目录

前言：

安全通信：

GAP章节：

安全模式：

LE security mode 1：

LE security mode 2：

说明：

安全规程：

认证规程：

数字签名规程：

授权规程：

加密规程：

其他：

隐私特性：

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前言：

蓝牙BLE是一种无线通信，监听者可以很容易的获取空中的数据，为了保证数据通信的安全性，必要时需要对所传输的数据进行加密。Bluetooth Core Spec文档中关于蓝牙BLE安全相关的内容主要分布在GAP，GATT和SMP这三个章节中，三者的关系如图1，将三部分内容整合在一起去理解，更容易系统的理解蓝牙BLE的安全性的内容。

图1

安全通信：

无线通信要保证数据的安全性的话，两个设备之间所传输的无线数据一定是加密的（或者是签名的），双方使用相同的对称密钥或者非对称密钥进行加解密即可，数据的加密/解密并不是蓝牙BLE协议的设计难点，两个无线设备之间如何安全的分配/协商密钥，才是BLE安全通信的核心内容。蓝牙BLE协议协商/分配密钥的过程是通过配对机制来实现的。

蓝牙BLE设备是基于CS模型设计的，client端向提供数据的server端发送消息，以读取或者写入数据。server作为数据的提供者，是对数据安全性更有需求的一方，而client是被要求的一方，简单点来说，server将敏感数据配置为较高的安全等级需求，client只有满足了这个安全等级，server才允许这个client来访问它的数据。

server提供的数据可能并不是敏感数据，即使是敏感数据，也是有安全等级划分的。因此server对不重要的数据，完全可以不配置安全性的加密需求，对于重要的数据，也可以根据重要程度，设置不同的加密等级，这些安全等级的机制，蓝牙BLE协议都是支持的。

两个互相通信的蓝牙BLE设备，在第一次配对绑定成功之后，会将协商好的密钥保存在各自的数据库中，在下一次进行连接时，直接使用数据库中的密钥进行加密即可。蓝牙BLE安全性的实现需要双方设备分别有一个security database来存储这些配对成功的密钥。core spec文档中同样有提到过："The local device’s security database specifies the security settings required to accept a service request."。说明server配置的安全等级需求，也是保存在security database中的。

GAP章节中定义了安全模式和安全等级，GATT中提到过attribute permission，SMP讲解了分配密钥的具体实现（配对的详细过程）。我个人的理解是GAP定义了BLE安全相关的框架，SMP定义了具体实现，而GATT作为数据的提供者是BLE安全传输的需求方。

因此为了更好的理解蓝牙BLE的安全管理，我们先从GAP章节开始阅读，对于细节的疑问可以先不用深究，在SMP章节会详细的介绍如何实现的。

GAP章节：

我们以SIG Bluetooth 4.2版本的Core Spec文档来介绍GAP的安全相关的内容。相关内容在Vol 3，part C的SECURITY ASPECTS – LE PHYSICAL TRANSPORT一节中。

本小结定义了安全连接的模式和规程，其中安全模式分为2种，实现安全模式的安全规程有4种。

安全模式：

LE security mode 1：

安全模式1共有4个安全等级：

LE security mode 2：

安全模式2共有2个安全等级：

安全规程：

认证规程：

认证规程描述了两个ble设备之间的安全模式是如何建立起来的，认证规程覆盖了security mode 1，认证规程是在连接建立成功之后才开始的（security mode 2是在数据签名规程中定义的）。security mode 1是通过加密来实现的安全性，加密的安全等级根据配对方式的影响，有两种配对类型，一个是认证配对，一个是非认证配对，前者更安全，有MITM Protection；后者没有那么安全，没有MITM Protection。

认证规程其实就是两个设备间，根据Server端设置的数据的security mode 1的level，通过配对方式来交换密钥的过程。如果Server端的数据设置了最高的level 4，那么这两个设备一定要使用LESC的配对方式才能满足，如果Server端设置了level 3的安全等级，那么这两个设备需要使用passkey或者oob的方式进行验证（如果有能力的话，使用LESC的配对方式更好，安全等级是向下兼容的）。

Responding to a Service Request：

本地设备是一个GATT Server，远端设备是GATT Client，当本地设备收到Client的Service request消息，如果当前链路不符合Server所要求的安全等级，Server应该回复error code给client。error code的值依赖于当前连接是否加密，以及所使用的加密密钥LTK的类型（LTK的类型，也就是配对的类型，是认证的，还是非认证的，还是LESC的）。