）。

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标签: 蓝牙 Bluetooth BLE golang 微信 airsync iot

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蓝牙协议分析(9)_BLE安全机制之LL Privacy

作者：wowo 发布于：2016-11-25 16:28 分类：蓝牙

在上一篇文章^[1]中，我们介绍了BLE的白名单机制，这是一种通过地址进行简单的访问控制的安全机制。同时我们也提到了，这种安全机制只防君子，不防小人，试想这样一种场景：

A设备表示只信任B、C、D设备，因此就把它们的地址加入到了自己的白名单中，表示只愿意和它们沟通。与此同时，E设备对它们的沟通非常感兴趣，但A对自己不信任啊，肿么办？

E眼珠子一转，想出一个坏主意：把自己的地址伪装成成B、C、D中任意一个（这个还是很容易办到的，随便扫描一下就得它们的地址了）就行了，嘿嘿嘿！

那么问题来了，怎么摆脱“小人E“的偷听呢？不着急，我们还有手段：“链路层的Privacy（隐私）机制”。

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标签: 蓝牙 BLE resolvable privacy 安全

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蓝牙协议分析(8)_BLE安全机制之白名单

作者：wowo 发布于：2016-11-10 14:20 分类：蓝牙

在万物联网的时代，安全问题将会受到非常严峻的挑战（相应地，也会获得最大的关注度），因为我们身边的每一个IOT设备，都是一个处于封印状态的天眼，随时都有被开启的危险。想想下面的场景吧：

凌晨2点，x米手环的闹钟意外启动，将你从睡梦中惊醒，然后床头的灯光忽明忽暗……

你的心率、血压、睡眠质量等信息，默默地被竞争对手收集着，并通过大数据分析你的情绪、健康等，随时准备给你致命一击……

我知道你家里有几盏灯、几台电器、几个人，知道你几点睡觉几时醒来，知道你一周做过几顿饭，甚至知道你有一个xx棒、一周使用几次、每次使用多久……

……

算了，不罗列了，有时间的话可以建个iot eyes的站点，专门收集、整理物联网安全有关的内容。这里就先言归正传。

经过前面几篇的蓝牙协议分析，我们对蓝牙（特别是蓝牙低功耗）已经有了一个比较全面的了解。随后几篇文章，我会focus在BLE的安全机制上。毕竟，知己知彼，才能攻防有度。

话说，蓝牙SIG深知物联网安全的水有多深，因此使用了大量的篇幅，定义BLE安全有关的机制，甚至可以不夸张的说，BLE协议中内容最多、最难理解的部分，非安全机制莫属。本文先从介绍最简单的----白名单机制（White list）。

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标签: 蓝牙 Bluetooth BLE 白名单 white_list

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蓝牙协议分析(7)_BLE连接有关的技术分析

作者：wowo 发布于：2016-7-1 17:17 分类：蓝牙

了解蓝牙的人都知道，在经典蓝牙中，保持连接（Connection）是一个相当消耗资源（power和带宽）的过程。特别是当没有数据传输的时候，所消耗的资源完全被浪费了。因而，对很多蓝牙设备来说（特别是功耗敏感的设备），希望在无数可传的时候，能够断开连接。但是，由于跳频（hopping）以及物理通道（Physical Channel）划分的缘故，经典蓝牙连接建立的速度实在难以忍受（要好几秒）。对那些突发的数据传输来说，几秒钟的连接延迟，简直是灾难。

因此，蓝牙SIG制订BLE规范的时候，充分考虑了这方面的需求，极大的简化了连接的建立过程，使连接速度可以达到毫秒级（最快3.75ms就可以搞定）。与此同时，为了节省功耗，也调整了跳频的策略。至此，相比广播通信而言，BLE面向连接的通信，几乎没有额外的代价。

在“蓝牙协议分析(5)_BLE广播通信相关的技术分析”中，我们对BLE的广播通信有了比较全面的了解，本文将接着分析和面向连接的通信有关的技术，包括连接的建立和断开、BLE跳频（Hopping）技术、Link Layer的应答、重传、流控、等等。

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标签: 蓝牙 BLE connection 跳频 流控 hopping flow_control

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蓝牙协议分析(6)_BLE地址类型

作者：wowo 发布于：2016-6-7 11:40 分类：蓝牙

也许关注BLE的同学都注意到了，BLE设备有多种类型的设备地址，如Public Device Address、Random Device Address、Static Device Address、Private Device Address等等。如果不了解内情，大家肯定会被它们绕晕。不过存在即合理，这样看似奇怪的设计，实际上反映了BLE的设计思路以及所针对的应用场景。让我们通过本文一窥究竟。

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标签: 蓝牙 BLE public random static private resolvable address

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蓝牙协议分析(5)_BLE广播通信相关的技术分析

作者：wowo 发布于：2016-5-27 16:15 分类：蓝牙

大家都知道，相比传统蓝牙，蓝牙低功耗（BLE）最大的突破就是加大了对广播通信（Advertising）的支持和利用。关于广播通信，通过“玩转BLE(1)_Eddystone beacon”和“玩转BLE(2)_使用bluepy扫描BLE的广播数据”两篇文章的介绍，我们已经有了一个整体的认识。本文将依此为基础，从技术的角度，分析和理解BLE协议中有关广播通信的定义和实现。

注1：之前的蓝牙协议分析文章（如“蓝牙协议分析(3)_蓝牙低功耗(BLE)协议栈介绍”），偏向于从横向、从大而全的角度，介绍蓝牙协议，以便让大家有一个整体的认识。而从本文开始，我们会收敛到一个个的功能点上，以功能为出发点，从纵向的角度，游走于蓝牙协议的各个层次中，以加深对蓝牙协议的理解，进而达到融会贯通的目的。

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标签: 蓝牙 BLE scan advertising 广播 discover connect

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玩转BLE(2)_使用bluepy扫描BLE的广播数据

作者：wowo 发布于：2016-5-19 15:17 分类：蓝牙

在linux平台下，bluez是一个很不错的软件，提供了很多基于命令行的测试工具，如hciconfig、hcitool、hcidump、bluetoothctl等。利用这些工具，我们可以方便的测试、demo各种蓝牙功能。例如，在“玩转BLE(1)_Eddystone beacon”中，我们利用hcitool命令，演示了将手机变成一个Beacon设备的神奇效果。

Beacon的演示，从本质上看，是BLE Advertising（广播）功能的测试和验证。自然而然的，我们会好奇：怎么接收这些广播数据呢（其实就是BLE Scanning功能）？这就是本文要介绍的内容。

虽然hcitool（以及后来的bluetoothctl）可以进行简单的LE scan操作，但返回的结果仅包括简单的地址和名称，显然无法满足我们的需求（要知道，BLE的广播数据可能包含其它内容哦，如我们的Beacon演示）。怎么办呢？不着急，强大的python出马了。

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标签: 蓝牙 Bluetooth BLE scan bluepy advertising

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玩转BLE(1)_Eddystone beacon

作者：wowo 发布于：2016-4-29 22:50 分类：蓝牙

你相信两条命令就可以把自己的破手机变成一个Beacon节点吗？不相信的话就接着往下看吧。

通过前几篇“蓝牙协议分析”相关的文章，特别是“蓝牙协议分析(3)_蓝牙低功耗(BLE)协议栈介绍”，相信大家对BLE协议栈已经有了基本的认识。在继续后续的分析之前，我们有必要换个视角，从应用的角度，以“玩”的心态，学习并理解BLE的工作原理，并作为后续分析文章的引子和入口。这就是撰写“玩转BLE”系列文章的缘由。

之所以起名为“玩转”，是因为我不会在这些文章中涉及任何的技术细节，仅仅是描述一些操作步骤，普及一些蓝牙BLE有关的使用场景。

另外，由于Linux平台使用的蓝牙协议栈是Bluez^[1]，Bluez协议栈提供了很多方便、灵活又强大的测试工具（如hcitool、gatttool等）。因此，简单起见，在写“玩转”系列文章的时候，我会尽可能的使用这些测试工具，而不引入复杂的编程手段。从另一个角度看，“玩转”系列文章也是BLE测试的一些步骤总结，方便自己和他人查阅。

本文是“玩转”系列文章的第一篇，以简单的两条hcitool命令，将自己的手机或者开发板变成一个BLE Beacon节点，进而体会BLE技术的简洁和神奇。

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标签: BLE eddystone beacon hcitool

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