快速配对服务

快速配对提供方应实现快速配对服务 (UUID 0xFE2C)，该服务包含以下特征。

名称 已加密 权限 UUID 是否强制？
模型 ID 否 读取 FE2C1233-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA 强制
基于密钥的配对 否 写入和通知 FE2C1234-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA 强制
通行密钥 否 写入和通知 FE2C1235-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA 强制
账号密钥 否 写入 FE2C1236-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA 强制
附加数据 否 写入和通知 FE2C1237-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA *C1
消息流 PSM 是 读取 FE2C1239-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA *C2
其他通行密钥 否 读取、写入和通知 FE2C123A-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA *C3
FP 设备操作 否 写入和通知 FE2C123B-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA *C4

有条件强制

特征：模型 ID

此特征允许 Seeker 在需要时读取模型 ID，而无需等到设备在可检测模式下通告。它应始终返回以下数据：

八位字节 数据类型 说明 值
0 - 2 uint24 模型 ID 不定

特征：基于密钥的配对

此特征控制基于密钥的配对过程。在此过程中，通过验证搜索者和提供者是否都拥有预共享密钥，建立了一定程度的信任。每种情况下的密钥都不同：

  • 情况 1：预共享密钥基于防欺骗公钥/私钥对以及 Seeker 自己的公钥/私钥对，后者会在每次配对尝试时发生变化。

    • 提供方处于配对模式。
    • Seeker 会验证 Provider 是否拥有防欺骗私钥。

    请注意，在配对模式下，提供方当然也可以采用常规方式进行配对，例如与不支持“快速配对”基于密钥的配对功能的设备进行配对。

  • 情况 2：预共享密钥是账号密钥之一。

    • 提供方通常不处于配对模式。（但这不是一项要求，提供方应支持在配对模式下使用账号密钥。）
    • Seeker 和 Provider 各自验证对方是否拥有账号密钥。

由于这两种情况非常相似，只是使用的预共享密钥不同，因此它们在过程中合并。

数据格式

如需了解每种格式的使用方法，请参阅过程。

八位字节 数据类型 说明 值 是否强制？
0 - 15 uint128 加密请求 不定 强制
16 - 79 公钥 不定 可选

表 1.1：由 Seeker 写入特征的加密请求。

八位字节 数据类型 说明 值 是否强制？
0 uint8 消息类型 0x00 = 基于密钥的配对请求 强制
1 uint8 标志
  • 位 0 (MSB)：已弃用，且会被 Seeker 忽略。
  • 第 1 位：如果 Seeker 请求 Provider 发起绑定，并且此请求包含 Seeker 的 BR/EDR 地址，则为 1。否则为 0。
  • 第 2 位：如果 Seeker 请求 Provider 应通知现有名称，则为 1。否则为 0。
  • 第 3 位：如果此项用于追溯写入账号密钥，则为 1。否则为 0。
  • 第 4 位：如果 Seeker 支持 BLE 设备，则为 1。否则为 0。
  • 位 5：如果 Seeker 支持 LE 音频，则为 1。否则为 0。
  • 位 6 - 7 预留以供日后使用，应忽略。
 视情况而定 强制
2 - 7 uint48 请执行以下任一操作：
  • 提供方的当前 BLE 地址
  • 提供商的身份地址
 视情况而定 强制
8 - 13 uint48 Seeker 的 BR/EDR 地址 视情况而定 仅在设置了标志位 1 或 3 时显示
n - 15 随机值（盐） 视情况而定 强制

表 1.2.1：原始请求（类型 0x00）。从表 1.1中的加密请求解密。

八位字节 数据类型 说明 值 是否强制？
0 uint8 消息类型 0x10 = 操作请求 强制
1 uint8 标志 视情况而定 强制
2 - 7 uint48 请执行以下任一操作：
  • 提供方的当前 BLE 地址
  • 提供商的身份地址
 视情况而定 强制
8 uint8 发起群聊 视情况而定 如果设置了标志位 0，则为必填项
9 uint8 消息代码 视情况而定 如果设置了标志位 0，则为必填项
10 uint8 取决于标志：
  • 位 0 已设置：附加数据长度，小于 6
  • 设置了第 1 位：数据 ID
 视情况而定 如果设置了标志位 0 或 1，则为必填
11 - n 附加数据 视情况而定 可选
n - 15 随机值（盐） 视情况而定 强制

表 1.2.2：原始请求（类型 0x10）。从表 1.1中的加密请求解密。

八位字节 数据类型 说明 值
0 uint8 消息类型 0x01 = 基于密钥的配对响应
1 - 6 uint48 提供方的公共 (BR/EDR) 地址 视情况而定
7 - 15 随机值（盐） 视情况而定

表 1.3：原始响应（类型 0x01）。经过加密，生成表 1.4 中的加密响应。

八位字节 数据类型 说明 值
0 uint8 消息类型 0x02 = Key-based Pairing Extended Response
1 uint8 标志
  • 位 0 (MSB)：如果提供方是仅支持 LE 的设备，则为 1；否则为 0。如果位 0 设为 1，则 Seeker 会假定位 1 设为 1。
  • 位 1：如果提供方更倾向于 LE 绑定，则为 1，否则为 0。
  • 位 2：如果第二个地址的地址类型为“随机”，则为 1；如果为“公开”，则为 0。
  • 位 3 - 7 预留以供日后使用，应忽略。
 视情况而定
2 uint8 提供商地址的数量
有效值为 1 和 2。		 视情况而定
3 - 8 或
3 - 14
  • 第一个地址应为主设备的身份地址，如果首选 BR/EDR 绑定，则应为可绑定地址
  • 如果辅助地址可用，则第二个地址应为辅助地址的可绑定地址
 视情况而定
9 - 15 或 15 随机值（盐） 视情况而定

表 1.3.2：原始响应（类型 0x02）。经过加密，生成表 1.4 中的加密响应。

八位字节 数据类型 说明 值
0 -15 uint128 加密响应 视情况而定

表 1.4：提供程序通过通知发送给 Seek 程序的加密响应。

特征：通行密钥

此特征在基于密钥的配对过程中使用。

八位字节 数据类型 说明 值
0 - 15 uint128 已加密的通行密钥块 视情况而定

表 2.1：加密的通行密钥块。如需了解用法，请参阅“基于密钥的配对”过程。

八位字节 数据类型 说明 值
0 uint8 消息类型 以下之一：
  • 0x02 = 搜索者的通行密钥
  • 0x03 = 提供方的通行密钥
1 - 3 unit32 6 位数通行密钥 视情况而定
4 - 15 随机值（盐） 视情况而定

表 2.2：原始通行密钥块。表 2.1 的解密版本。

特征：账号密钥

配对后，快速配对搜索器会将账号密钥写入快速配对提供器。

八位字节 数据类型 说明 值
0 - 15 uint128 账号密钥（已加密） 视情况而定

收到写入请求后，快速配对提供方应执行以下操作：

  1. 使用过程第 4 步中生成的共享密钥解密账号密钥。
    • 对于需要提供保证金的提供商（常见）：
      • 在解密之前，请验证共享密钥是否已用于解密第 12 步中的通行密钥请求。如果此步骤未使用此密钥通过，请忽略此写入并退出。
    • 此时，共享密钥（过程中的 K）将不会再用于此配对。在不重启该过程的情况下，任何使用此密钥加密的传入请求都应被拒绝。
  2. 验证解密后的值是否以 0x04 或 0xFF 开头。如果不是，请忽略此写入并退出。
    • 如果值为 0x04：
      • 检查持久化的账号密钥列表是否有空间容纳新值。
      • 如果未找到，则从列表中删除最近最不常用的值。
      • 将新值添加到列表中。
    • 如果值为 0xFF：
      • 将此视为临时配对会话，不执行任何操作。
      • 追溯性写入账号密钥流程可能会出现这种情况。
      • 请勿存储该密钥，也不要在账号密钥列表、加密或 MAC 计算中使用该密钥。
      • 绑定移除由特定于功能的事件或超时触发。对于 LE 音频分享，强烈建议在临时会话断开连接 10 分钟后移除 BLE 绑定和链接密钥。

列表中的账号密钥会在基于密钥的配对期间使用。

特征：其他数据

此服务应具有以下特征。

快速配对服务特征 已加密 权限 UUID
数据 否 写入和通知 FE2C1237-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA
旧版快速配对服务特征（目标是在 2021 年 1 月 1 日弃用） 已加密 权限 UUID
数据 否 写入和通知 0x1237

在写入或通知此特征之前，必须通过特征 FE2C1234-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA 进行握手，以获得共享密钥。AES-CTR 将用于加密流经此特征的数据，其算法定义如下。对于超出单个 16 字节块的数据，此模式更安全。HMAC-SHA256 将用于确保数据完整性，其定义如下。

八位字节 说明 值
0 - 7 HMAC-SHA256 的前 8 个字节。 视情况而定
8 - 15 Nonce，由 AES-CTR 加密使用。 视情况而定
16 - var 加密数据。 视情况而定

表 3.1：数据包，由提供方通过通知发送给寻觅方，或由寻觅方通过写入发送给提供方。

八位字节 数据类型 说明 值
0 - var byte array 数据 varies，根据表 1.2.2 的数据 ID 进行解码：
  • 0x01（个性化名称）：utf8s

表 3.2：原始数据。从表 3.1 中的加密数据解密。

当请求通知时（例如，通过表 1.2.1 中的第 2 位请求个性化名称），快速配对提供方应执行以下操作：

  1. 为 Nonce 生成加密随机 8 字节。

  2. 使用 AES-CTR 加密数据，其中每个 16 字节块都是使用

    encryptedBlock[i] = clearBlock[i] ^ AES(key, concat((uint8) i, 0x00000000000000, nonce))

    其中

    1. AES 密钥是过程第 4 步中的共享密钥。
    2. clearBlock[i] 是从 data[i * 16] 开始的 16 字节块。最后一个块可以小于 16 字节。

  3. 执行 concat(encryptedBlock[0], encryptedBlock[1],…) 以创建加密数据。

  4. 通过以下方式生成 HMAC-SHA256

    sha256(concat((K ^ opad), sha256(concat((K ^ ipad), concat(nonce, encrypted_data)))))

    其中

    1. K 由 concat(shared_secret, 48-byte ZEROs) 生成，shared_secret 来自过程中的第 4 步。
    2. opad 是 64 字节的外部填充，由值为 0x5C 的重复字节组成。
    3. ipad 是 64 字节的内部填充，由值为 0x36 的重复字节组成。

  5. 从 HMAC-SHA256 中提取前 8 个字节作为数据包的前缀。

收到写入请求后，快速配对提供方应执行以下操作：

  1. 通过检查 HMAC-SHA256 的前 8 个字节来验证数据的完整性。

  2. 使用 AES-CTR 解密加密数据，其中每个块都是使用以下算法生成的：

    clearBlock[i] = encryptedBlock[i] ^ AES(key, concat((uint8) i, 0x00000000000000, nonce))

    其中

    1. encryptedBlock[i] 是从 encrypted_data[i * 16] 开始的 16 字节块。 最后一个块可以小于 16 字节。
    2. AES 密钥通过握手生成或识别，例如：
      1. 在命名流程 1 中，它来自 ECDH，并且不会在此配对中再次使用。任何使用此密钥加密且未重启该过程的请求都应被拒绝。
      2. 在命名流程 2 中，它是账号密钥。

  3. 执行 concat(clearBlock[0], clearBlock[1],…) 以创建原始数据。

特征：消息流 PSM

请参阅 BLE 设备：消息流 PSM

特征：其他通行密钥

请参阅 BLE 设备：其他通行密钥

特征：FP 设备操作

快速配对服务特征 已加密 权限 UUID
FP 设备操作 否 写入和通知 FE2C123B-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA

八位字节 说明 值
0 - 7 HMAC-SHA256 的前 8 个字节。 视情况而定
8 - 15 Nonce，由 AES-CTR 加密使用。 视情况而定
16 - var 加密数据。 视情况而定

表 4.1：数据包，由提供方作为通知发送给 Seek 方，或由 Seek 方作为写入发送给提供方。

八位字节 数据类型 说明 值
0 - var byte array 操作请求 以下密钥之一：
  • 读取个性化名称，0x01
  • 写入个性化名称，请参阅表 4.3.1
  • 读取协调集信息，0x02
  • 读取设备功能，0x03

表 4.2：原始数据。表 4.1 中由 seeker 发送给 provider 的加密数据解密而来，作为写入操作。

八位字节 数据类型 说明 值
0 - var byte array 操作响应 以下密钥之一：
  • 个性化名称，请参阅表 4.3.1
  • 协调集信息，请参阅表 4.3.2
  • 设备功能，请参阅表 4.3.3
  • 错误代码
    • 0x80（请求不受支持）
    • 0x81（请求无效）

表 4.3：原始数据。从提供方作为通知发送给搜索方的表 4.1 中的加密数据解密。

八位字节 数据类型 说明 值
0 uint8 操作 ID 0x01
1 - var utf8s 个性化名称 不定

表 4.3.1：个性化名称格式

八位字节 数据类型 说明 值
0 uint8 操作 ID 0x02
1 uint8 快速配对协调集成员类型
  • 0x00：左侧组件
  • 0x01：右侧组件
2 uint8 协调套装尺寸 组件数量
3 uint8 设置身份解析密钥类型 0x01（明文 SIRK）
4 - 19 uint128 设置身份解析键值对 16 字节数据，请参阅协调集标识服务

表 4.3.2：协调集信息格式

八位字节 数据类型 说明 值
0 uint8 操作 ID 0x03
1 - 2 uint16 设备功能
  • 位 0 - 15：预留，应设为 0

表 4.3.3：设备功能格式

快速配对操作

为此特征定义了两个主要操作

  • 快速配对读取：从提供程序读取数据
    1. Seeker：启用 GATT 通知
    2. 提供方：已注册 GATT 通知
    3. Seeker：GATT 写入请求，原始数据仅包含 Action ID
    4. 提供方：GATT 写入响应
    5. 提供方：GATT 通知，原始数据包含
      • 操作 ID
      • 操作 ID 的数据
    6. Seeker：收到 GATT 通知
  • 快速配对写入：向提供方写入数据
    1. Seeker：GATT 写入请求，原始数据包含
      • 操作 ID
      • 操作 ID 的数据
    2. 提供方：GATT 写入响应

快速配对读取支持的操作 ID

  • 0x01（个性化名称）
  • 0x02（协调集信息）
  • 0x03（设备功能）

快速配对写入支持的操作 ID

如果提供方无法理解操作 ID，则会使用包含“不支持的请求”(0x80) 的 GATT 通知进行响应，如表 4.3 中所述。

加密算法

当收到通知请求时，快速配对提供方应执行以下操作：

  1. 为 Nonce 生成加密随机 8 字节。

  2. 使用 AES-CTR 加密数据，其中每个 16 字节块都是使用

    encryptedBlock[i] = clearBlock[i] ^ AES(key, concat((uint8) i, 0x00000000000000, nonce))

    其中

    1. AES 密钥是过程第 4 步中的共享密钥。
    2. clearBlock[i] 是从 data[i * 16] 开始的 16 字节块。最后一个块可以小于 16 字节。

  3. 执行 concat(encryptedBlock[0], encryptedBlock[1],...) 以创建加密数据。

  4. 通过以下方式生成 HMAC-SHA256

    sha256(concat((K ^ opad), sha256(concat((K ^ ipad), concat(nonce, encrypted_data)))))

    其中

    1. K 由 concat(shared_secret, 48-byte ZEROs) 生成，shared_secret 来自过程中的第 4 步。
    2. opad 是 64 字节的外部填充，由值为 0x5C 的重复字节组成。
    3. ipad 是 64 字节的内部填充，由值为 0x36 的重复字节组成。

  5. 从 HMAC-SHA256 中提取前 8 个字节作为数据包的前缀。

收到写入请求后，快速配对提供方应执行以下操作：

  1. 通过检查 HMAC-SHA256 的前 8 个字节来验证数据的完整性。

  2. 使用 AES-CTR 解密加密数据，其中每个块都是使用以下算法生成的：

    clearBlock[i] = encryptedBlock[i] ^ AES(key, concat((uint8) i, 0x00000000000000, nonce))

    其中

    1. encryptedBlock[i] 是从 encrypted_data[i * 16] 开始的 16 字节块。最后一个块可以小于 16 字节。
    2. AES 密钥通过握手生成或识别，例如：
      1. 在命名流程 1 中，它来自 ECDH，并且不会在此配对中再次使用。任何使用此密钥加密且未重启该过程的请求都应被拒绝。
      2. 在命名流程 2 中，它是账号密钥。

  3. 执行 concat(clearBlock[0], clearBlock[1],...) 以创建原始数据。

设备信息服务

快速配对提供方还应支持设备信息服务 (UUID 0x180A)。快速配对搜索方使用以下特征。

名称 已加密 权限 UUID
固件修订版本 否 读取 0x2A26

特征：固件修订版本

此特征允许 Seekers 根据需要读取 Providers 的固件修订版本。它应始终返回以下数据：

八位字节 数据类型 说明 值
0 - var utf8s 固件修订代码 视情况而定

即使提供方上有多个固件（例如，左耳机、右耳机和充电盒各有 1 个固件，共 3 个固件），也应将其封装到单个 utf8 字符串中。 提供程序还可以针对特殊情况返回特定字符串：

  1. status-updating：如果提供方正在更新到新固件。 或者，提供方可以返回暂存固件的版本。

  2. status-abnormal：如果提供方处于异常状态。例如，由于固件更新失败，设备出现故障。此值会导致 Seeker 显示一条消息，让用户知道现在必须更新。

提供者应限制对固件修订版本特征的访问，以防止设备跟踪。建议的限制：

  • 已绑定的设备应随时可以访问
  • 当提供方可被检测到时，任何设备都应有权访问

如果提供方支持“查找中心”，则需要进行额外的实现。如需了解详情，请参阅“查找中心”固件更新。