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android - Android BLE 配对和 BREDR 密钥分配

问题描述

我是一名使用 Qualcomm SoC 进行蓝牙和音频处理的蓝牙耳机产品的开发人员。我们的产品将 BREDR 蓝牙用于“经典”配置文件 (HFP/AVRCP/A2DP)，将 LE 用于移动应用程序和 OTAU。

我们期望用户执行的典型流程是：

  1. 使用智能手机的蓝牙设置进行 BREDR 配对。这使用产生 P192 加密密钥的传统 BREDR“简单配对”方法。
  2. 用户打开我们的应用程序，这将在应用程序尝试访问我们的自定义 GATT 服务时触发 LE 配对。

由于兼容性问题，我们的耳机不支持基于 BREDR 的安全连接，但它支持 LE 安全连接。因此，通常会在 LE 配对完成后，根据 LE 长期密钥重新计算 BREDR 链接密钥，这使其具有 P256 加密能力。例如，在 BREDR 配对后，我的耳机永久存储中的链接密钥如下所示：

Device #0: addr_type=PUBLIC
BDADDR = xxxx xx xxxxxx
BREDR key: bbb...b (AUTHENTICATED P192)

在 LE 配对之后：

Device #0: addr_type=PUBLIC 
BDADDR = xxxx xx xxxxxx
BREDR key: aaa...a (AUTHENTICATED P256)
LE CENTRAL Key : 0000 (EVID) 0000000000000000 (RAND) bbb...b (LTK)
LE IRK: ccc...c

现在，这对于大多数平台来说都不是问题，但最近我开始看到某些运行 Android 10/11 的 Android 设备和一些运行 Android 9 并带有最新安全补丁的设备存在问题。基本上，在 LE 配对之后，我无法创建任何新的 BREDR ACL。连接总是在 LMP_rand_au -> sres 响应阶段失败 - 本质上，移动设备在 LE 配对后没有重新计算其 BREDR 链接密钥，现在设备不再同意 LTK。我在我的耳机设备中明确禁用了交叉传输密钥派生，但在 LE 密钥分发后 BREDR 密钥仍会更改。这在 iOS 设备上似乎根本不是问题。有没有其他人遇到过这个问题？关于如何进行的任何建议？到目前为止，我已经尝试过：

  1. 禁用 LE 链接密钥分发：这可以防止重新计算 BREDR 密钥，因为没有 LE LTK/IRK。然而，一旦手机更改其随机 LE 地址，用户将被迫重新配对。这也会导致我在耳机设备上的受信任设备列表膨胀，而且非常有限
  2. 在 LE 安全性完成后强制 LTK 更改 - 有一个 HCI 命令明确用于重新派生 LTK。然而，尝试这样做会导致各种令人讨厌的奇怪行为。也许我的耳机 SoC 不完全支持它
  3. 在 LE 配对之前保存 BREDR LTK 并在 LE 配对之后将其重置。这允许 BREDR 连接，这让我怀疑问题出在移动设备上。但是，这当然会阻止用户访问移动应用程序。

标签： androidbluetoothbluetooth-lowenergyqualcomm

解决方案

好的，我实际上设法从高通那里获得了一些关于这个问题的技术支持。问题出在 Android 设备中，因此解决方案是强制禁用耳机中的 CTKD，即使 BREDR 安全连接被禁用。这对于高通的 API 是不可能的，我被迫更改了高通在 ADK 中提供的开源连接库中的一些文件。

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