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藍牙裝置地址 - Bluetooth Device Addressing

• 裝置使用 address + address type 來識別彼此
  • address 的長度為 48 bits
  • address type 包含 public / random 兩種 device address
• 一個裝置有至少一種 address type ，並可以兩個都有
• 有多個 address 的裝置，可以被任一 address 指定
• 兩個裝置在比較 address 時，必須同時考量 **address type；**即使 48 bits 的 address 相同，只要 address type 不同，就會被認為是兩個不同的 address </aside>

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公開裝置地址 - Public Device Address

參考章節: Vol.2 Part.B Sec.1.2 Bluetooth Device Addressing (BD_ADDR)

1. BD_ADDR follow ****IEEE EUI-48，所以本質上他就是一個 MAC address，具有唯一性

2. BD_ADDR 分為三個段，方便在藍牙協議內部使用：

   

   • LAP（Lower Address Part）：低 24 bits
   • UAP（Upper Address Part）：中間 8 bits
   • NAP（Non-significant Address Part）：高 16 bits

3. 藍牙裝置製造商需要向 IEEE Registration Authority 申請/購買 一組 MAC address block，同一個 block 內會共用同一個 prefix，並且分成小/中/大：

   • MA-L：24 bits prefix (自訂完整的 LAP，約 16 M，最貴)
   • MA-M：28 bits prefix (自訂 LAP 後五塊，約 1 M，次之)
   • MA-S：36 bits prefix (自訂 LAP 後三塊，約 4 K，最便宜)

4. 在 LAP 有一塊連續的 64 個連續值是保留給 inquiry procedures 的，不能隨意使用！

   • 範圍：0x9E8B00 到 0x9E8B3F
   • 任何合法的 BD_ADDR，無論 UAP 和 NAP 的值是多少，都不可以搭配這幾個 LAP
   • 0x9E8B33 是 General Inquiry LAP，用來搜尋所有在可見模式下的藍牙設備
   • 其他 63 個是 Dedicated Inquiry LAP，用來找特定類別的設備 ex. 鍵盤、耳機

5. 一個設備的 Identity Address 是指他在傳 packet 時用的 address，它可以是：

   • Public Device Address (來自 IEEE 的 EUI-48)
   • Random Static Address (隨機產生 48 bits，但裝置上電後將會不變)

   

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隨機裝置地址 - Random Device Address

1. Public Device Address 在 LE 中還有不足的地方：
   • Address 需要跟 IEEE 購買，相較於 LE 的 IC 成本來說不容小覷
   • Address 申請和管理相當繁瑣，而 LE Device 的數量是遠多於 BR/EDR 的
   • LE 經常需要 Advertising，固定相同 Address 會引發許多資安疑慮
2. 於是 LE 引入了 Random Device Address ，可根據在 power cycle 中是否固定分成兩種類型：
   • Static Device Address (靜態裝置地址)
   • Private Device Address (私人裝置地址)
3. 裝置在廣播或連線時不一定要使用 Random Address，但所有 LE 裝置都必須能處理 Random Address，不能因為它不是 Public Address 就拒絕通訊 </aside>

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靜態裝置地址 - Static Device Address

• Static Address 的最高的兩個 bit 為 0b11，且 Random Part 不能全為 0 或 1
• 在同一次 power cycle 中，Static Address 必須保持不變；每次重新上電後，裝置可以選擇是否產生新的地址
• 46 bits 足以保證在實務中幾乎唯一，但它並不解決隱私問題，只是解決了低成本裝置沒有 Public Address 的困境
• 前面有提到，BD_ADDR 識別地址時會考慮 address type，因此即使 Static Address 和某 Public Address 相同，Controller 仍會視為不同地址
• 沒有具備 NVM 的裝置， 每次斷電都會更換 Static Address ，不過他還是可以應用於一些只做廣播、不做連線的低成本裝置、或是拿來做為開發測試用 </aside>

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可解析私人地址 - Resolvable Private Address (RPA)

身份解析金鑰 - Identity Resolving Key (IRK)

隨機地址雜湊函數 - Random Address Hash Function (ah)

Resolvable Private Address 的生成

Resolvable Private Address 的解析

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不可解析私人地址 - Non-Resolvable Private Address (NRPA)

• 最高的兩個 bit 為 0b00，且 Random Part 不可以全為 0 或 1
• NRPA 用於最高級的隱私需求，能做到完全匿名； 不可被重複使用，也不能作為 Identity Address
• NRPA 不可以與 Public Address 相同，也沒有 IRK，無法被解析
• NRPA 以 T_GAP (private_addr_int) 為週期更新，建議值是 15 分鐘
• NRPA 不允許用於連線過程，因為連線需要持續識別對方
• NRPA 適合作一次性通訊或臨時數據播送的場景 </aside>

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比較各種 Random Device Address

1. Random Device Address 使用不同的 prefix (MSB) 來區分類型 (0b10 目前沒有被使用)
2. 以 Privacy 排名， NRPA > RPA > Static > Public
3. 以 Reconnectability 排名，Public ≒ Static/RPA (w/ NVM) > Static / RPA (w/o NVM) > NRPA </aside>