01蓝牙设备地址的类型 所有蓝牙设备都应具有一个蓝牙设备地址 (BD_ADDR),该地址(及其地址类型)可以唯一地(一定范围内唯一)标识该设备。使用者如果不了解其概念,看上去可能会有很多疑惑,甚至容易造成侵权问题。& U; w% C; W% T8 T5 z 蓝牙的设备地址分为两大类,一类是 Public,一类是 Random 的。其中 Random 类地址里面又分为静态地址和私有地址。私有地址又分为不可解析的私有地址和可以解析的私有地址。这些地址类型列举如下: • Public Bluetooth address // 1) t# z) ^' b& D# z6 Y1 H • Random Bluetooth address o Static address // 2 o Private address( T9 {. m4 f* {! X ▪ Non-resolvable private address // 3 ▪ Resolvable private address // 43 E' P8 ]% r7 q: _ 上述 4 种地址类型都使用 48bit 的地址长度。地址类型不同,48bit 地址的格式也会不同;设备地址类型和设备地址共同用于唯一标识该设备。另外需要注意以下几点:5 L/ G8 \6 N& v; u$ b; H. I; d+ z+ _ • Public 或者 Random 地址类型的标识在链路层的广播包 PDU Header 中,不在48bit 地址的内容中。 • Random 类型下的三种地址类型,使用 48bit 地址的高 2bit 进行标识。 • 48bit 地址都相同的两个设备,如果它们分别属于 Public 或者 Random 地址类型,则它们是两个不同身份的蓝牙设备。% V. N3 X6 L% R6 f . `: P- H. \) _) c1 n* z 设备应至少使用一种类型的设备地址,也可以同时使用两种。该设备可以通过它使用的任何设备地址来寻址。设备的身份地址是它在传输的数据包中使用的 Public 设备地址或Random 静态设备地址。如果一个设备使用可解析的私有地址,它也应该有一个身份地址。每当比较两个设备地址时,比较应包括设备地址类型(即如果两个地址的类型不同,即使两个 48 位地址相同,它们也不同)。7 p1 R8 a: }9 E6 X3 h( p4 J; ? # _3 n. R- M" z D& @; g+ E 如果公司有购买 Public 地址,则建议用 Public。如果没有购买地址,又没有设备地址隐私需求,则建议使用 Random Static Device Address。 1.1. Public Bluetooth Address4 P: v5 {; ?4 n) `# t- G 在传统蓝牙和 BLE 中,原则上来说,使用 Public 地址需要向 IEEE 申请购买,使用未授权的 Public 地址如果和已授权的 Public 地址发生地址冲突,可能会面临法律纠纷。使用Public 地址还需要涉及到地址的管理、购买等流程。本文的后面举例描述了购买 Public 地址的流程。8 C- B1 {# H+ I3 }1 J" D 1.2. Random Static Device Address 蓝牙更新到了 BLE 版本之后,为了让设备厂商可以节省购买 Public 地址授权的费用,引入了 Random 类型的地址。从前文可知,Random 地址类型又分为静态(Static)类型和隐私(Private)类型。静态类型的地址格式如下: 2 t" N& S' u. n2 l: E; b9 I 静态地址是随机生成的48位地址,应满足以下要求 :- h* m! n$ J% a, m7 F$ ~ • 地址的随机部分至少有一位应为 04 X% G' e' \3 h( X- n' G s a% [ • 地址的随机部分至少有一位应为 1 设备可以选择在每次电源循环后将其静态地址初始化为新值。设备在初始化后不得更改其静态地址值,直到设备重新上电。 0 q! p$ V% @ ]# j/ P) [% F 注意:如果设备的静态地址发生更改,则存储在对端设备中的地址将无效,并且将失去使用旧地址重新连接的能力。 1.3. Random Non-Resolvable Private Address 隐私地址主要是为了解决隐私问题。根据其是否可解析,又分成不可解析地址类型和可解析地址类型,不可解析地址类型的地址格式如下: $ s9 \* J, f3 e: p1 o: e+ Q • 地址的随机部分至少有一位应为 1 • 地址的随机部分至少有一位应为 0 • 地址不得等于 Public 地址* @) E* C2 a7 b5 \( t $ J" N; {) m" m, v* U* [3 K9 j' | 不可解析地址会周期更新(建议值是 15 分钟),这类地址在实际应用中比较少用。0 K! J1 p; o% z* R [8 x : B* o( v3 a( W( F" M+ ] 1.4. Random Resolvable Private Address6 t6 ?6 n# ?3 Z3 | S8 E1 U 所谓可解析地址(RPA),是指可以把一个周期变化的地址解析为唯一的身份地址。使用随机可解析地址类型的设备应具备两个地址,一个地址用于标识该设备,称为身份地址(Identity Address),另一个则为随机可解析地址(RPA)。一般情况下,设备会广播RPA,身份地址保存在本地。对端设备可通过解析 PRA 进一步获得其身份地址。* \ t$ Z) H! I- C 要生成可解析的私有地址,设备必须具有本地身份解析密钥 (IRK) 或对端身份解析密钥 (IRK)。可解析的私有地址应使用 IRK 和随机生成的 24 位数字生成。随机数称为prand,应满足以下要求: • prand 的随机部分至少有一位为 0 • prand 的随机部分至少有一位为 11 _% R6 h* W3 H* b- s! g9 A5 k : u( N' e4 x% j/ P 特征如下:4 {4 A' l* X. `) I ^8 B, a 1)由两部分组成: 高位 24bits 是随机数部分,其中最高两个 bit 为“10”,用于标识地址类型; 低位 24bits 是随机数和 IRK 经过 hash 运算得到的 hash 值,运算的公式为 hash = ah(IRK, prand)。 : H2 e% t& A5 A _6 ?9 b 2)当对端 BLE 设备扫描到该类型的蓝牙地址后,会使用保存在本机的 IRK,和该地址中的 prand,进行同样的 hash 运算,并将运算结果和地址中的 hash 字段比较,相同的时候,才进行后续的操作。这个过程称作 resolve(解析),这也是 Non-Resolvable Private Address/Resolvable Private Address 命名的由来。! F) T% W. o2 S 3)以 T_GAP(private_addr_int)为周期,定时更新。哪怕在广播、扫描、已连接等过程中,也可能改变。* \8 Z" g: X* c m/ e; V 4)Resolvable Private Address 不能单独使用,因此需要使用该类型的地址的话,设备要选择 Public Device Address 或者 Static Device Address 中的一种作为其身份地址。 ! n" N& E3 ~' L/ }3 K( D+ j0 h; H 02MAC 地址相关函数 下面介绍两个比较重要的和 MAC 设置相关的函数。7 n) |7 Z N; N2 n4 P6 d$ ?- p . R Q: t9 s0 p, E- l8 E // 配置 MAC 地址的函数 1 v" z& L2 Z4 U' b5 I 其中不同的 offset 设置的数值不一样,和 MAC 地址相关的主要是这两个:4 `1 ^# W: C5 i" q8 l5 H • 0x00: CONFIG_DATA_PUBADDR_OFFSET • 0x2E: CONFIG_DATA_STATIC_RANDOM_ADDRESS$ | v5 X9 I/ c! q/ Y //配置使用哪种 MAC 地址的函数:) b* h( l9 B8 a4 d 1 O/ P) d/ S# [2 Y / q( Y* Y- @* x+ @- L Identity_Address_Type :! ^2 w R5 A* P: k% L4 \ • 0x00: Public Address( D% n& s5 g% S& q) E: A" X( ?1 \ • 0x01: Static Random Address 0 p8 \9 K( j: C9 j; z; @ 03蓝牙 Random 静态设备地址的生成与设置参考方法# D& N/ p% h) G 为了方便一些客户生成免费的相对唯一的 MAC 地址,下面列举一个使用芯片出厂唯一的 UID 来生成 MAC 地址的参考方法。基本原理是通过读取芯片的 UID,然后再进行 Hash计算,截取需要的 46bit 作为随机部分的静态地址。理论上这种方法生成的 MAC 地址重复的几率很小,在 2 的 40 多次方分之一的几率重复,因此实际工程应用中可以认为它相对比较唯一。 sha256.c这个库文件在当前开发平台上需要修改前面一个头文件包含: 将 “#include” 更改为 “#include”' H% F! K9 r& E: e! |8 E8 z* P 以下部分伪代码适用于 BlueNRG 系列和 STM32WB 系列 1 i+ @) R7 \0 u. ] // 生成静态 MAC 地址参考函数6 I9 j# c8 X4 F% x 04蓝牙 Public 设备地址的购买流程) R0 j$ b/ l* N* w, [% a$ q 全球唯一设备号,标准化组织是 IEEE,以前的网卡 Ma 地址、PC,现在蓝牙设备、BLE 设备若需要认证的,官方的唯一设备标识,即蓝牙地址,也是 Mac 地址,需向 IEEE申请,并登记付费。即可获得授权。8 L1 k* R4 C- ~# n 0 C2 i# n' D' q 4.1. OUI 介绍 Organizationally Unique Identifier(OUI) 被称作“组织唯一标识符”,在任何一块网卡中烧录的 6 字节 MAC 地址中,前三个字节就体现了 OUI,通常情况下,该标识符是唯一的。因此,OUI 可以用来创建 MAC 地址、蓝牙设备地址或以太网地址。另外,OUI 也可作为一个公司的 SNAP 协议标识符使用。 7 ~! r! k! b( ]* Y* O 通常情况下,IEEE 标准协会将前 24 位组织唯一标识符(OUI)分配给生产企业,剩下的 24 位由厂家自行分配代码。% f, o! I8 P0 B: l3 {5 e4 X/ ]; b, ` 目前,OUI 只能通过 IEEE 标准协会直接购买,其总价格大概在 3500 美元左右。 r( X& J& i) g, E4 Z 如果如果没有保密需求,支付$3500 就可获得一个 OUI(可生成 1600 万个地址),即上述所指的 publicly registered MA-L,也就是说此类公司的名称和地址是公开的,公众可以访问. h2 k+ J$ s) N9 B! V 8 ~; t2 _8 g- x! Z2 _/ d7 z6 s2 p 输入公司名称查询该公司拥有的 MA-L,或者输入 MA-L查询公司的名称和地址。 P# `, A5 _" } 如果生产厂商希望对以上信息保密,可以选择 Privately registered MA-L,价格会贵很多,且每年需要支付保密费用大概几千美元。$ K. N7 _! X- O* ^8 U# O$ J 4.2. 购买流程3 C( u7 a/ \. f( { 如果需要购买 Public 地址,需要先申请一个 IEEE 账号。登入后点击如下入口开始申请。) c! o/ q- ?! | S5 L * b& d- f8 }$ } 图1.申请购买 public 地址入口 4 T& R" {) ]. w5 \4 I+ ^ 图2. 选择购买的 MAC 地址数量和类型 如果申请的类型是 MA-L 大概有 1677 万个地址,MA-M 大概有 100 多万个。 图3.申请过程中的 4 个步骤 6 ]: V' V2 z1 J& |9 a9 p 主要填写:申请人信息,包括姓名、职位、公司名称、地址及邮箱电话等;. c. d6 @3 j1 a: m % n+ i+ o0 U: h, b6 A2 _, [ 公司信息,如果贵公司为首次申请,initial corporate assignment request 后选择YES,如果不是首次申请 OUI,一定要确保现有的 MAC 地址使用率已达到 95%,否则不予申请,选择 No 之后需要在方框内填写上次申请 OUI 的公司名称并提供再次申请的理由,同时还需提供公司类型,是母公司还是子公司,还是两者皆否8 {5 |3 M4 g8 |7 h1 e" g" H8 N( I 2 Z7 h- _1 h, n 如果公司类型选择了母公司或者是子公司,需要填写至少 3 家联营公司的具体信息,如果公司类型选择了 neither,该部分可不填;为保密信息,如果选择购买的是 publicly registered MA-L,该部分选择 No,反之选择 Yes 并提供理由;目前 IEEE 标准协会接受的付款方式包括邮寄美国银行汇票、美元电汇及信用卡在线支付。如果需要提供形式发票,请选择 please send a proforma invoice 之前的复选框。 & S) `8 c' _) y( ?* ` 完成以上内容后在线提交即可。, u( w$ ?" S: F* A : C( | o; g- K. w1 B 4.3. 购买后检查确认 如果需要购买 public 地址,需要先申请一个 IEEE 账号。登入后点击如下入口开始申请。通常 IEEE 收到款后的第二天,即可邮件收到一个 Mac 地址的生成软件,填上日期等信息后,会生成一个 6BYTE(48bits)的地址段,前 3BYTE 数据为公司名,后面 3BYTE是序号。 7 j8 ` f9 y2 k# |& Z 图4.在更新的列表中检查申请的地址& i6 E2 h: j4 }, P+ t, E . k6 b! a: s/ K: U& k 05小结. @: }! S; ` O# C" P0 t 本文介绍了 BLE MAC 地址的类型,基于芯片 ID 生成静态随机 MAC 地址,以及购买Public MAC 地址的流程。 转载自: STM32单片机 如有侵权请联系删除 |
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