【BLE】CC2541之配对与绑定

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我是靠谱客的博主漂亮云朵，最近开发中收集的这篇文章主要介绍【BLE】CC2541之配对与绑定，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

本篇博文最后修改时间：2017年01月06日，11:06。

一、简介

本文以SimpleBLEPeripheral工程为例，介绍配对与绑定。

二、实验平台

协议栈版本：BLE-CC254x-1.4.0

编译软件： IAR 8.20.2

硬件平台： Smart RF开发板（主芯片CC2541）、USB Dongle

手机平台：红米1S

安卓系统： Android 4.3

APP： BLE Device Monitor

博主：甜甜的大香瓜

声明：喝水不忘挖井人，转载请注明出处。

原文地址：http://blog.csdn.NET/feilusia

联系方式：897503845@qq.com

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四、实验前提

1、在进行本文步骤前，请先阅读以下博文：

暂无

2、在进行本文步骤前，请先实现以下博文：

暂无

五、基础知识

1、什么是配对与绑定？

答：

配对——主从机连接的密码配对过程。

绑定——连接一次后就一直绑定着不需要再输入密码。

2、配对与绑定过程是主从机中的哪一端发起的？

答：配对模式配置为“GAPBOND_PAIRING_MODE_INITIATE”的一端发起的，可以是主机，也可以是从机。

3、配对与绑定发生在什么阶段？

答：早期的蓝牙配对与绑定发生在连接之前，BLE的配对与绑定则发生在连接之后。

4、配对与绑定的过程在连接之后，是否会在连接之后、配对之前的阶段造成数据泄露？

答：是的，可能导致数据泄露。

原因是连接之后，有的APP会弹窗配对并要求配对正确方可操作数据，而有的APP虽会弹窗但允许置之不理直接操作数据（一段时间没有配对成功，从机会认为配对超时而断开，主机APP可在这段超时时间内窃取从机数据）。

解决办法：将特征值在属性表中的属性设置为“加密读”或“加密写”，也就是改成“GATT_PERMIT_AUTHEN_READ”或“GATT_PERMIT_AUTHEN_WRITE”。

六、实验步骤

1、添加一个绑定与否的状态变量（simpleBLEPeripheral.c）

typedef enum  
{  
  GUA_PAIRSTATUS_PAIRED = 0,  
  GUA_PAIRSTATUS_NO_PAIRED,  
}GUA_PAIRSTATUS;  
static GUA_PAIRSTATUS gGUA_PairStatus = GUA_PAIRSTATUS_NO_PAIRED;       //配对状态，默认是没配对

2、修改绑定初始化 （simpleBLEPeripheral.c的SimpleBLEPeripheral_Init函数中）

  // Setup the GAP Bond Manager
  {
    uint32 passkey = 0; // passkey "000000"
    //uint8 pairMode = GAPBOND_PAIRING_MODE_WAIT_FOR_REQ;
    uint8 pairMode = GAPBOND_PAIRING_MODE_INITIATE;
    uint8 mitm = TRUE;
    uint8 ioCap = GAPBOND_IO_CAP_DISPLAY_ONLY;
    uint8 bonding = TRUE;
    GAPBondMgr_SetParameter( GAPBOND_DEFAULT_PASSCODE, sizeof ( uint32 ), &passkey );
    GAPBondMgr_SetParameter( GAPBOND_PAIRING_MODE, sizeof ( uint8 ), &pairMode );
    GAPBondMgr_SetParameter( GAPBOND_MITM_PROTECTION, sizeof ( uint8 ), &mitm );
    GAPBondMgr_SetParameter( GAPBOND_IO_CAPABILITIES, sizeof ( uint8 ), &ioCap );
    GAPBondMgr_SetParameter( GAPBOND_BONDING_ENABLED, sizeof ( uint8 ), &bonding );
  }

注：

1）GAPBOND_PAIRING_MODE_WAIT_FOR_REQ

这个宏是表示等待对方发起配对请求的模式，如果主从机都是这种模式，则双方都不会发起配对请求。

因此主从机的其中一方必须要配置成GAPBOND_PAIRING_MODE_INITIATE方可进行配对。

从机中往往有机密数据，因此从机端需要配置成GAPBOND_PAIRING_MODE_INITIATE，否则如果配对请求的主动权交予主机，主机一旦不发起请求，那也就无配对过程，导致从机的数据公之于众了。

2）GAPBOND_IO_CAP_DISPLAY_ONLY

这个宏是只显示密码，将密码显示在LCD上给主机看，主机也就知道密码了。

如果设备有按键可以输入密码，也可以选择GAPBOND_IO_CAP_KEYBOARD_ONLY。

3、注册回调函数

1）注册回调函数（替换simpleBLEPeripheral.c中的simpleBLEPeripheral_BondMgrCBs ）

//配对与绑定的回调函数管理  
static gapBondCBs_t simpleBLEPeripheral_BondMgrCBs =  
{  
  GUA_ProcessPasscodeCB,                        //密码回调  
  GUA_ProcessPairStateCB                        //绑定状态回调  
};

2）定义密码回调函数和配对状态回调函数

①定义密码回调函数和配对状态回调函数（simpleBLEPeripheral.c中）

//******************************************************************************                  
//name:             GUA_ProcessPasscodeCB                 
//introduce:        密码回调函数               
//parameter:        deviceAddr:设备地址       
//                  connectionHandle:连接句柄 
//                  uiInputs:
//                  uiOutputs:
//return:           none              
//author:           甜甜的大香瓜                       
//email:            897503845@qq.com           
//QQ group          香瓜BLE之CC2541(127442605)                        
//changetime:       2016.12.13                        
//******************************************************************************                  
static void GUA_ProcessPasscodeCB(uint8 *deviceAddr, uint16 connectionHandle, uint8 uiInputs, uint8 uiOutputs)  
{  
  uint32 passcode;  
  uint8 str[7];  
  
  //设置密码  
  #if 0  
    LL_Rand(((uint8 *) &passcode), sizeof( uint32 ));  
    passcode %= 1000000;  
  #else  
    passcode = 456890;          
  #endif  
  
  //在LCD上显示  
  if(uiOutputs != 0)  
  {  
    HalLcdWriteString("Passcode:",  HAL_LCD_LINE_1);  
    HalLcdWriteString((char *)_ltoa(passcode, str, 10), HAL_LCD_LINE_2);  
  }  
    
  //发送密码响应给主机  
  GAPBondMgr_PasscodeRsp(connectionHandle, SUCCESS, passcode);  
}  

//******************************************************************************                  
//name:             GUA_ProcessPairStateCB                 
//introduce:        配对状态回调函数               
//parameter:        connectionHandle:连接句柄       
//                  state:当前配对与绑定的执行状态
//                  status:当前配对的状态
//return:           none              
//author:           甜甜的大香瓜                       
//email:            897503845@qq.com           
//QQ group          香瓜BLE之CC2541(127442605)                        
//changetime:       2016.12.13                        
//****************************************************************************** 
static void GUA_ProcessPairStateCB(uint16 connHandle, uint8 state, uint8 status)  
{  
  //主机发起连接，会进入开始配对状态  
  if(state == GAPBOND_PAIRING_STATE_STARTED)  
  {  
    HalLcdWriteString("Pairing started", HAL_LCD_LINE_1);  
    gGUA_PairStatus = GUA_PAIRSTATUS_NO_PAIRED;  
  }  
    
  //当主机提交密码后，会进入配对完成状态    
  else if(state == GAPBOND_PAIRING_STATE_COMPLETE)  
  {  
    //配对成功  
    if(status == SUCCESS)      
    {  
      HalLcdWriteString("Pairing success", HAL_LCD_LINE_1);  
      gGUA_PairStatus = GUA_PAIRSTATUS_PAIRED;  
    }  
      
    //已配对过  
    else if(status == SMP_PAIRING_FAILED_UNSPECIFIED)  
    {       
      HalLcdWriteString("Paired device", HAL_LCD_LINE_1);  
      gGUA_PairStatus = GUA_PAIRSTATUS_PAIRED;  
    }  
      
    //配对失败  
    else  
    {  
      HalLcdWriteStringValue("Pairing fail", status, 10, HAL_LCD_LINE_1);  
      gGUA_PairStatus = GUA_PAIRSTATUS_NO_PAIRED;  
    }  
      
    //配对失败则断开连接  
    if(gGUA_PairStatus == GUA_PAIRSTATUS_NO_PAIRED)  
    {  
      GAPRole_TerminateConnection();  
    }  
  }  
  else if (state == GAPBOND_PAIRING_STATE_BONDED)  
  {  
    if (status == SUCCESS)  
    {  
      HalLcdWriteString("Bonding success", HAL_LCD_LINE_1);  
    }  
  }  
}

注：

密码可以选择固定的456890方式，也可以选择随机函数产生的随机数。

以上两个函数，第一次连接时的进入先后顺序为：

ProcessPairStateCB——GAPBOND_PAIRING_STATE_STARTED（0x00）

ProcessPasscodeCB

ProcessPairStateCB——GAPBOND_PAIRING_STATE_COMPLETE（0x01）

绑定后再连接时的进入先后顺序为：

ProcessPairStateCB——GAPBOND_PAIRING_STATE_BONDED（0x02）

（其他步骤被忽略了）

②声明密码回调函数和配对状态回调函数（simpleBLEPeripheral.c中）

static void GUA_ProcessPasscodeCB(uint8 *deviceAddr, uint16 connectionHandle, uint8 uiInputs, uint8 uiOutputs);  
static void GUA_ProcessPairStateCB(uint16 connHandle, uint8 state, uint8 status);

4、修改特征值char2在属性表中的属性（simpleGATTprofile.c的simpleProfileAttrTbl中）

      // Characteristic Value 2
      { 
        { ATT_BT_UUID_SIZE, simpleProfilechar2UUID },
        GATT_PERMIT_AUTHEN_READ,//GATT_PERMIT_READ, 
        0, 
        &simpleProfileChar2 
      },

‘5、在按键处理函数里增加清除绑定的功能

static void simpleBLEPeripheral_HandleKeys( uint8 shift, uint8 keys )
{    
  VOID shift;  // Intentionally unreferenced parameter

  if ( keys & HAL_KEY_UP )
  {
	GAPBondMgr_SetParameter( GAPBOND_ERASE_ALLBONDS,0, NULL );  
  } 
}

无论是连接、还是非连接状态按下按键，都是作用在下一次连接上。
也就是在连接时按下按键并不会断开，下次想连接还会弹出输密码的框。

七、注意事项

手机可能缓存了之前的代码（在更新过CC2541的代码之后，都需要清除手机端的缓存！！！），因此要清除缓存，清除缓存的方法如下：

方法一：关闭app、关闭蓝牙总开关、打开蓝牙总开关、打开app。
方法二：手机重启。

八、实验结果

使用抓包软件Packet Sniffer，来观察手机app与CC2541之间的配对过程。

1、从机发起配对请求