蓝牙低能量GATT安全级别

Question

我正在调查与GATT相关的蓝牙低能量（BLE）中可用的安全类型。更具体地说，当使用指定了不同安全级别（低、中、高）的gatttool时，会执行什么类型的操作？我的理解是，BLE中的安全管理器支持4种不同的安全属性：

• 没有配对
• 与不支持中间人（MitM）保护（JustWorks）的关联模型配对
• 与MitM保护配对（密码输入、数字比较、OOB）
• LE安全连接配对。

这些安全属性是否与gatttools指定的安全级别相关，或者我在阅读蓝牙规范时是否错过了其他一些安全功能？

编辑：为了澄清这个问题，我想扩展我的问题。4.2蓝牙协议栈如何确定是否使用传统配对？也就是说，如果我有两个BLE 4.2设备配对的数据包捕获，我如何判断是否正在使用传统配对和使用ECDH的配对？安全连接标志是否表示不应使用传统配对，或者只是它自己的模式确保使用FIPS批准的算法？

Answer 1

是的，这是正确的，但您应该注意，它们仍然存在安全模式，LE安全模式1和LE安全模式2，它们由不同的安全级别组合而成。在蓝牙4.2之前，LE是不安全的，即您可以在LE连接刚刚开始时嗅探加密密钥。

Answer 2

4.2蓝牙协议栈如何确定是否使用传统配对？也就是说，如果我有两个BLE 4.2设备配对的数据包捕获，我如何判断是否正在使用传统配对和使用ECDH的配对？安全连接标志是否表示不应使用传统配对，或者只是它自己的模式确保使用FIPS批准的算法？

在配对功能交换阶段，如果在配对请求和配对响应PDU中设置了安全连接（SC）标志，则使用LE SC。这表明两台设备都支持LE SC并同意使用它。

如果使用LE SC，日志将显示正在交换的“配对公钥”和“配对DHKey检查”PDU。这些是特定于LE SC的。

Answer 3

你是对的，但是你忘记了BLE通信中的一个主要威胁。以下是三个基本威胁：

中间人（MITM）：

MITM要求攻击者能够监视和更改消息或将消息注入通信信道

窃听：

被动窃听是指（通过使用嗅探设备）在未经同意的情况下秘密监听他人的私人通信

隐私/身份跟踪：

由于大多数蓝牙LE广告和数据包都具有发送数据的设备的源地址，因此第三方设备可以将这些地址与用户的身份相关联，并通过该地址跟踪用户

报价来自开发人员。蓝牙。组织。

您已经提到了针对MitM和窃听的保护，但是仍然存在身份跟踪问题。

防止身份跟踪的保护措施是使用一个不能随时间链接到同一设备的MAC地址，即一个更改的MAC地址（通常每15分钟一次）。MAC地址有四种类型：

1. 公共地址：此地址未加密，包含您的公司唯一ID和您的设备ID。它不安全，因为它不会随着时间而改变。
2. 随机静态地址：该地址是随机的（由于里面的标志而被称为随机）并且未加密。一旦它发生变化，您就失去了与已经认识您的设备重新连接的能力，您必须从头开始重新启动连接。
3. 随机可解析私有地址：该地址可以由知道其IRK的设备解析，这是设备之间的共享秘密。至于静态随机地址，它经常更改，但始终是可解析的。这是最常见的选项，因为它保留了隐私并允许恢复连接。
4. 随机不可解析私有地址：此地址无法解析。Core Spec没有说太多，而且似乎不是很常见。与静态地址的区别在于它没有存储，因为它是私有地址（即设备不希望能够恢复与私有地址设备的连接）。

BLE核心规范4.2第3卷第C部分15.1.1蓝牙设备地址类型对此进行了解释。

关于安全级别，我不知道gatttool，但我假设它与nRF连接/主控制面板或浅蓝色类似。您在这里看到的可能是与每个属性关联的安全级别。有四个安全级别，每个属性的安全级别可能不同：

模式1第1级：

无需加密。该属性可在纯文本、非加密连接上访问。

模式1级别2：

需要未经身份验证的加密。连接必须加密才能访问此属性，但加密密钥不需要经过身份验证（尽管它们可以）。

模式1第3级：

需要经过身份验证的加密。必须使用经过身份验证的密钥对连接进行加密才能访问此属性。

模式1第4级：

通过身份验证的LE安全连接与加密配对。必须使用安全连接配对对连接进行加密，该配对自4.2版起在蓝牙LE中引入。

模式1级别1-3的定义来自Robert Davidson、Akiba、Carles Cufi、Kevin Townsend的《蓝牙低能耗入门》。

该设备也可以处于称为“仅安全连接”的模式，在该模式下，除模式1级别1中的服务外，其所有服务都只能在模式1级别4中访问。