1.7 高安全级BLE接入开发

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2023-12-01

本文用于指导产品开发者实现高安全级BLE产品接入

开发前请先阅读标准BLE接入开发

米家安全芯片介绍

米家高安全级BLE接入必须使用安全芯片,第二代安全芯片MJA1有两款供客户选择,主要参数区别如下:

参数MJA1-HCIWMJA1-SXIW
睡眠功耗(uA)<0.5<1
空闲功耗(uA)<10< 460
典型运行功耗(mA)110
最大峰值电流(mA)318
典型签名用时(ms)3878
典型验签用时(ms)69152
典型生成密钥对用时(ms)3266
典型秘钥协商用时(ms)41130
工作温度范围(℃)-40 ~ +85-40 ~ +105
ESD8KV(HBM)5KV(HBM)
包装卷带包装卷带包装
安全认证国内EAL4+国际CC EAL5+

两颗芯片pin-to-pin,主要应用区别是温度范围和认证不同。出国内市场产品建议量产使用MJA1-HCIW,海外市场建议使用MJA1-SXIW。请根据产品定义与销售区域选择合适产品。

请详细阅读MJA1规格书,按照参考电路设计使用。米家一次可免费提供20PCS芯片样品、2块开发板,供开发调试使用。更多需求请与小米供应链联系采购。

安全芯片测试

调用 mi_scheduler_start(SYS_MSC_SELF_TEST)可以对安全芯片完成自测试,如果测试通过, mi_schd_event_handler会收到事件SCHD_EVT_MSC_SELF_TEST_PASS。

接入米家

已支持的芯片方案

其他分支仅供米家内部测试使用

芯片品牌芯片型号SDK
Nordic51https://github.com/MiEcosystem/mijia_ble_secure/tree/nordic_legacy
Nordic52https://github.com/MiEcosystem/mijia_ble_secure/tree/nordic
Silicon LabsBG13https://github.com/MiEcosystem/mijia_ble_secure/tree/silabs

接入步骤

与标准BLE接入开发类似,高安全级BLE接入方式的软件SDK,也是由三部分组成:芯片原厂SDK,米家高安全级认证库,米家智能门锁示例Demo。同时必须外接安全芯片。具体步骤如下:

  1. 米家高安全级认证库是私有工程,产品开发者首先需联系小米产品经理,增加获取高安全级认证库的权限。注意,每个新品的接入都要单独申请认证库的权限,一个产品申请一次,如果发现未经申请的新品接入,米家有权利拒绝产品上线。 申请高安全级认证库请发送邮件至 小米IoT平台开放窗口 miot-openhome@xiaomi.com,格式请参考常用信息->开发者反馈指引。
  2. 根据芯片选型选择对应的分支,下载芯片厂商提供的SDK,各分支下有对应的下载地址链接或下载方式。
  3. 下载米家智能门锁示例Demo
    • 按照各分支下的README说明,进入到芯片原厂SDK的指定目录
    • 命令行执行git clone -b xxx(对应分支) --recursive https://github.com/MiEcosystem/mijia_ble_secure.git。建议使用git clone --recursive命令,直接网站上下载会发现有些文件找不到,这是因为submodule没有下载成功
  4. 联系小米产品经理申请开通“小米蓝牙安全开发板”白名单。
  5. 按照main.c文件中I2C引脚定义连接开发板和安全芯片。
  6. 按照各分支下README说明中的路径导入工程,编译固件,下载固件测试开发板。
  7. 打开米家APP,开启蓝牙,发现附近的设备,点击“小米蓝牙安全开发板”。在连接过程中出现6位数字PIN码,在固件上输入这6个数字(小米蓝牙安全开发板需要在Segger JLink RTT Viewer环境下输入)。登陆成功后,APP会有相应提示。进入插件,点击“开关闪灯”可以模拟开锁和关锁,同时开发板会广播带有相应事件Object的MiBeacon。这时也可以看到开发板上LED灯有响应。同时RTT Viewer也可以打印出开发板Log。
  8. APP管理者可以分享钥匙给其他小米账号用户。小米蓝牙开发板暂时不支持此功能。
  9. 重置设备,目前需要两步
    • APP删除设备
    • 固件上长按重置按钮

应用层开发

产品开发过程中需了解的宏定义参照标准BLE接入开发 应用层开发章节。

请注意 HAVE_MSC宏定义: 0表示无安全芯片;1表示MJSC安全芯片;2表示MJA1安全芯片。其中,MJSC为第一代安全芯片,已停产。MJA1为第二代安全芯片,推荐使用。

PRODUCT_ID宏定义:Demo工程中默认为 0x01CF 表示小米蓝牙安全开发板。仅用于测试。注意此产品为白名单用户可见。如需使用此 PID 进行功能验证,请申请白名单权限。在真正的产品开发中,pid必须与在小米IoT开发者平台上创建的产品ID相同。

main.c文件中定义了开发板的I2C引脚用来连接安全芯片,以Nordic芯片为例:

#define MSC_PWR_PIN                     23   // enable MSC chip
const iic_config_t iic_config = {
        .scl_pin  = 24,
        .sda_pin  = 25,
        .freq = IIC_100K
};

认证完成后,产品便具备安全通信的能力。在安全通信的基础上,可实现各种应用功能,比如,门锁应用,透传应用。

米家定义了一套门锁应用层规范 lock profile,使得米家 APP 能对锁类产品进行统一的蓝牙操作。lock profile 只提供门锁通用操作、状态、事件上报功能,故不能满足产品的其他功能需求(比如,指纹管理)。如需支持其他功能,开发者可创建自定义服务,并采用安全通信方式读写自定义服务特征值。具体实现请参考米家透传服务。

注意 门锁类产品必须具备米家门锁服务,米家 APP 才可以进行开关锁操作和锁事件上报。

  1. 调用 lock_service() 创建米家门锁服务,注册锁操作回调函数 ble_lock_ops_handler(),门锁操作码会通过回调函数通知应用层。示例代码
  2. ble_lock_ops_handler() 收到锁操作码后,应立即执行对应操作 (比如,控制电机旋转开锁),并使用 mibeacon_obj_enque() 向蓝牙网关广播锁事件,使用 send_lock_log() 向米家 APP 回复锁事件。示例代码

米家透传服务请参考标准BLE接入开发 应用层开发章节。

空白工程集成米家高安全级认证库

请参考标准BLE接入开发 空白工程集成米家标准认证库章节。

不同点在于:

  1. 根据米家认证芯片硬件连线,定义 IIC 引脚配置 iic_config,实现电源管理函数 mijia_secure_chip_power_manage(),以及认证事件处理函数 mi_schd_event_handler(),进行 mi_scheduler_init() 初始化。(mi_schd_event_handler() 在收到 SCHD_EVT_OOB_REQUEST 事件的 30 秒内,产品端要根据自身 IO 能力获取 OOB,再调用 mi_input_oob()mi_schduler 提供所需 OOB。)初始化后,调用 mi_scheduler_start(SYS_KEY_RESTORE) 尝试读取绑定信息,执行结果会通过 mi_schd_event_handler() 传参返回。如果已重置,将收到 SCHD_EVT_KEY_NOT_FOUND 事件。 示例代码

  2. 米家认证相关的事件,会通过 mi_schd_event_handler() 通知应用层:

事件名称含义
SCHD_EVT_REG_SUCCESS绑定注册成功
SCHD_EVT_REG_FAILED绑定注册失败
SCHD_EVT_ADMIN_LOGIN_SUCCESS管理员登录成功
SCHD_EVT_ADMIN_LOGIN_FAILED管理员登录失败
SCHD_EVT_SHARE_LOGIN_SUCCESS分享者登录成功
SCHD_EVT_SHARE_LOGIN_FAILED分享者登录失败
SCHD_EVT_TIMEOUT操作超时
SCHD_EVT_KEY_NOT_FOUND未绑定
SCHD_EVT_KEY_FOUND已绑定
SCHD_EVT_KEY_DEL_SUCC重置成功
SCHD_EVT_OOB_REQUEST请求输入 OOB
SCHD_EVT_MSC_SELF_TEST_PASS认证芯片自检正常
SCHD_EVT_MSC_SELF_TEST_FAIL认证芯片自检异常

此外,开发者可以使用 mi_scheduler_start() 发送以下命令,进行本地系统管理:

命令名称含义
SYS_KEY_RESTORE读取绑定信息
SYS_KEY_DELETE删除绑定信息
SYS_MSC_SELF_TEST认证芯片自检

经过以上步骤,产品侧已支持米家安全认证功能,可以使用米家 APP 进行功能验证。