无线安全性 - 蓝牙堆栈

简介

蓝牙是一种无线通信技术，广泛应用于手机、耳机、音响等设备上。而蓝牙堆栈则是实现蓝牙协议的软件部分，负责控制蓝牙硬件和提供API给应用程序使用。

由于蓝牙堆栈在连接过程中需要进行认证和加密等安全措施，所以对于程序员来说，了解蓝牙堆栈的安全性是非常重要的。

安全机制

认证

在蓝牙连接建立之前，需要进行设备配对过程。配对是指在两台蓝牙设备之间建立一个密钥，以便在后续的通讯中使用。配对时需要进行两种认证方式：

Passkey认证

其中一台蓝牙设备产生一个随机的6位数字，另一台需要输入这个数字进行确认。这种方式称为Passkey认证。

// 发送Passkey
BluetoothDevice device = ...;
int passkey = 123456;
device.setPairingConfirmation(true);
device.setPin(String.format("%06d", passkey).getBytes());

// 确认Passkey
int passkey = ...;
device.setPairingConfirmation(true);

PIN Code认证

另一种方式是输入一段自定义的PIN Code进行确认。在Android中，需要使用setPin()方法设置PIN Code。

// 发送PIN Code
BluetoothDevice device = ...;
String pinCode = "1234";
byte[] pinBytes = pinCode.getBytes();
device.setPin(pinBytes);

// 确认PIN Code
byte[] pinBytes = "1234".getBytes();
device.createBond(pinBytes);

加密

除了认证之外，蓝牙堆栈还提供了加密机制来保护通讯过程中的数据安全。加密可以在连接建立后自动进行，也可以手动开启。

// 手动开启加密
BluetoothDevice device = ...;
device.createBond();
device.setPairingConfirmation(true);
device.setPin("1234".getBytes());

// 自动加密
BluetoothSocket socket = ...;
socket.connect();
if (socket.isConnected()) {
    socket.startEncryption();
}

安全漏洞

尽管蓝牙堆栈实现了多种安全措施，但在实际使用中还是存在一些安全漏洞：

蓝牙地址泄露

每台蓝牙设备都有一个唯一的MAC地址，可以通过蓝牙连接获取。这意味着攻击者可以通过扫描附近的蓝牙设备，获取这些设备的MAC地址，从而进行设备追踪或其他恶意行为。

Man-in-the-Middle攻击

由于蓝牙连接过程中的配对信息都是明文传输的，所以存在被中间人攻击的风险。例如，攻击者可以伪造一个蓝牙设备来试图连接目标设备，并获取配对信息，之后就可以自由地进行中间人攻击。

加密弱点

蓝牙堆栈使用的加密算法在某些情况下可能存在弱点。例如，一些版本的蓝牙堆栈使用了固定的加密密钥来进行通讯，这样的话攻击者可以通过破解这个密钥来获取加密数据。

总结

蓝牙堆栈在实现蓝牙协议过程中采取了多种安全措施来保护数据安全，但仍然存在一些安全漏洞。程序员需要了解这些漏洞，并在开发中尽可能采取安全防范措施，确保用户的数据安全。