模组蓝牙地址浅析

NB-IoT_001

一个 BLE 设备，可以使用两种类型的地址（一个 BLE 设备可同时具备两种地址），粗略可分两类：

1. 公共地址(Public Address)；

2. 随机地址(Random Address)，

这里“随机地址”又分两类，

   1. 静态随机地址(Static Random Address)；

   2. 私有地址(Private Address).

这里“私有地址”又分两类，

   1. 可解析的私有地址（Resolvable Address）；

   2.不可解析的私有地址( Unresolvable Address)。

对经典（Classic）蓝牙只支持公共地址，而蓝牙低功耗两类地址都有使用。

例如，在NB860模组中，使用AT指令AT+BLEADDR?查询蓝牙MAC地址，

AT+BLEADDR?
+BLEADDR:301B97FFAE67
OK
此时仅返回一个公用地址。而在NT35模组中，使用AT+LBLEADDR?查询蓝牙MAC地址，

AT+LBLEADDR?

+LBLEADDR: “50:56:1E:0D:E3:4F”,“E8:AF:32:8A:8D:09”

OK

此时返回一个公用地址和随机地址。

1、Public Device Address

由 24-bit 的 company_id 和 24-bit 的 company_assigned 组成。

在通信系统中，设备地址是用来唯一识别一个物理设备的，如 TCP/IP 网络中的 MAC 地址、传统蓝牙中的蓝牙地址等。

对设备地址而言，一个重要的特性，就是唯一性。

对经典蓝牙（BR/EDR）来说，其设备地址是一个 48bits 的数字，称作 "48-bit universal LAN MAC addresses“。

正常情况下，该地址需要向 IEEE 申请。

缺点：

1）Public Device Address 需要购买和维护，增加成本；

2）安全因素：BLE 很大一部分的应用场景是广播通信，这意味着只要知道设备的地址，就可以获取所有的信息。

2、Random Device Address

Random Device Address：是在设备设备启动后随机生成的。

根据不同的目的 Random DeviceAddress 分为 Static DeviceAddress 和 Private Device Address 两类。

1）Static Device Address

Static Device Address 是在设备上电时随机生成的，

特性如下：

1）最高两个bit为“11”；

2）剩余的 46bits 是一个随机数，不能全部为 0，也不能全部为 1；

3）在一个上电周期内保持不变；

4）下一次上电的时候可以改变，但不是强制的，如果改变，上次保存的连接等信息，将不再有效。

2）Private Device Address

Static Device Address 通过地址随机生成的方式，解决了部分问题，Private Device Address 则更进一步，通过定时更新和地址加密两种方法，提高蓝牙地址的可靠性和安全性。

根据地址是否加密，Private DeviceAddress 又分为两类，Non-resolvableprivate address 和 Resolvable private address。

Non-resolvable private address 会定时更新，更新的周期是由 GAP 规定的，称作 T_GAP(private_addr_int) ，建议值是 15 分钟。

特性如下：

1）最高两个 bit 为 “00”；

2）剩余的 46bits 是一个随机数，不能全部为 0，也不能全部为 1；

3）以 T_GAP(private_addr_int) 为周期，定时更新。

Resolvable private address 比较有用，它通过一个随机数和一个称作 identity resolving key (IRK) 的密码生成，因此只能被拥有相同 IRK 的设备扫描到，可以防止被未知设备扫描和追踪。

特性如下：

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)。

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 privateaddress 命名的由来。

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。