传统配对与LE安全连接

传统配对

在蓝牙v4.2之前，传统配对是蓝牙LE唯一可用的配对方法。它非常简单，但存在安全风险，因为用于加密链路的短期密钥（STK）很容易被破解。

在传统配对中的Just Works方式，TK（临时密钥）直接设置为0，这在防止窃听或“中间人攻击”（MITM）方面绝无保护。攻击者可以轻松暴力破解STK并窃听连接，且无法验证设备身份。

Passkey输入方式略好一点，因为TK是一个由用户在两台设备之间传递的6位数。例如，一台设备在屏幕显示数字，另一台用户用键盘输入这串数字。不幸的是，攻击者能轻松嗅探交换的数值，很容易推断出STK并解密通信。即使无法直接确定TK，也能通过穷举所有999999种组合破解密钥。

在Out of Band配对方式中，TK通过蓝牙LE以外的手段（如NFC）交换。TK可达128位，这提高了连接安全。OOB通道在密钥交换过程中安全性如何，决定了蓝牙LE链路最终的保护力度。如果OOB通道能防窃听与MITM攻击，蓝牙链路也就能安全防护。

Bluetooth SIG（业界标准组织）并不推荐使用传统配对。如必须用，建议选OOB方式。Out of Band认证是唯一可以认为安全的传统配对方式。

---

LE安全连接

正因如此，LE Secure Connections（安全连接）在蓝牙v4.2中被引入。它不再使用TK和STK，而是采用椭圆曲线DH（Diffie-Hellman，ECDH）加密技术生成公私钥对。设备之间交换公钥，采用四种配对方式之一（Just Works、Passkey输入、OOB、数字比较），用以验证对方身份，并基于DH密钥与认证数据生成LTK（长期密钥）。

虽然在LE Secure Connections模式下，Just Works方式更安全，但仍然没有实现身份认证，因此不建议作为首选。Passkey输入配对方式现在加入了ECDH公钥和一个128位随机数来认证连接，安全度远高于传统配对中的实现。OOB方式仍然推荐，只要OOB通道是安全的，与传统配对一样可以获得保护。

LE Secure Connections还新增了数字比较（Numeric Comparison）方式。虽然其流程与Just Works类似，但在末尾加了用户手动比对的步骤，防止MITM攻击。两台设备各自显示六位数字，用户确认是否一致。

设备之间实际只交换公钥。ECDH公钥加密使LTK极难被破解，比传统配对安全性大幅提升。

---

注意

尽管大多数设备已经支持LE Secure Connections，但市面上仍有部分蓝牙LE产品仅支持传统配对，因此建议应用同时兼容传统和安全连接模式，以实现最佳互操作性。