蓝牙协议主动被动(车载蓝牙被动改主动)

主要文章：蓝牙协议栈和蓝牙协议蓝牙被定义为协议层架构，包括核心协议、电缆替代协议、电话传送控制协议、选用协议。所有蓝牙堆栈的强制性协议包括：LMP、L2CAP和SDP。此外，与蓝牙通信的设备基本普遍都能使用HCI和 RFCOMM这些协议。1 LMP：链路管理协议（LMP）用于两个设备之间无线链路的建立和控制。应用于控制器上。2 L2CAP逻辑链路控制与适配协议（L2CAP）常用来建立两个使用不同高级协议的设备之间的多路逻辑连接传输。提供无线数据包的分割和重新组装。在基本模式下，L2CAP能最大提供64kb的有效数据包，并且有672字节作为默认MTU（最大传输单元）,以及最小48字节的指令传输单元。在重复传输和流控制模式下，L2CAP可以通过执行重复传输和CRC校验（循环冗余校验）来检验每个通道数据是否正确或者是否同步。蓝牙核心规格附录1 在核心规格中添加了两个附加的L2CAP模式。这些模式有效的否决了原始的重传和流控模式。增强型重传模式（Enhanced Retransmission Mode，简称ERTM）：该模式是原始重传模式的改进版，提供可靠的L2CAP 通道。流模式（Streaming Mode，简称SM）：这是一个非常简单的模式，没有重传或流控。该模式提供不可靠的L2CAP 通道。其中任何一种模式的可靠性都是可选择的，并/或由底层蓝牙BDR/EDR空中接口通过配置重传数量和刷新超时而额外保障的。顺序排序是是由底层保障的。只有ERTM 和 SM中配置的 L2CAP通道才有可能在AMP逻辑链路上运作。3 SDP服务发现协议（SDP）允许一个设备发现其他设备支持的服务，和与这些服务相关的参数。比如当用手机去连接蓝牙耳机（其中包含耳机的配置信息、设备状态信息，以及高级音频分类信息（A2DP）等等）。并且这些众多协议的切换需要被每个连接他们的设备设置。每个服务都会被全局独立性识别号（UUID）所识别。根据官方蓝牙配置文档给出了一个UUID的简短格式（16位）。4 RFCOMM射频通信（RFCOMM）常用于建立虚拟的串行数据流。RFCOMM提供了基于蓝牙带宽层的二进制数据转换和模拟EIA-232（即早前的的RS-232）串行控制信号，也就是说，它是串口仿真。RFCOMM向用户提供了简单而且可靠的串行数据流。类似TCP。它可作为AT指令的载体直接用于许多电话相关的协议，以及通过蓝牙作为OBEX的传输层。许多蓝牙应用都使用RFCOMM由于串行数据的广泛应用和大多数操作系统都提供了可用的API。所以使用串行接口通讯的程序可以很快的移植到RFCOMM上面。5 BNEP网络封装协议（BNEP）用于通过L2CAP传输另一协议栈的数据。主要目的是传输个人区域网络配置文件中的IP 封包。BNEP在无线局域网中的功能与SNAP类似。6AVCTP音频/视频控制传输协议（AVCTP）被远程控制协议用来通过L2CAP传输AV/C指令。立体声耳机上的音乐控制按钮可通过这一协议控制音乐播放器。7 AVDTP音视频分发传输协议（AVDTP）被高级音频分发协议用来通过L2CAP向立体声耳机传输音乐文件。适用于蓝牙传输中的视频分发协议。8 TCS电话控制协议–二进制（TCS BIN）是面向字节协议，为蓝牙设备之间的语音和数据通话的建立定义了呼叫控制信令。此外，TCS BIN 还为蓝牙TCS设备的的群组管理定义了移动管理规程。TCS-BIN仅用于无绳电话协议，因此并未引起广泛关注。9采用的协议采用的协议是由其他标准制定组织定义、并包含在蓝牙协议栈中，仅在必要时才允许蓝牙对协议进行编码。采用的协议包括：点对点协议（PPP）：通过点对点链接传输IP数据报的互联网标准协议TCP/IP/UDP：TCP/IP 协议组的基础协议对象交换协议（OBEX）：用于对象交换的会话层协议，为对象与操作表达提供模型无线应用环境/无线应用协议（WAE/WAP）：WAE明确了无线设备的应用框架，WAP是向移动用户提供电话和信息服务接入的开放标准。根据不同的封包类型，每个封包可能受到纠错功能的保护，或许是1/3速率的前向纠错（FEC） ，或者是2/3速率。此外，出现CRC错误的封包将会被重发，直至被自动重传请求（ARQ）承认。任何可发现模式下的蓝牙设备都可按需传输以下信息：设备名称设备类别服务列表技术信息（例如设备特性、制造商、所使用的蓝牙版本、时钟偏移等）任何设备都可以对其他设备发出连接请求，任何设备也都可能添加可回应请求的配置。但如果试图发出连接请求的设备知道对方设备的地址，它就总会回应直接连接请求，且如果有必要会发送上述列表中的信息。设备服务的使用也许会要求配对或设备持有者的接受，但连接本身可由任何设备发起，持续至设备走出连接范围。有些设备在与一台设备建立连接之后，就无法再与其他设备同时建立连接，直至最初的连接断开，才能再被查询到。每个设备都有一个唯一的48-位的地址。然而这些地址并不会显示于连接请求中。但是用户可自行为他的蓝牙设备命名（蓝牙设备名称），这一名称即可显示在其他设备的扫描结果和配对设备列表中。多数手机都有蓝牙设备名称（Bluetooth name），通常默认为制造商名称和手机型号。多数手机和手提电脑都会只显示蓝牙设备名称，想要获得远程设备的更多信息则需要有特定的程序。当某一范围内有多个相同型号的手机（比如 Sony Ericsson T610）时，也许会让人分辨哪个才是它的目标设备。（详见Bluejacking） 1 动机蓝牙所能提供多很多服务都可能显示个人数据或受控于相连的设备。出于安全上的考量，有必要识别特定的设备，以确保能够控制哪些设备能与蓝牙设备相连的。同时，蓝牙设备也有必要让蓝牙设备能够无需用户干预即可建立连接（比如在进入连接范围的同时）.未解决该矛盾，蓝牙可使用一种叫bonding（连接） 的过程。Bond是通过配对（paring）过程生成的。配对过程通过或被自用户的特定请求引发而生成bond（比如用户明确要求“添加蓝牙设备”），或是当连接到一个出于安全考量要求需要提供设备ID的服务时自动引发。这两种情况分别称为dedicated bonding和general bonding。配对通常包括一定程度上的用户互动，已确认设备ID。成功完成配对后，两个设备之间会形成Bond，日后再再相连时则无需为了确认设备ID而重复配对过程。用户也可以按需移除连接关系。2 实施配对过程中，两个设备可通过一种创建一种称为链路字的共享密钥建立关系。如果两个设备都存有相同的链路字，他们就可以实现paring或bonding。一个只想与已经bonding的设备通信的设备可以使用密码验证对方设备的身份，以确保这是之前配对的设备。一旦链路字生成，两个设备间也许会加密一个认证的异步无连接（Asynchronous Connection-Less，简称ACL） 链路，以防止交换的数据被窃取。用户可删除任何一方设备上的链路字，即可移除两设备之间的bond，也就是说一个设备可能存有一个已经不在与其配对的设备的链路字。蓝牙服务通常要求加密或认证，因此要求在允许设备远程连接之前先配对。一些服务，比如对象推送模式，选择不明确要求认证或加密，因此配对不会影响服务用例相关的用户体验。3 配对机制在蓝牙2.1版本推出安全简易配对（Secure Simple Pairing） 之后，配对机制有了很大的改变。以下是关于配对机制的简要总结：旧有配对：这是蓝牙2.0版及其早前版本配对的唯一方法。每个设备必须输入PIN码；只有当两个设备都输入相同的PIN码方能配对成功。任何16-比特的 UTF-8字符串都能用作PIN码。然而并非所有的设备都能够输入所有可能的PIN码。有限的输入设备: 显而易见的例子是蓝牙免提耳机，它几乎没有输入界面。这些设备通常有固定的PIN，如0000或1234，是设备硬编码的。数字输入设备: 比如移动电话就是经典的这类设备。用户可输入长达16位的数值。字母数字输入设备: 比如个人电脑和智能电话。用户可输入完整的UTF-8 字符作为PIN码。如果是与一个输入能力有限的设备配对，就必须考虑到对方设备的输入限制，并没有可行的机制能够让一个具有足够输入能力的设备去决定应该如何限制用户可能使用的输入。安全简易配对（SSP）：这是蓝牙2.1版本要求的，尽管蓝牙2.1版本的也许设备只能使用旧有配对方式和早前版本的设备互操作。 安全简易配对使用一种公钥密码学（public key cryptography），某些类型还能防御中间人（man in the middle，简称MITM）攻击。SSP 有以下特点：即刻运行（Just works）：正如其字面含义，这一方法可直接运行，无需用户互动。但是设备也许会提示用户确认配对过程。此方法的典型应用见于输入输出功能受限的耳机，且较固定PIN机制更为安全。此方法不提供中间人（MITM） 保护。数值比较（Numeric comparison）：如果两个设备都有显示屏，且至少一个能接受二进制的“是/否”用户输入，他们就能使用数值比较。此方法可在双方设备上显示6位数的数字代码，用户需比较并确认数字的一致性。如果比较成功，用户应在可接受输入的设备上确认配对。此方法可提供中间人（MITM） 保护，但需要用户在两个设备上都确认，并正确的完成比较。万能钥匙进入（Passkey Entry）：此方法可用于一个有显示屏的设备和一个有数字键盘输入的设备（如计算机键盘），或两个有数字键盘输入的设备。第一种情况下，显示屏上显示6位数字代码，用户可在另一设备的键盘上输入该代码。第二种情况下，两个设备需同时在键盘上输入相同的6位数字代码。两种方式都能提供中间人（MITM） 保护。非蓝牙传输方式（OOB）：此方法使用外部通信方式，如近场通信（NFC），交换在配对过程中使用的一些信息。配对通过蓝牙射频完成，但是还要求非蓝牙传输机制提供信息。这种方式仅提供OOB机制中所体现的MITM保护水平。SSP被认为简单的原因如下：多数情况下无需用户生成万能钥匙。用于无需MITM保护和用户互动的用例。用于数值比较，MITM 保护可通过用户简单的等式比较来获得。使用NFC等OOB，当设备靠近时进行配对，而非需要一个漫长的发现过程。4 安全性担忧蓝牙2.1之前版本是不要求加密的，可随时关闭。而且，密钥的有效时限也仅有约23.5 小时。单一密钥的使用如超出此时限，则简单的XOR攻击有可能窃取密钥。一些常规操作要求关闭加密，如果加密因合理的理由或安全考量而被关闭，就会给设备探测带来问题。蓝牙2.1版本从一些几个方面进行了说明：加密是所有非-SDP（服务发现协议）连接所必需的。新的加密暂停和继续功能用于所有要求关闭加密的常规操作，更容易辨认是常规操作还是安全攻击。加密必须在过期之前再刷新。链路字可能储存于设备文件系统，而不是在蓝牙芯片本身。许多蓝牙芯片制造商将链路字储存于设备—然而，如果设备是可移动的，就意味着链路字也可能随设备移动。 另请参见：基于通信网络的移动安全和攻击蓝牙拥有机密性、完整性和基于SAFER+分组密码的定制算法的密钥导出。蓝牙密钥生成通常基于蓝牙PIN，这是双方设备都必须输入的。如果一方设备（如耳机、或类似用户界面受限的设备）有固定PIN，这一过程也可能被修改。配对过程中，初始密钥或主密钥通过E22算法生成。 E0流密码也用于加密数据包、授权机密性，它是基于公共加密的、也就是之前生成的链路字或主密钥。这些密钥可用于对通过空中接口传输的数据进行后续加密，密钥有赖于双方或一方设备中输入的PIN。Andreas Becher于2008年发表了蓝牙漏洞信息的利用概况。2008年9月，美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）发布了蓝牙安全指南（Guide to Bluetooth Security），供相关机构参考。该指南描述了蓝牙的安全功能，以及如何有效的保护蓝牙技术。蓝牙技术有它的优势，但它易受拒绝服务攻击、窃听、中间人攻击、消息修改及资源滥用。用户和机构都必须评估自己所能接受的风险等级，并在蓝牙设备的生命周期中增添安全功能。为减轻损失，NIST文件中还包括安全检查列表，其内包含对蓝牙微微网、耳机和智能读卡器的创建和安全维护的指南和建议。蓝牙2.1发布于2007年，相应的消费设备最早出现于2009年，为蓝牙安全（包括配对）带来了显著的改观。更多关于这一改变的信息，请参见“配对机制”部分。 主要文章：BluejackingBluejacking是指用户通过蓝牙无线技术向对方不知情的用户发送图片或信息。常见的应用包括短信息，比如“你被Bluejack了”。Bluejacking不涉及设备上任何数据的删除或更改。Bluejacking可能涉及取得对移动设备的无线控制和拨打属于Bluejack发起者的付费电话。安全上的进展已经缓解了这一问题。 一、2001–20042001年，贝尔实验室的Jakobsson和Wetzel from发现并指出了蓝牙配对协议和加密方案的缺陷。2003年，A.L. Digital 公司的Ben和Adam Laurie发现蓝牙安全实施上的一些重要缺陷有可能导致个人信息的泄露。随后Trifinite Group的Martin Herfurt在德国汉诺威电脑展（CEBIT）的游乐场中进行了现场试验，向世界展示了这一问题的重要性。 一种称为BlueBug的新型攻击被用于此次实验。2004年，第一个生成通过蓝牙在移动电话间传播的病毒出现于塞班系统。卡巴斯基实验室最早发现了该病毒，并要求用户在病毒传播之前确认未知软件的安装。病毒是由一群自称“29A”的病毒开发者作为验证概念编写，并发送防病毒机构的。因此，它应被看作是对蓝牙技术或塞班系统的潜在威胁，而非实际的威胁，原因是该病毒并未散播至塞班系统之外。2004年8月，一个世界纪录级的实验（另请参见Bluetooth sniping）证实，如果有定向天线和信号放大器，2类蓝牙无线电的范围可扩增至1.78km（1.11mi）。这就造成了潜在的安全威胁，因为攻击者将能够在相当程度的远距离之外接入有缺陷的蓝牙设备。攻击者想要与目标设备建立连接，还必须能够接受其发出的信息。如果攻击者不知道蓝牙地址和传输通道（尽管它们在设备使用状态下几分钟之内就能推导出来），就不可能对蓝牙设备进行攻击。二、2005年2005年1月，一种称为Lasco.A的移动恶意程序蠕虫开始针对采用塞班系统（60系列平台）的移动电话，通过蓝牙设备自我复制并传播至其他设备。一旦移动用户允许接收另一设备发送来的文件（velasco.sis），这一蠕虫即可开始自动安装。一旦安装成功，蠕虫变回开始寻找并感染其他的蓝牙设备。此外，蠕虫会感染设备上其他的.SIS文件，通过可移动的媒体文件（保全数位、CF卡等）复制到另一设备上。蠕虫可导致移动电话的不稳定。2005年4月，剑桥大学安全研究员发表了针对两个商业蓝牙设备间基于PIN配对的被动攻击的研究结果。他们证实了实际攻击之快，以及蓝牙对称密钥建立方法的脆弱。为纠正争议缺陷，他们通过实验证实，对于某些类型的设备（如移动电话），非对称密钥建立更可靠且可行。2005年6月，Yaniv Shaked和Avishai Wool发表文章，描述了蓝牙链路获得PIN的被动和主动方法。如果攻击者出现在最初配对时，被动攻击允许配有相应设备的攻击者窃听通信或冒名顶替。主动攻击方法使用专门建立的、必须插入到协议中特定的点的信息，让主从设备不断重复配对过程。然后再通过被动攻击即可攻获PIN码。这一攻击的主要弱点是它要求用户在设备受攻击时根据提示重新输入PIN。主动攻击可能要求定制硬件，因为大多数商业蓝牙设备并不具备其所需的定时功能。2005年8月，英国剑桥郡警方发布警告，称有不法分子通过有蓝牙功能的电话跟踪放置于车中的其他设备。警方建议当用户把手提电脑或其他设备放置于车中时，须确保任何移动网络连接均处于禁用状态。三、2006年2006年4月， Secure Network和F-Secure的研究人员发布了一份报告，提醒人们注意可见状态下的设备之多，并公布了有关蓝牙服务的传播、以及蓝牙蠕虫传播进程缓解的相关数据。四、2007年2007年10月，在卢森堡黑客安全大会上，Kevin Finistere和Thierry Zoller展示并发布了一款课通过Mac OS X v10.3.9 和 v10.4上的蓝牙进行通信的远程跟外壳（root shell）。它们还展示了首个PIN 和 Linkkeys 破解器，这是基于Wool 和 Shaked的研究。

我本来打算写一个常见蓝牙耳机型号的推荐，但是转念一想电子产品的时效性太强，一年一更新的频率太快，因此授之以鱼不如授之以渔。本文聊聊如何正确选择蓝牙耳机。理想的情况是让人们感受不到科技的存在，你需要看这篇文章就意味着科技仍然做不到“消失”，这是科技界的耻辱，但是现状就是这样。温馨提示：本文的一些词汇可能比较难啃。1、破除观念买蓝牙耳机之前，必须要告诉自己：不要相信网上那些“蓝牙耳机音质差、比不上有线耳机”的说辞。蓝牙耳机之所以给那些人留下“音质差”的印象，唯一的原因就是钱没花到位。理论上蓝牙耳机的音质的确不如有线耳机，但是一来对比的前提是“同价位”，二来对于绝大多数平时听着网易云音乐有损 MP3 的人来说，一副好的蓝牙耳机绝对能让你听不出来有线和无线的区别。2、确定前端没错，蓝牙耳机也挑前端。普通的有线耳机直接接受设备输出的模拟信号，而由于模拟信号的不确定性，同一条耳机插在不同设备上就会产生不同的效果。这里的“设备”就是前端。蓝牙耳机并不接受模拟信号，而是经由蓝牙 A2DP 协议接受数字音频信号，再由耳机本身解码、放大，输出到驱动单元。理论上数字信号的高保真性会消除前端的影响，但问题在于不同前端输出的数字信号编码不一样。确定你的设备在 aptX 阵营还是 AAC 阵营。Android 手机只有一部分支持 aptX，需要具体情况具体分析。在蓝牙选项中如果能找到 aptX 则是支持，也可以询问厂家客服以确定。寻找你的设备。Windows 10 默认支持 aptX，无论你用的是什么垃圾蓝牙芯片。3、认清标志aptX 阵营的耳机非常好找，一般都会在产品包装或者介绍页面上明确指出支持 aptX。取决于产品生产年代和授权方，有 “aptX”、“apt-X”等多种写法，有些挂高通的商标，有些挂 CSR 的商标，这些都是正确的。索尼的蓝牙耳机大部分也支持 aptX，但是为了宣传自家的 LDAC 协议，往往只在产品参数页注明。AAC 阵营则需要认准 MFi 标志，即 Made for iPhone/iPod/iPad。Beats 是一个例外：作为苹果的子公司 Beats 不需要花钱去买这个标志。如果你在产品包装或者说明页上无论如何也找不到这两个标志，那就说明它既不支持 aptX 也不支持 AAC。有这两个标志的不见得是好耳机，但是没这个标志的都是烂耳机。蓝牙耳机的品牌非常多，市场上充斥着杂牌和便宜货。通过上述两个标志的筛选可以过滤掉绝大多数的山寨货，剩下的基本都比较靠谱。4、确定形态和选择普通耳机一样，在买一款蓝牙耳机之前一定要明确自己想买什么形态的耳机：头戴式还是入耳式，运动耳机还是静息耳机，睡觉耳机还是火车耳机。根据不同的形态确定对佩戴方式、隔音效果和音质的要求。头戴式蓝牙耳机的好处是冬天保暖、夏天遮阳，而且只要不是特别奇怪的产品，一般都允许在电池耗尽之后插上线继续当有线耳机使用。由于空间，头戴式蓝牙耳机往往有更大的动圈单元（意味着更好的动态范围）和更大的电池（意味着更长时间的续航）。头戴式蓝牙耳机的控制按钮一般都集成在耳罩上，操作起来还是挺帅气的。运动蓝牙耳机一般会有防水功能，因此出汗和下雨都不会带来伤害。但是这类耳机一般还是会有一根线绕在脖子后面。这类耳机一般很轻巧，出门好带，充电也快。蓝牙耳机有主动降噪也有被动降噪的。主动降噪效果最好的'仍然是 Bose，被动降噪就看你用什么型号的胶塞了。无论什么耳机换上 Comply 套瞬间都瞬间聋。5、亲自试听对于任何耳机，我都建议同志们在买买买之前找个线下体验店去亲子佩戴、试听一下再下决定。音色、佩戴舒适度和外观都是非常主观的变量，不亲自去试而贸然购买就很有可能不合适。如果时间充分，还可以翻翻网上的评测，不见得代表你的看法，但是至少能当作参考。任何情况下，都应该尽量避免在试听前购买耳机。像是 AirPods 这种货，贸然买上却发现耳朵太大根本挂不住的大有人在。去听的时候一定要带上自己的常用的手机，选自己最熟悉的那几首歌，不要傻乎乎的去店里现场下载《渡口》《加州旅馆》这种听不懂歌词根本无法享受的“试音曲”。只有你自己知道你爱听什么歌，爱听什么样的歌。6、煲耳机？不必！好耳机煲之前也是好耳机，烂耳机煲一年也还是烂耳机。耳机的音色肯定会随着使用而变化，这是本质上一种老化的过程，而老化不见得是一个好事。我的 Beats Solo2 刚买上的时候低音紧得像 18 岁的少女，如今已经松成了结婚 20 年的大妈，虽说其他方面变的更有韵味，但是这新鲜感毕竟是随时间流逝了。扩展阅读SBC（Sub-band Codec）是 A2DP 的强制标准，所以所有蓝牙耳机都支持。而 AAC 和 aptX 的音质较 SBC 有明显的提升，但是二者之间并没有孰优孰劣。无需神话 aptXaptX 最早由 Dr. Stephen Smyth 开发，随后被剑桥声学（CSR）收购，随后剑桥声学又被高通收购。aptX 是上个世纪广播领域广泛使用的一种音频编码格式，通过将整个频谱拆分、按不同强度进行压缩的方式，实现了对音频码率的大幅度减少。aptX 仍然是有损压缩，并不能达到高通宣称的“CD 级音质”，只是大部分人听不出来。aptX 的底层编码是 ADPCM，因此技术难度不高，唯一的门槛是高通的专利授权费。aptX 的工作方式是：将 16bit/44 kHz CD级音频流用两层 64 跳正交镜像滤波器（QMF）分为四个 16-bit/11 kHz 的子流（每声道 5.5 kHz），每个子流分别使用 ADPCM 编码器进行压缩编码：0-55 kHz 为 8-bit、5.5-11 kHz 为 4-bit、11-16.5 kHz 以及 16.5-22 kHz 为 2-bit，即：8-4-2-2。其结果为：单声道 16-bit/44 kHz = 705 kbps 被转化为 (4×16) 64-bit/11 kHz = 705 kbps 然后 (8+4+2+2) 16-bit/11 kHz = 176 kbps，立体声相应地则是 352 kbps。所以可以看出 aptX 同样是最大程度保留人耳（人脑）敏感的频率、压缩不敏感的频率，而且对比传统的 SBC 更加激进。AAC 是一种更复杂的编码方式，由苹果、微软等多家科技公司联合开发，如今有多个变种和子规范，其中又以 AAC-LC（低复杂性）使用最为广泛。AAC 往往能在文件大小一致时达到比 MP3 更高的音质。iTunes 商店和 Apple Music 上的音乐全都是 AAC 格式，大部分人听不出来 iTunes AAC 和 CD 的区别。

蓝牙(bluetooth)技术概述 1998年5月，五家世界著名的大公司－－爱立信（Ericsson）、诺基亚（Nokia）、东芝（Toshiba）、国际商用机器公司（IBM）和英特尔（Intel）联手推出了蓝牙(Bluetooth)计划。这五家公司包含了两家著名的移动通信制造公司、两家著名的便携式计算机制造公司和一家在芯片技术和数字信号处理（DSP）技术上领先的公司。这项计划公布后，迅速得到包括摩托罗拉、朗讯、康柏、西门子、高通、3Com、TDK等大公司在内的许多厂商的支持和采纳。第一批应用“蓝牙”技术装备的产品，包括手机、电话机和便携式计算机等，在1999年的年底纷纷进入市场。要了解蓝牙技术的原理及发展前景，首先要弄清楚什么是蓝牙！一、什么是蓝牙· 蓝牙(B1uetooth)含义：狼的牙齿参差不齐，却能紧紧地啮合在一起，这种设备同样会让耳机、笔记本电脑、冰箱等毫不相关的产品紧密结合在一起。由于狼牙在月光下会发出蓝光，“蓝牙”由此得名。· 蓝牙技术实质：一种短距离无线通信标准二、Bluetooth系统的组成蓝牙系统由天线单元、链路控制（固件）单元、链路管理（软件）单元和蓝牙软件（协议栈）单元四个功能单元组成。1．天线单元蓝牙要求其天线部分体积十分小巧、重量轻，因此，蓝牙天线属于微带天线。2．链路控制（固件）单元在目前蓝牙产品中，人们使用了3个IC分别作为联接控制器、基带处理器以及射频传输／接收器，此外还使用了30～50个单独调谐元件。3．链路管理（软件）单元链路管理（LM）软件模块携带了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其它一些协议。LM能够发现其它远端LM并通过LMP（键路管理协议）与之通信。4．软件（协议栈）单元蓝牙的软件（协议栈）单元是一个独立的操作系统，不与任何操作系统捆绑。它必须符合已经制定好的蓝牙规范。蓝牙规范是为个人区域内的无线通信制定的协议，它包括两部分：第一部分为核心（Core）部分，用以规定诸如射频、基带、连接管理、业务搜寻（service discovery）、传输层以及与不同通信协议间的互用、互操作性等组件；第二部分为协议子集（Profile）部分，用以规定不同蓝牙应用（也称使用模式）所需的协议和过程。蓝牙规范的协议栈仍采用分层结构，分别完成数据流的过滤和传输、跳频和数据帧传输、连接的建立和释放、链路的控制、数据的拆装、业务质量（QoS）、协议的复用和分用等功能。在设计协议栈，特别是高层协议时的原则就是最大限度地重用现存的协议，而且其高层应用协议（协议栈的垂直层）都使用公共的数据链路和物理层。蓝牙协议可以分为4层，即核心协议层、电缆替代协议层、电话控制协议层和采纳的其它协议层。三、Bluetooth系统的技术特点1. 射频特性蓝牙作为一种短程无线通信技术，工作在2.45GHz频段，每个收发机配置了符合IEEE 802标准的48位地址，数据频率为1Mb／s，使用扩频和跳频技术，即使在噪声环境中也可以正常无误地工作，其工作范围约10m，如果附加功率放大，则可传输100m的距离。2. TDMA结构在1.0B版本的标准中，Bluetooth的基带符号速率为1Mb/s，采用数据包的形式按时隙传送，每时隙0.625ms，不排除将来采用更高的符号速率。Bluetooth支持64kb/s的实时语音传输和各种速率的数据传输，语音编码采用对数PCM或连续可变斜率增量调制（CVSD，Continuos Variable Slope Delta Modulation）。语音和数据可单独或同时传输。当仅传输语音时，Bluetooth设备最多可同时支持3路全双工的话音通信；当语音和数据同时传输或仅传输数据时，支持433.9 kb/s 的对称全双工通信，或723.2kb/s、57.6 kb/s 的非对称双工通信，后者特别适合无线访问Internet。另外，还采用CRC (Cyclic Redundancy Check)、FEC (Forward Error Correction) 及ARQ (Automatic Repeat Request) 以提高通信的可靠性。3. 使用跳频技术ISM频带是对所有无线电系统都开放的频带，因此使用其中的某个频段都会遇到不可预测的干扰源。例如某些家电、无绳电话、汽车房开门器、微波炉等等，都可能是干扰。为此，蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保链路稳定。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道（hop channel），在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列（即一定的规律，技术上叫做"伪随机码"，就是"假"的随机码）不断地从一个信道"跳"到另一个信道，只有收发双方是按这个规律进行通信的，而其他的干扰不可能按同样的规律进行干扰；跳频的瞬时带宽是很窄的，但通过扩展频谱技术使这个窄带宽成百倍地扩展成宽频带，使干扰可能的影响变成很小。与其它工作在相同频段的系统相比，蓝牙跳频更快，数据包更短，这使蓝牙比其它系统都更稳定。跳频是Bluetooth使用的关键技术之一。对应于单时隙包，Bluetooth的跳频速率为1600跳每秒，对应于多时隙包，跳频速率有所降低；但在建链时(包括寻呼和查询)则提高为3,200跳每秒。使用这样高的跳频速率，Bluetooth系统具有足够高的抗干扰能力。4. Bluetooth设备的组网Bluetooth根据网路的概念提供点对点和点对多点的无线链接。在任意一个有效通信范围内，所有设备的地位都是平等的。首先提出通信要求的设备称为主设备(Master)，被动进行通信的设备称为从设备(Slave)。利用TDMA，一个Master最多可同时与7个Slave进行通信并和多个Slave（最多可超过200个）保持同步但不通信。一个Master和一个以上的Slave构成的网路称为Bluetooth的主从网路(Piconet)。若两个以上的Piconet之间存在著设备间的通信，则构成了Bluetooth的分散网路(Scatternet)。Piconet和Scatternet的示意图如上图所示。基於TDMA原理和Bluetooth设备的平等性，任一Bluetooth设备在Piconet和Scatternet中，既可作Master，又可作Slave，还可同时既是Master又是Slave。因此，在Bluetooth中没有基站的概念。另外，所有设备都是可移动的5. 全球范围内的工作Bluetooth的基本出发点是可使其设备能够在全球范围内应用於任意的小范围通信。任一Bluetooth设备，都可根据IEEE 802标准得到一个唯一的48-bit的BD_ADDR，它是一个公开的地址码，可以通过人工或自动进行查询。在BD_ADDR基础上，使用一些性能良好的演算法可获得各种保密和安全码，从而保证了设备识别码(ID，Identification)在全球的唯一性，以及通信过程中设备的鉴权和通信的安全保密。6. 软件的层次结构和许多通信系统一样，Bluetooth的通信协议采用层次结构。其底层为各类应用所通用，高层则视具体应用而有所不同，大体上分为计算机背景和非计算机背景两种方式，前者通过主机控制接口(HCI，Host Control Interface)实现高、低层的联接，后者则可不用HCI。这种层次结构使其设备具有最大可能的通用性和灵活性。根据通信协议，各种Bluetooth设备无论在任何地方，都可以通过人工或自动查询来发现其它Bluetooth设备，从而构成Piconet或Scatternet ，实现系统提供的各种功能。了解了蓝牙的工作原理之后，让我们再来看看蓝牙的运用范围和发展前景！1. 各种电话系统Bluetooth为品将会首先应用於数字手机、家庭及办公室电话、小型PBX等电话系统中，实现真正意义上的个人通信。目前，国际上各大手机制造商都在加紧开发Bluetooth手机，无绳电话和有线电话的制造商也感受到Bluetooth带来的挑战和机遇，竞相研发带有Bluetooth的新为品，这些都将推动它迅速发展。2. 无线电缆无论是实验室、办公室还是家庭，计算机及其外设的应用越来越普及，它们之间的通信传统上必然要通过网线，这给使用带来很大的不便。Bluetooth基於无线电缆的概念，使这类信息传输设备除电源线外再无其它连线，甚至包括键盘、滑鼠等也采用无线传输。Bluetooth企图建立一个全无线的工作环境和生活环境，由於这些设备类多量广，无论是硬体还是软件，都有著极大的商机。3. 无线公事包以便携式计算机和掌上计算机为代表，采用无线方式和其他设备或网络相连接，使人们拥有一个可流动的办公室。Bluetooth标准已制定了和计算机以及与Internet、PSTN、ISDN(Integrated Services Digital Network)、LAN、WAN、xDSL (x Digital Subscriber Loop)等网路的接口协议，其目标是用单一的Bluetooth标准来建立起和众多国际标准的连接。目前它用1Mb/s的速率已完全可以胜任这些工作，将来根据IEEE 802.15的发展计划，可以将速率提高到20Mb/s以上。4. 各类数字电子设备数字照相机、数字摄像机等设备装上Bluetooth系统，既可免去使用电缆的不便，又可不受记忆体溢出的困扰，随时随地可将所摄图片或影像通过同样装上Bluetooth系统的手机或其他设备传回指定的计算机中。5. 电子商务Bluetooth的安全保密特性将大大扩展现有电子商务系统的功能。例如，可用它在很多消费场合构成电子付帐系统，宾馆接待处的电子登记服务等6. 将来的应用现在蓝牙技术的发展显然已经超出了当初的设想，一整套的蓝牙系统可以用一个手机控制家中的任何电器，包括加上了“蓝牙卡片”的门窗。目前爱立信已经宣布了移动电话、电话适配器、头戴式受话器(蓝牙耳机)以及PC卡等首批商用产品，具有GPRS功能的爱立信R520移动电话已经实现了蓝牙芯片内置，R320和已经上市的T28、T36则可以通过蓝牙电话适配器实现与其他蓝牙设备的“沟通”。Bluetooth芯片的微型化和低成本将为它在家庭和办公室自动化、家庭娱乐、电子商务、工业控制、智能化建筑物等场合开辟广阔的应用前景。看来蓝牙的应用前景还是很好的，但是蓝牙与其他无线通信协议有有什么不同呢？下面就比较一下蓝牙与常用的无线协议！1、bluebooth vs IEEE 802.11蓝牙自从出现之日起，就伴随着与IEEE802.11的争论，可到底是蓝牙还是IEEE802.11呢？蓝牙技术是一种用于替代便携或固定电子设备上使用的电缆或连线的短距离无线连接技术。其设备使用全球通行的、无需申请许可的2.45GHz频段，可实时进行数据和语音传输�传输速率可达到10Mbps，在支持3个话音频道的同时还支持高达723.2Kbps的数据传输速率　。也就是说，在办公室、家庭和旅途中，无需在任何电子设备间布设专用线缆和连接器，通过蓝牙遥控装置可以形成一点到多点的连接，即在该装置周围组成一个“微网”，网内任何蓝牙收发器都可与该装置互通信号。而且，这种连接无需复杂的软件支持。蓝牙收发器的一般有效通信范围为10米，强的可以达到100米左右。正如爱立信蓝牙组负责人所说，设计蓝牙的最初想法是“结束线缆噩梦”。IEEE 802.11本是无线局域网络标准�它使PC在对等的基础上互联(或用集线器和Internet网关相联)。802.11b和802.11a只是其中的两个扩展标准，802.11a工作在5GHz频段，传输速率高达54Mb／s，而工作在2.4GHz频段的802.11b则适合于家居环境。802.11b标准之所以引起了业界的普遍关注，主要是因为802.11b是较成熟的无线技术，它已有统一的标准。 与蓝牙相比较，IEEE802.11系统在开发和制造方面占据优势，并具备更高的数据传输率。现有的蓝牙规范使用信道带宽为1MHz，在发射带宽为1MHz时，其有效数据速率为721Kbit／s，通信范围约为10米。IEEE802.11b规范的速率定位在11Mb／s，并具备像调制解调器那样的自动下调速率，甚至有人提议将其扩展4Mb／s。与蓝牙不同的是，它覆盖的范围更宽(可达100米)，数据传输率更快。分析制约蓝牙技术发展的因素，蓝牙芯片价格是一个大问题。目前市面推出的蓝牙芯片的最低价是8美元，对于一台生产成本不过50美元的手机，仅嵌入一个蓝牙芯片就要增加成本8美元，而且拥有蓝牙技术的手机不是光一个蓝牙芯片就能实现的，它还需要收发模块、蓝牙协议和应用程序，这无疑也要增加成本。因此，如果芯片价格不能降下来，就不可能大量生产蓝牙芯片，而任何蓝牙产品都离不开蓝牙芯片，这就制约了蓝牙产品的推出。从目前的情况看，我们很难判断到底谁会在这场马拉松似的竞争中胜出。蓝牙只是为短距离(约10米左右)内的无线个人通信而打造的技术，它的目标是低带宽、短距离、低功耗的数据传送技术，用于PDA、手机、笔记本电脑等设备。802.11可以说是一种工业标准，只不过被延伸至家庭网络中了。它们都工作在2.4GHz频段上，今年4月份IEEE的PAN(Personal Area Network)即802.15工作组提出一项议案，这将使蓝牙和802.11b可以同时工作，似乎看来这是最好的解决方案。2、蓝牙 vs 红外线蓝牙对于红外线的优势还是很明显的，无论从传输速度和传输距离还看，蓝牙大大超过红外线：蓝牙 红外线传输速度 10Mbps 4Mbps传输距离 最大100M 最大30cm蓝牙与红外通信协议的兼容与互操作性，保证原来基于红外通信的应用向蓝牙的平滑过度小结：Bluetooth使蜂房电话系统、无绳通信系统、无线局域网和因特网等现有网路增添了新功能，使各类计算机、传真机、打印机乃至各种室内电子、信息和电器设备增添了无线传输和组网的功能，应用空间将极为广阔。可以预言，"蓝牙"将成为新的通信增长点，并成为无线局域网市场的有力竞争对象 。对于GSM网络高速发展的我国而言，将具有很好的适用性附录：名词解释：· Piconet：通过蓝牙技术连接在一起的所有设备被认为是一个piconet，一个piconet可以只是两台相连的设备，比如一台便携式电脑和一部移动电话，也可以是八台连在一起的设备。在一个piconet中，所有设备都是级别相同的单元，具有相同的权限。但是在piconet网络初建时，其中一个单元被定义为master ，其它单元被定义为slave。· Scatternet：几个独立且不同步的piconet组成一个scatternet。· Master unit：主单元,即在一个piconet中，其时钟和跳频顺序被用来同步其它单元的设备。· Slave units：从单元,即piconet中不是master的所有设备摘要BluetoothTM wireless technology revolutionizes the personal connectivity market by providing freedom from wired connections - enabling links between mobile computers, mobile phones, portable handheld devices, and connectivity to the Internet. Interface, synchronize, exchange? All of the above, and more. Bluetooth technology redefines the very way we experience connectivity.Where it worksEverywhere. Hardware that complies with the Bluetooth wireless specification ensures communication compatibility worldwide. As a low-cost, low-power solution with industry-wide support, Bluetooth wireless technology allows you to bring connectivity with you. You define the boundaries of your productivity - in Europe, in Asia, in America, in whatever place your business may take you.Why it worksEstablishing a standard means integrating well-tested technology with the power-efficiency and low-cost of a compliant radio system (about the Specification). Establishing a standard also means a group of industry leading promoter companies who drive the specification forward (about the Bluetooth SIG). Bluetooth technology works because it has been developed as a cross industry solution that marries a vision of engineering innovation with an understanding of business and consumer expectations.Who's making it work Bluetooth wireless technology is supported by product and application development in a wide range of market segments, including software developers, silicon vendors, peripheral and camera manufacturers, mobile PC manufacturers and handheld device developers, consumer electronics manufacturers, car manufacturers, and test and measurement equipment manufacturers.
所谓蓝牙（Bluetooth）技术，实际上是一种短距离无线通信技术，利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与Internet之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。说得通俗一点，就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备，不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。 “蓝牙”的形成背景是这样的：1998年5月，爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家著名厂商，在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术，其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。这五家厂商还成立了蓝牙特别兴趣组，以使蓝牙技术能够成为未来的无线通信标准。芯片霸主Intel公司负责半导体芯片和传输软件的开发，爱立信负责无线射频和移动电话软件的开发，IBM和东芝负责笔记本电脑接口规格的开发。1999年下半年，著名的业界巨头微软、摩托罗拉、三康、朗讯与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织，从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮。全球业界即将开发一大批蓝牙技术的应用产品，使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景，并预示着21世纪初将迎来波澜壮阔的全球无线通信浪潮。

华为手机中运用到的蓝牙协议及各个匹配的功能如下： A2DP（听音乐）、AVRCP（音乐播放控制）、LE（连接蓝牙低功耗设备如手环等）、HFP（打电话）、HID（使用蓝牙键盘鼠标）、HSP（打电话）、MAP（短信同步）、OPP（蓝牙文件传输）、PAN（蓝牙共享络）、PBAP（联系人同步）。

蓝牙采取的安全机制适用于对等通信的情况，即双方以相同的方式实现认证与加密规程。主要的安全机制为使用密钥。它的链路层使用4个实体提供安全性，一个公开的蓝牙设备地址，长度为48比特；认证密钥，长度为128比特；加密密钥，长度为8～128比特；随机数，长为128比特。蓝牙安全管理器存贮着有关设备和服务的安全信息，安全管理器将决定是否接收数据，断开连接或是否需要加密和身份认证，它还初始化一个可信任的关系以及从用户那里得到一个PIN码。蓝牙设备有两种信任级别，即可信任和不可信任。可信任级别有一个固定的可信任关系，可以得到大多数服务。可信任设备是预先得到鉴别的。而不可信任设备所得到的服务是有限的，它也可以具有一个固定的关系，但不是可信任的。一个新连接的设备总是被认为是未知的，不可信任的。对蓝牙协议本身的攻击可以分为两类：主动攻击和被动攻击。主动攻击是没有被认证的第三方对传输过程中的数据流进行修改。主动攻击包括伪装、中继、信息修改以及拒绝服务。被动攻击可以是对传输内容进行窃听，也可以是对通信模式进行监听获取相关信息。2.1字管理机制蓝牙链字是长度为128位的随机数，它是蓝牙系统鉴权和加密的基础。为了支持不同阶段、模式的要求，蓝牙系统在链路层上用了4种不同的字来保证系统的安全性。包括单元字KA组合字是KAB，临时字Kmaster及初始化字Kinit。单元字KA与组合字KAB仅产生方式不同，执行的功能是完全相同的。也就是说，KAB是由两个单元A，B共同产生的，而KA仅由一个单元A产生，因此KA在初始化阶段产生后就基本不变了。系统的内存比较小时通常选择KA，而系统对稳定性要求比较高时选择KAB。临时字Kmaster只是临时取代原始字。例如，当主机想与多个子机通信时主机将用同一个加密字，因此把它存放在临时字中，以便于使用。初始化字Kinit仅仅在初始化阶段有效，也主是单元字KA，KAB产生的阶段，它不仅仅是初始化阶段的一个临时字，其产生需要一个PIN。    半永久性的链接字在特定的时间内被称作当前链接字。当前链接字和其它链接字一样，用于鉴权和加密过程。此外，还用到了加密字KC，加密字被LM的命令激活后将自动被改变。另外，鉴权字和加密字在不同的阶段执行不同的功能。例如：在两个单元没有建立连接的阶段和已经建立连接的阶段有很大的不同，前者必须首先产生加密字，而后者可以继续使用上次通信的加密字。相应地不同的阶段对字的管理是不一样的。此外当主机想广播消息，而不是一个一个地传送消息时，需要特殊的字管理方法。正是蓝牙系统有力的字管理机制，才使得系统具有很好的安全性，而且支持不同的应用模式。2.2链接字的产生初始化字Kunit的值以申请者的蓝牙设备地址、一个PIN码、PIN码的长度和一个随机数作为参数，通过E22    算法产生。而申请者相对校验者而言是需要通过验证的一方。因此，申请者需要正确的PIN码和PIN码的长度。一般来讲，由HCI决定谁是申请者，谁是校验者。    当PIN的长度少于16个八进制数时，可以通过填充蓝牙设备地址的数据使其增大，因此如果循环使用E22可以使链接字的长度增长为128位。    初始化链接字Kint产生后，该单元将产生一个半永久字KA或KAB。如果产生的是一人KAB，则该单元将用一个随机数LK_RAND周期性地加密蓝牙设备地址，加密后的结果为LK_KA，而各自产生的LK_RAND与当前的链接字进行异或运算后，分别产生新值，永为CA和CA，然后互相交换，从而得到了对方的LK_RAND，并以对方的LK_RAND和蓝牙设备地址作为参数，用E21函数产生新值LK_KB的异或运算得到组合字KAB。当KAB产生后，首先单向鉴权一次，看KAB变为当前链接字，而丢弃原先的链接字K。E22的工作原理与E21类似。