【BLE】蓝牙配对绑定

蓝牙的配对(Pairing)和绑定(Bonding)其实是两个流程，这两个流程并不是一块的，只是我们Pairing后往往需要将一些信息（TK, LTK等）存下来，这个过程就是Bonding。
Bonding只是物理性的保存某些encrypted数据在芯片的Flash中。

1. Pairing(配对)

Pairing主要有三个步骤：
• Phase 1: Pairing Feature Exchange
• Phase 2 (LE legacy pairing): Short Term Key (STK) Generation
• Phase 2 (LE Secure Connections): Long Term Key (LTK) Generation
• Phase 3: Transport Specific Key Distribution

Pairing流程的关键在于Phase 2。无论是蓝牙4.0还是4.2，Phase 1和Phase 3都是一样的。
Pairing有两种方式：一种是LE legacy pairing，另外一种是LE Secure Connections。其中Phase 1决定了Phase 2 需要使用何种Pairing methods以及Authentication的方式。

Pairing methods的选择：
Pairing Request PDU中的SC位决定了设备支持哪种Pairing 方式，当Initiator和Responder都支持LE Secure Connections的时候，则使用LE Secure Connections。否则，使用LE legacy pairing。

Authentication的选择：

总的来说归结为下面几句话：
• 如果双方都支持OOB Authentication，则选择该方式（优先级最高）。
• 如果双方都支持MITM Authentication，则根据双方的IO Capabilities（并结合具体的配对方法），选择合适的Authentication方式。
• 否则，使用Just Works的方式。

2. 加密过程中产生的KEY

SPEC关于TK、STK、LTK的说明：

不同的Authentication获取TK的方式不同：
• OOB:get from OOB data.
• Passkey Entry: user input passkey.
• Just Works: zero.

LE key hierarchy流程图：

3. LE legacy pairing加密流程：

4. Security manager protocol：

通过抓包工具观察整个配对流程大部分是在SMP(SECURITY MANAGER PROTOCOL)上进行的，这里注意一点，抓包工具需要事先配置好PIN码才能解释下面的数据。

当Initiator发起配对绑定后，协议栈主要有两个动作，从SMP上看，Initiatorr会发起一个Pairing Request PDU，Responder则会返回一个Pairing Response PDU。

从L2CAP层上也能找到对应的PDU，SPEC上也说明了SMP其实是在L2CAP层上的Protocol，所以这部分的解析跟SMP的是一样的，下面不再重复说明。

• Pairing Request PDU：

• Pairing Response PDU：

• Pairing Confirm PDU：

• Pairing Random PDU：

• Encryption Information：

• Master Identification：

• Identity Information：

• Identity Address Information：