1. 蓝牙安全概述

蓝牙安全模型最初只包括五个不同的安全特性：配对，绑定，设备鉴权，加密和消息完整性，随着版本升级，有如下变化。

• 2.1+EDR版本引入了安全简易配对（Secure Simple Pairing，SSP），SSP有两个安全目标：防止被动偷听和中间人攻击，man-in-the-middle (MITM) attack（主动偷听）。它使用SHA-256、HMAC-SHA-256和P-192椭圆曲线等算法，并引入四个相关模型：Just Works（直接连接），Numeric Comparison（数值比较，仅用于LE Secure Connections）， Passkey Entry（输入密钥） 和 Out-Of-Band（带外，很少用到） ，设备鉴权和加密保持不变。
• 3.0 + HS版本支持了AMPs。
• 4.0版本添加了LE的整个安全模型，BR/EDR和AMP安全不变。
• 4.1版本添加了BR/EDR Secure Connections特性，SSP更新算法P-256椭圆曲线，设备鉴权使用算法HMAC-SHA-256和AES-CTR，Secure Connections添加了消息完整性。
• 4.2版本添加了LE Secure Connections特性，LE配对更新算法AES-CMAC和P-256 elliptic curve，并改变数值比较关联模型，包括了使用Secure Connections生成密钥的规定。
• 5.0以上版本增加了传输距离和带宽，安全方面暂未涉及变化。

2. 蓝牙的安全模式

我们常常会听到mode 4. level 3, 但对于具体什么是mode 4? 什么是level 3，基于Bluetooth Spec初步关于蓝牙安全的mode和level相关的知识点。

2.1 Legacy security modes

包含了一下四种：

Security mode 1 (non-secure)：当对端的设备为Security mode1时，就不需要做任何的加密的行为.

Security mode 2 (service level enforced security)：当对端设备为security mode 2，就需要做service level的安全化(也就是加密)，什么是service level？可以理解为是再L2CAP 之上的安全化(加密)，对于建立L2CAP之前的ACL和LMP是不需要加密的

Security mode 3 (link level enforced security)：当对端的设备为Security mode3时, 需要在发起LMP_SETUP_COMPLETE之前就需要启动安全流程

 Security mode 4 (service level enforced security)：处于Security mode 4的蓝牙设备应至少使用以下属性对其服务的安全需求进行分类(按安全性降低的顺序)。

• Authenticated link key required
• Unauthenticated link key required
• Security optional; limited to specific services

 2.2 Legacy security level 

包含了一下5种

Level 4：for services with the following attributes:
MITM protection required
128-bit equivalent strength for link and encryption keys required using FIPS
approved algorithms (E0 not allowed, SAFER+ not allowed, and P-192 not
allowed; encryption key not shortened)
User interaction acceptable

Level 3：for services with the following attributes:
MITM protection required
Encryption required
At least 56-bit equivalent strength for encryption key should be used
User interaction acceptable

Level 2：for services with the following attributes:
MITM protection not required
Encryption required
At least 56-bit equivalent strength for encryption key should be used

Level 1：for services with the following attributes:
MITM protection not required
At least 56-bit equivalent strength for encryption key when encryption is
enabled should be used
Minimal user interaction desired

Level 0: Service requires the following:
MITM protection not required
No encryption required
No user interaction required

2.3 其他说明

蓝牙为了兼容不通版本，有一些要求如下： 

security mode 2 for backwards compatibility with remote devices that do not support Secure Simple Pairing(security mode 2是对于不支持SSP的蓝牙设备)
security mode 4 for devices that support Secure Simple Pairing(security mode 4是对于支持SSP的设备)
SSP对应的association models(交互模型)中，numeric comparison, out-of-band, or passkey entry使用的是“Authenticated link key required”，而“just works Secure Simple Pairing association model“对应的是"Unauthenticated link key required"
An unauthenticated link key does not have protection against MITM attacks.
更详细的说明请看: Bluetooth Core Specification v5.2 -> Host -> Part C: Generic Access Profile -> 5 Security aspects - BR/EDR physical transport -> Securtiy modes

3. 蓝牙的安全认证

以PCI 安全认证为例子，讲述蓝牙安全认证的一些明确定义的规范。

对于BR/EDR蓝牙，在2.1-4.0的版本必须 使用Mode 4 Level 3; 在4.1或以上版本必须使用Mode 4 Level 4。Mode 1、Mode 2 和Mode 4 of Just Works 任何时候不允许。 

对于BLE蓝牙， 由于没有ssp模式，必须使用4.2或以上版本且使用Mode 1 Level 4。Mode 2、Mode 4 of Just Works and level 1,2,3 任何时候不允许。