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1、蓝牙安全机制蓝牙安全机制蓝牙安全机制蓝牙安全机制蓝牙概要蓝牙是1998年提出用于构造无线个人域网络的技术，属于小范围无线网通信技术，记为WPANIEEE 802.15是基于蓝牙技术制定的无线个人网通信标准蓝牙技术特点:允许不同设备在不同的操作系统下进行无线通信能耗低，计算量小，适合小型应用无线个人网络 蓝牙:Pico网属于自配置和自组织的动态无线网允许新设备动态加入，网内设备动态离开 支持8台设备使用同一频道通信Pico网内设备都是对等的设备会动态选出一个设备作为主节点其余设备称为仆节点一个Pico网最多容纳255台设备节点状态:停泊，活跃，待命 一个蓝牙设备在任何时刻只能加入一个Pico网散
2、布网:重叠的 Pico网Pico网散布示意图(其中M为主节点,S为仆节点,P为处于停泊状态节点,SB为处于待命状态节点)安全配对 同一个Pico网的节点共享个人标识符PIN 码(长度不超过16个英文字符串)节点产生共享密钥，用于相互认证(安全配对)蓝牙设备基于PIN码产生128位初始密钥蓝牙设备基于初始秘钥产生128位链接密钥(也即组合密钥)用于认证设备用一个 SAFER+分组加密算法构造三个算法 E1,E21,和 E22用于产生子钥和认证设备蓝牙认证第一步：初始密钥当DA发起与DB通信时，DA首先产生16字节的伪随机字符串In_RANDA发送给DB，两者按照如下方式计算初始秘钥，其中BD_A
3、DDRB为DB 的6字节地址：Kinit=E22(PIN,In_RANDA,BD_ADDRB)蓝牙认证第二步：DA 和 DB 产生链接密钥首先DA产生一个16字节的伪随机字符串LK_RANDA，DB产生一个16字节的伪随机字符串LK_RANDB，然后 DA 发送(LK_RANDA Kinit)给 DB DB 发送(LK_RANDB Kinit)给 DADA和DB按照如下方式分别计算链接秘钥：KAB=E21(LK_RANDA,BD_ADDRA)E21(LK_RANDB,BD_ADDRB)蓝牙认证第三步：DA 认证DB 蓝牙设备应用挑战-回应机制认证设备.DA首先产生一个16字节的伪随机字符串AU
4、_RANDA，将其作为挑战序列发送给DB.DA 发送 AU_RANDA 到 DBDB计算一个4字节的签字回应SRESA发送给DADB 发送 SRESA 到 DA SRESA=E1(KAB,AU_RANDA,BD_ADDRB)0:3 DA验证DB有相同的链接秘钥KAB,从而认证DB.DA 认证 SRESA 蓝牙设备认证示意图PIN 码破译攻击攻击者窃听设备DA和DB之间所有的配对和认证通信PIN 码破译攻击1.穷举所有248 种可能的PIN码(针对6字节长PIN码)Kinit=E22(PIN,In_RANDA,BD_ADDRB)2.获取第一条信息中的IN_RANDA 及设备DB的地址 BD_AD
5、DRB，计算初始密钥的候选者:3.用得到的Kinit 分别与第二条和第三条信息做异或运算，得到 LK_RANDA 和LK_RANDB.然后计算KAB=E21(LK_RANDA,BD_ADDRA)E21(LK_RANDB,BD_ADDRB)PIN 码破译攻击4.用第四条信息的AU_RANDA,KAB,和BD_ADDRB 计算SRESA=E1(AU_RANDA,KAB,BD_ADDRB)0:3 5.验证是否有 SRESA=SRESA(SRESA 来自第五条信息).若相等,则PIN大概率是待破解的PIN码然后用第六条和第七条信息对此PIN码进行确认蓝牙安全简单配对协议为了提高蓝牙配对的安全性，设计了安全简单配对协议(SSP):用椭圆曲线Diffie-Hellman(ECDH)交换算法为通信算法，取代 PIN码能抵御 PIN码破译攻击能防范中间人攻击