2021-09-22

物联网安全101-4.低功耗蓝牙BLE（翻译）

文章目录

1. Generic Access Profile (GAP) 通用访问配置文件
2. Generic Attribute (GATT)通用属性 (GATT)
3. 参考：

如果您还没有看我们的物联网安全系列的第 1 部分到第 3 部分，我建议您先阅读它们，除非您已经熟悉 IoT 的基础知识。上一篇博客的链接——物联网安全——第 3 部分。
蓝牙一直是一个流行词，因为人们希望他们的所有设备都是智能的，这意味着您可以不需要线缆就可以跨设备控制其他设备。蓝牙已经进入市场十多年了。如果您是千禧一代，您可能会使用过那些带有蓝牙功能的经典诺基亚手机。蓝牙是由爱立信发明的，随后其他厂商也开始使用蓝牙。不久之后，主要终端厂商一起都创建了一个名为蓝牙特别兴趣小组- SIG的联盟，该联盟管理制定蓝牙标准以及不同版本之间的互操作性。
我们不打算谈论蓝牙。蓝牙本身就是一个庞大的协议栈，它们的规范大约有2000 多页。在本博客中，我将仅介绍更为著名的 BLE 蓝牙低功耗。

随着万物互联时代的到来，随之而来的是能量和资源的问题。正如我上面提到的，蓝牙是一个巨大的协议栈。在像健身手环这样的终端设备中实现它需要耗费很多的能量和资源。因此，在蓝牙 4.0 标准中，他们引入了一种称为 Low energy 的技术，专门针对在内存和功率受限的设备上运行的物联网和智能设备。

Bluetooth SIG 开始将该标准作为 Bluetooth Smart进行销售。它有两个组件，Bluetooth Smart设备是只有蓝牙低功耗组件的终端设备，Bluetooth Ready是能够同时执行Bluetooth LE 和 EDR-Bluetooth经典组件的设备，这可能是您的中心设备，如手机或笔记本电脑。
现在让我们来看看蓝牙规范的技术细节

来源：https://archive.eetindia.co.in/www.eetindia.co.in/STATIC/ARTICLE_IMAGES/201312/EEIOL_2013DEC13_RFD_NET_TA_01Tab1.gif

该表本身将使您更好地了解规格、范围和带宽已减少以承受低功耗和低资源。
正如我之前提到的，LE 有两种不同类型的设备。

Bluetooth Smart Ready- 这是电池供电和高资源的中央设备，能够运行所有蓝牙协议。它们是您的笔记本电脑和手机。

Bluetooth Smart– 它们是您的终端设备，如健身追踪器、行李追踪器或智能假阳具。他们不必运行整个堆栈，他们需要节省电力和资源。它们仅运行 Bluetooth LE 服务器。它们是中央设备可以连接的外围设备。

蓝牙和 LE 堆栈详细信息超出了本文的范围。
但是我们将关注的两个重要组件是 GAT 和 GAPP，它们负责 BLE 服务的运行。

Generic Access Profile (GAP) 通用访问配置文件

GAP定义了您与中央和外围设备的通信和连接应该如何工作。

Generic Attribute (GATT)通用属性 (GATT)

GATT就像一个管理您的数据需要如何处理的服务器。
您的Bluetooth LE 设备按照服务器-客户端原理工作。在这里，您的终端设备/外围设备充当运行 GATT 服务器的服务器，而您的中央设备充当客户端。因此，您的最终应用程序或工具连接到 GATT 服务器并从设备请求数据。
在您的 GATT 服务器内。有三个组成部分。

1. Profile – Bluetooth SIG 定义，它可以基于设备的类型，可以是血压设备或温度传感器，也可以是任何最常用的具有互操作性优势的设备。
1. Services - 每个设备内部都有多个参数。假设设备可以有名称、固件版本、OTA 功能、设备操作。它们被分组到称为服务的特定数据集。
1. Characteristics - 在您的服务中放置您的数据。它可以是 16 位Bluetooth SIG 派生特征或特定于供应商的 128 位特征。

简而言之，service就像一个文件夹，characteristics是保存数据的文件。

现在我们了解了什么是低功耗蓝牙及其工作原理的基础知识。让我们来看看有关如何访问 BLE 设备的一些工具和方法。
如果您使用的是 Windows，我会认真建议您使用 Ubuntu，因为它带有所有必要的工具来访问 ble 设备并从亚马逊获得那些便宜的蓝牙 4.0 模块。（有些笔记本电脑不附带它。）

连接蓝牙适配器：

1. 将蓝牙 USB 模块连接到笔记本电脑的空闲 USB 端口。（无需从主机安装任何驱动程序）。
1. 连接后，打开终端并输入”sudo hciconfig “，您应该能够看到此窗口，该窗口为您提供 mac 地址（蓝牙USB模块），并且应该显示 UP and RUNNING。
1. 如果您遇到任何问题，请通过”sudo hciconfig hci0 reset”重新启动蓝牙接口→这会很方便。