<p> <strong>01</strong><strong><u>蓝牙</u>设备地址的类型</strong></p> 讯享网
讯享网所有蓝牙设备都应具有一个蓝牙设备地址 (BD_<u>AD</u>DR)，该地址（及其地址类型）可以唯一地（一定范围内唯一）标识该设备。使用者如果不了解其概念，看上去可能会有很多疑惑，甚至容易造成侵权问题。<br /><br /> 蓝牙的设备地址分为两大类，一类是 Publ<u>ic</u>，一类是 Random 的。其中 Random 类地址里面又分为静态地址和私有地址。私有地址又分为不可解析的私有地址和可以解析的私有地址。这些地址类型列举如下：<br /> • Public Bluetooth address // 1<br /> • Random Bluetooth address<br /> o Static address // 2<br /> o Private address<br /> Non-resolvable private address // 3<br /> Resolvable private address // 4<br /><br /> 上述 4 种地址类型都使用 48bit 的地址长度。地址类型不同，48bit 地址的格式也会不同；设备地址类型和设备地址共同用于唯一标识该设备。另外需要注意以下几点：<br /> • Public 或者 Random 地址类型的标识在链路层的广播包 PDU Header 中，不在48bit 地址的内容中。<br /> • Random 类型下的三种地址类型，使用 48bit 地址的高 2bit 进行标识。<br /> • 48bit 地址都相同的两个设备，如果它们分别属于 Public 或者 Random 地址类型，则它们是两个不同身份的蓝牙设备。<br /><br /> 设备应至少使用一种类型的设备地址，也可以同时使用两种。该设备可以通过它使用的任何设备地址来寻址。设备的身份地址是它在传输的数据包中使用的 Public 设备地址或Random 静态设备地址。如果一个设备使用可解析的私有地址，它也应该有一个身份地址。每当比较两个设备地址时，比较应包括设备地址类型（即如果两个地址的类型不同，即使两个 48 位地址相同，它们也不同）。<br /><br /> 如果<u>公司</u>有购买 Public 地址，则建议用 Public。如果没有购买地址，又没有设备地址隐私需求，则建议使用 Random Static Device Address。</p>
<strong>1.1. Public Bluetooth Address</strong></p> 讯享网在传统蓝牙和 BLE 中，原则上来说，使用 Public 地址需要向 IEEE 申请购买，使用未授权的 Public 地址如果和已授权的 Public 地址发生地址冲突，可能会面临法律纠纷。使用Public 地址还需要涉及到地址的管理、购买等流程。本文的后面举例描述了购买 Public 地址的流程。</p>
<strong>1.2. Random Static Device Address</strong></p> 讯享网蓝牙更新到了 BLE 版本之后，为了让设备<u>厂商</u>可以节省购买 Public 地址授权的费用，引入了 Random 类型的地址。从前文可知，Random 地址类型又分为静态（Static）类型和隐私（Private）类型。静态类型的地址格式如下：</p>
<img src="https://file1.elecfans.com/web2/M00/BA/81/wKgZomWUuxiAZI09AABKEzZneSI018.jpg" alt="-a97f-11ee-8b88-92fbcf53809c.jpg" /></p> 讯享网静态地址是随机生成的48位地址，应满足以下要求 :<br /> • 地址的随机部分至少有一位应为 0<br /> • 地址的随机部分至少有一位应为 1</p>
<br /> 设备可以选择在每次<u>电源</u>循环后将其静态地址初始化为新值。设备在初始化后不得更改其静态地址值，直到设备重新上电。</p> 讯享网<br /> 注意：如果设备的静态地址发生更改，则存储在对端设备中的地址将无效，并且将失去使用旧地址重新连接的能力。</p>
<strong>1.3. Random Non-Resolvable Private Address</strong></p> 讯享网隐私地址主要是为了解决隐私问题。根据其是否可解析，又分成不可解析地址类型和可解析地址类型，不可解析地址类型的地址格式如下：</p>
<img src="https://file1.elecfans.com/web2/M00/BA/81/wKgZomWUuxmAHWDsAABKXpVhZM4002.jpg" alt="-a97f-11ee-8b88-92fbcf53809c.jpg" /></p> 讯享网• 地址的随机部分至少有一位应为 1<br /> • 地址的随机部分至少有一位应为 0<br /> • 地址不得等于 Public 地址</p>
<br /> 不可解析地址会周期更新（建议值是 15 分钟），这类地址在实际应用中比较少用。</p> 讯享网<strong>1.4. Random Resolvable Private Address</strong></p>
所谓可解析地址（RPA），是指可以把一个周期变化的地址解析为唯一的身份地址。使用随机可解析地址类型的设备应具备两个地址，一个地址用于标识该设备，称为身份地址（Iden<u>ti</u>ty Address），另一个则为随机可解析地址（RPA）。一般情况下，设备会广播RPA，身份地址保存在本地。对端设备可通过解析 PRA 进一步获得其身份地址。<br /><br /> 要生成可解析的私有地址，设备必须具有本地身份解析密钥 (IRK) 或对端身份解析密钥 (IRK)。可解析的私有地址应使用 IRK 和随机生成的 24 位数字生成。随机数称为prand，应满足以下要求：<br /> • prand 的随机部分至少有一位为 0<br /> • prand 的随机部分至少有一位为 1</p> 讯享网<img src="https://file1.elecfans.com/web2/M00/BA/81/wKgZomWUuxmAJ8DmAABOjY-O8D4264.jpg" alt="-a97f-11ee-8b88-92fbcf53809c.jpg" /></p>
特征如下：<br /> 1）由两部分组成：<br /> 高位 24bits 是随机数部分，其中最高两个 bit 为“10”，用于标识地址类型；<br /> 低位 24bits 是随机数和 IRK 经过 hash 运算得到的 hash 值，运算的公式为 hash = ah(IRK, prand)。</p> 
讯享网2）当对端 BLE 设备扫描到该类型的蓝牙地址后，会使用保存在本机的 IRK，和该地址中的 prand，进行同样的 hash 运算，并将运算结果和地址中的 hash 字段比较，相同的时候，才进行后续的操作。这个过程称作 resolve（解析），这也是 Non-Resolvable Private Address/Resolvable Private Address 命名的由来。<br /> 3）以 T_GAP(private_addr_int)为周期，定时更新。哪怕在广播、扫描、已连接等过程中，也可能改变。<br /> 4）Resolvable Private Address 不能单独使用，因此需要使用该类型的地址的话，设备要选择 Public Device Address 或者 Static Device Address 中的一种作为其身份地址。</p>
<strong>02</strong><strong>MAC 地址相关函数</strong></p> 讯享网下面介绍两个比较重要的和 MAC 设置相关的函数。</p>
// 配置 MAC 地址的函数</p> 讯享网<img src="https://file1.elecfans.com/web2/M00/BA/81/wKgZomWUuxmAfNr8AAAu6kgUJk8840.jpg" alt="847c5446-a97f-11ee-8b88-92fbcf53809c.jpg" /></p>
<br /> 其中不同的 offset 设置的数值不一样，和 MAC 地址相关的主要是这两个：<br /> • 0x00: CONFIG_DATA_PUBADDR_OFFSET<br /> •0x2E: CONFIG_DATA_STATIC_RANDOM_ADDRESS</p> 讯享网//配置使用哪种 MAC 地址的函数：</p>
<img src="https://file1.elecfans.com/web2/M00/BA/81/wKgZomWUuxmANcWsAAB5qnfoRJI715.jpg" alt="fe-a97f-11ee-8b88-92fbcf53809c.jpg" /></p> 讯享网Identity_Address_Type :<br /> • 0x00: Public Address<br /> • 0x01: Static Random Address</p>
<strong>03</strong><strong>蓝牙 Random 静态设备地址的生成与设置参考方法</strong></p> 讯享网为了方便一些客户生成免费的相对唯一的 MAC 地址，下面列举一个使用<u>芯片</u>出厂唯一的 UID 来生成 MAC 地址的参考方法。基本原理是通过读取芯片的 UID，然后再进行 Hash计算，截取需要的 46bit 作为随机部分的静态地址。理论上这种方法生成的 MAC 地址重复的几率很小，在 2 的 40 多次方分之一的几率重复，因此实际工程应用中可以认为它相对比较唯一。</p>
Hash 计算这部分参考了开源的<u>算法</u>库，链接地址如下：<br /> https://github.com/B-Con/crypto-algorithms/blob/master/sha256.c</p> 讯享网sha256.c这个库文件在当前开发平台上需要修改前面一个头文件包含：</p>
将 “#include” 更改为 “#include”</p> 讯享网以下部分伪代码适用于 BlueNRG 系列和 <u>STM32</u>WB 系列</p>
// 生成静态 MAC 地址参考函数</p> 讯享网<img src="https://file1.elecfans.com/web2/M00/BA/81/wKgZomWUuxmAYR7aAAEpVtOAST8618.jpg" alt="848d1740-a97f-11ee-8b88-92fbcf53809c.jpg" /></p>
<strong>04</strong><strong>蓝牙 Public 设备地址的购买流程</strong></p> 讯享网全球唯一设备号，标准化组织是 IEEE，以前的网卡 Ma 地址、PC，现在蓝牙设备、BLE 设备若需要<u>认证</u>的，官方的唯一设备标识，即蓝牙地址，也是 Mac 地址，需向 IEEE申请，并登记付费。即可获得授权。</p>
<strong>4.1. OUI 介绍</strong></p> 讯享网<u>Or</u>ganizationally Unique Identifier(OUI) 被称作“组织唯一标识符”，在任何一块网卡中烧录的 6 字节 MAC 地址中，前三个字节就体现了 OUI，通常情况下，该标识符是唯一的。因此，OUI 可以用来创建 MAC 地址、蓝牙设备地址或<u>以太网</u>地址。另外，OUI 也可作为一个公司的 SNAP 协议标识符使用。<br /><br /> 通常情况下，IEEE 标准协会将前 24 位组织唯一标识符（OUI）分配给生产企业，剩下的 24 位由厂家自行分配代码。<br /><br /> 目前，OUI 只能通过 IEEE 标准协会直接购买，其总价格大概在 3500 美元左右。<br /><br /> 如果如果没有保密需求，支付$3500 就可获得一个 OUI（可生成 1600 万个地址），即上述所指的 publ<u>icl</u>y registered MA-L，也就是说此类公司的名称和地址是公开的，公众可以访问</p>
https://regauth.standards.ieee.org/standards-ra-web/pub/view.html#registries<br />
输入公司名称查询该公司拥有的 MA-L，或者输入 MA-L查询公司的名称和地址。<br /><br />
如果生产厂商希望对以上信息保密，可以选择 Privately registered MA-L，价格会贵很多，且每年需要支付保密费用大概几千美元。</p>
讯享网<strong>4.2. 购买流程</strong></p>
如果需要购买 Public 地址，需要先申请一个 IEEE 账号。登入后点击如下入口开始申请。</p> 讯享网图1.申请购买 public 地址入口</p>
<img src="https://file1.elecfans.com/web2/M00/BA/81/wKgZomWUuxmAQI68AABhtR3WpL8789.jpg" alt="84957c50-a97f-11ee-8b88-92fbcf53809c.jpg" /></p> 讯享网图2. 选择购买的 MAC 地址数量和类型</p>
<img src="https://file1.elecfans.com/web2/M00/BA/81/wKgZomWUuxmAGYmYAAB51K-V8aM457.jpg" alt="849cce88-a97f-11ee-8b88-92fbcf53809c.jpg" /></p> 讯享网如果申请的类型是 MA-L 大概有 1677 万个地址，MA-M 大概有 100 多万个。</p>
图3.申请过程中的 4 个步骤</p> 讯享网<img src="https://file1.elecfans.com/web2/M00/BA/81/wKgZomWUuxqAC59nAACZmPscczs883.jpg" alt="84a605c0-a97f-11ee-8b88-92fbcf53809c.jpg" /></p>
主要填写：申请人<u>信息</u>，包括姓名、职位、公司名称、地址及邮箱电话等；<br /><br /> 公司信息，如果贵公司为首次申请，initial corpora<u>te</u> assignment request 后选择YES，如果不是首次申请 OUI，一定要确保现有的 MAC 地址使用率已达到 95%，否则不予申请，选择 No 之后需要在方框内填写上次申请 OUI 的公司名称并提供再次申请的理由，同时还需提供公司类型，是母公司还是子公司，还是两者皆否<br /><br /> 如果公司类型选择了母公司或者是子公司，需要填写至少 3 家联营公司的具体信息，如果公司类型选择了 neither，该部分可不填；为保密信息，如果选择购买的是 publicly registered MA-L，该部分选择 No，反之选择 Yes 并提供理由；目前 IEEE 标准协会接受的付款方式包括邮寄美国银行汇票、美元电汇及信用卡在线支付。如果需要提供形式发票，请选择 please send a proforma invoice 之前的复选框。<br /><br /> 完成以上内容后在线提交即可。</p> 讯享网<strong>4.3. 购买后检查确认</strong></p>
如果需要购买 public 地址，需要先申请一个 IEEE 账号。登入后点击如下入口开始申请。通常 IEEE 收到款后的第二天，即可邮件收到一个 Mac 地址的生成软件，填上日期等信息后，会生成一个 6BYTE（48bits）的地址段，前 3BYTE 数据为公司名，后面 3BYTE是序号。<br /><br /> 图4.在更新的列表中检查申请的地址</p> 讯享网<img src="https://file1.elecfans.com/web2/M00/BA/81/wKgZomWUuxqAIQf9AADFH0YjIlk574.jpg" alt="84af9d1a-a97f-11ee-8b88-92fbcf53809c.jpg" /></p>
<br /><strong>05</strong><strong>小结</strong></p> 讯享网本文介绍了 BLE MAC 地址的类型，基于芯片 ID 生成静态随机 MAC 地址，以及购买Public MAC 地址的流程。</p>
</p> 讯享网审核编辑：汤梓红</p>
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