在之前的藍牙配對系列博文中，提到了PassKey和Numeric Comparison等配對方法。今天我會介紹另外一種方法，即Out of Band，OOB。

OOB關聯(lián)模型適用于使用帶外（out of band）機制來發(fā)現(xiàn)設備、以及交換或傳送將在配對過程中使用的加密信息等場景。OOB對于開發(fā)者來說是一項靈活的選擇，能夠讓他們定義自己的配對機制，因此安全級別取決于帶外保護功能。今天就讓我們一起來深入探討吧！

1. 第1階段 - 配對特性交換

在我的博文《藍牙配對系列第四篇》中，有一個類似于表1的表格。這是配對請求/響應（Pairing request/response）的框架結構。在該表中，有一名為“OOB數(shù)據(jù)標志”（OOB Data Flag）的字段，長度為1個字節(jié)。

Table 1， 配對請求/響應

表1

關于“OOB數(shù)據(jù)標志”的定義，請參考表2。

Table 2， OOB數(shù)據(jù)標志位定義

表2

OOB數(shù)據(jù)標志定義了用于指示OOB認證數(shù)據(jù)是否可用的值。

2. 低功耗傳統(tǒng)配對

當兩臺藍牙設備都使用低功耗傳統(tǒng)配對時，這一過程就很容易理解。有關傳統(tǒng)配對方法選用的詳細信息，請查看表3。我已經(jīng)在此表中對選用OOB的單元格進行了黃色標注, 這樣就一目了然：

如果使用OOB進行配對，兩臺設備必須設置其OOB數(shù)據(jù)標志;

如果其中一臺設備設置了OOB數(shù)據(jù)標志，而另一臺設備未設置，則兩臺設備都需要檢查在表1中“AutheReq”字段中的MITM標志（表1中綠色高亮部分）。如果其中任何一臺設備設置了MITM標志，則可通過IO Capabilities與配對方法的映射來選擇配對方法。有關映射的詳細信息，請參閱藍牙5核心規(guī)格、第3卷、H部分、表2.8。

其他情況，則使用“直接連接（Just Works）”方法配對。

Table 3，OOB配對規(guī)則速查表

表3

Picture 1 OOB配對流程圖

圖1

在圖1中，高亮標注的部分與《藍牙配對系列第三篇》傳統(tǒng)配對的PassKey相同。之后，兩臺設備的安全管理器（Security Manager）將：

首先，創(chuàng)建兩邊的隨機值Mrand和Srand。之后，帶外機制可用于交換信息，例如設備地址和128位臨時密鑰（TK）值，以助于設備發(fā)現(xiàn)。正如我在第三篇“傳統(tǒng)配對—PassKey”中所解釋的，TK值是由偽隨機數(shù)引擎產生的128位隨機數(shù)，引擎應符合藍牙核心規(guī)格的要求。

第1步

通過公式c1計算Mconfirm和Sconfirm，對于任何加密工具箱，均可參閱藍牙5核心規(guī)格、第三卷、H部分、第2.2節(jié)。

第2步

交換Mconfirm、Sconfirm和Mrand。

第3步

響應設備通過發(fā)起設備傳送的Mrand值來再次執(zhí)行Mconfirm的計算，來驗證計算出的值與Mconfirm值是否一致。

如果響應設備計算得出的Mconfirm值與發(fā)起設備發(fā)來的Mconfirm值不匹配，則配對過程會中止，響應設備會發(fā)送原因代碼為“確認值失?。–onfirm Value Failed）”的配對失敗指令。

如果響應設備計算得出的Mconfirm值與發(fā)起設備發(fā)來的Mconfirm值相匹配，則響應設備會向發(fā)起設備發(fā)送Srand。

發(fā)起設備通過響應設備傳送的Srand值來再次執(zhí)行Sconfirm的計算，來驗證計算出的值和Sconfirm值是否一致。

如果發(fā)起設備計算得出的Sconfirm值與響應設備發(fā)來的Sconfirm值不匹配，則配對過程或被中止，發(fā)起設備會發(fā)送原因代碼為“確認值失?。–onfirm Value Failed）”的配對失敗指令。

如果發(fā)起設備計算得出的Sconfirm值與響應設備發(fā)來的Sconfirm值相匹配，則發(fā)起設備會計算出短期密鑰（Short Term Key，簡稱STK ），并通知控制器（Controller）啟用加密。

3. OOB的簡便之處

目前，低功耗藍牙已經(jīng)成為智能手機和平板電腦的標準配置。設備間采用藍牙進行連接的方法也是多種多樣的 。在這些方法當中，還有一種通過藍牙連接設備的常用方法就是使用NFC進行“一鍵配對”。由于NFC的傳輸范圍非常有限，一些開發(fā)者在設備之間借助NFC確保兩臺設備正確地進行配對。因此，NFC可以為OOB配對提供良好的通信接口。當使用OOB進行配對時，用戶的體驗略有不同。例如，用戶的智能手機和手環(huán)兩臺設備都具有低功耗藍牙和NFC接口。用戶先讓兩臺設備相接觸，然后會看到配對選項。如果選擇“是”，則配對成功。所以這是一種一鍵式的體驗，交換的信息在兩臺設備中都能使用，是不是超酷呢？