1.背景知识
BR/EDR、LE
BR/EDR：经典蓝牙，蓝牙的基本速率/增强数据速率
LE：低功耗蓝牙
两者都支持的属于双模设备
蓝牙MAC地址
硬件地址，用于区分蓝牙设备，使用6个字节
地址类型分为
公共地址
IEEE中注册的全局固定地址，有唯一对应的蓝牙设备，该地址收费。
随机静态地址/随机私有地址（可自己搜索）MTU（最大传输单元）
一次传输所能传输的SDU (服务数据单元, Service Data Unit)长度, MTU是L2CAP层中的概念,完 整的一个L2CAP基本帧长度为ATT_MTU+4。
实际MTU值为客户端MTU和服务器端MTU之间协商的值。RSSI（接收信号强度指示）
FCS（帧校验序列）
2.蓝牙协议
2.1 PHT物理层
共有40个信道（每个信道2MHz）。37，38，39为固定广播通道
2.2 LL链路层
就绪态
广播态：会在三个信道中传输。广播间隔（20ms~10.24s），随即延迟消除时钟漂移。
扫描态：接收广播报文。扫描窗口（2.5ms~10.24s），扫描间隔（2.5ms~10.24s）
发起态：能发送则连接成功，连接失败进入就绪态
连接态：主机（发起态加入连接态）/从机（广播态进入连接态），从机如果有数据发送需要在150+-2.5us内ASK。连接间隔（7.5~4000ms，N*1.25），从机潜伏期（0~min(连接超时时间/连接间隔-1500)），连接监管超时（100ms~32s，N*10ms）
数据包和PDU（协议数据单元）都是以小端模式存放。
2.3 链路层报文结构
常规广播
ADV_IND：非定向可连接广播事件，可扫描
ADV_DIRECT_IND：定向可连接广播事件，不可扫描
完整广播事件必须每3.75ms重复一次，定向广播不能持续1.28s以上时间ADV_NONCONN_IND：非定向可连接广播事件，不可扫描
ADV_SCAN_IND：可扫描广播事件，不可连接
扩展广播
扫描PDU
SCAN_REQ：主动扫描请求
SCAN_RSP：主动扫描响应
连接PDU
可用的数据通道载荷长度最大为251字节。当MTU大于此值时，在L2CAP层数据将被多次发送
2.4 GAP Role任务
广播者：只广播无法被连接
旁观者：只扫描无法建立连接
外围设别（从机）：可广播可连接
中心设备（主机）：可扫描广播可建立单/多个连接
专业术语
配对：密钥交互的过程
加密：配对后数据被加密或者重新加密
验证：使用支持MITM保护机制的配对方式。
绑定：是指将加密密钥存储在SNV (Simple Non-Volatile,简单非易失性存储器)中, 用于下一个加密序列。
授权：是指除身份验证外的应用程序级密钥交换。
带外：是指通过无线之外的方式交换密钥,例如串口或NFC, OOB提供了MITM 保护机制。
中间人保护：是指MITM在配对过程中提供身份验证，这有助于防止恶意攻击者在密钥交换期间冒充配对设备。
中间人攻击：是指攻击者在两个连接设备之间扮演成中间人，窃听和篡改设备的发送信息。
直接连接：是指无认证的配对方式,密钥的交换没有MITM保护, TK (TK, Temporary Key，短期密钥）值为0。
输入密码：通过6位TK进行配对.
typedef union
{
gapEventHdr_t gap; //!< gap事件消息及状态.
gapDeviceInitDoneEvent_t initDone; //!< GAP初始化完成.
gapDeviceInfoEvent_t deviceInfo; //!< 发现设备信息事件结构.
gapDirectDeviceInfoEvent_t deviceDirectInfo; //!< 发现直接设备信息事件结构.
gapAdvDataUpdateEvent_t dataUpdate; //!< 广播数据更新已完成.
gapPeriodicAdvDeviceInfoEvent_t devicePeriodicInfo; //!< 发现周期性设备信息事件结构.
gapExtAdvDeviceInfoEvent_t deviceExtAdvInfo; //!< 发现扩展广播设备信息事件结构.
gapDevDiscEvent_t discCmpl; //!< 发现完成事件结构.
gapSyncEstablishedEvent_t syncEstEvt; //!< 同步建立事情结构.
gapSyncLostEvent_t syncLostEvt; //!< 同步丢失事情结构.
gapScanReqReseiveEvent_t scanReqEvt; //!< 扫描请求接受事情结构.
gapEstLinkReqEvent_t linkCmpl; //!< 连接完成事情结构.
gapLinkUpdateEvent_t linkUpdate; //!< 连接更新事情结构.
gapTerminateLinkEvent_t linkTerminate; //!< 连接终止事情结构.
gapPhyUpdateEvent_t linkPhyUpdate; //!< 连接物理层更新事情结构.
} gapRoleEvent_t;2.5 GAP绑定管理
要注意的是配对并不一定需要绑定,如果不绑定,则每次连接都需要重新交换短期密钥(STK, Short Term Key)。而绑定之后,会对长期密钥(LTK, Long-Term Key)、身份解析密钥(IRK, Identity Resolving Key)和连接签名解析密钥(CSRK, Connection Signature Resolving Key)或者它们的组合进行交换并被 存储到SNV中,那么下一次该设备连接就无需再次输入密钥。一般在芯片的Flash区划出一块区域作为SNV 区,在CH592F中如下所示:
#ifndef BLE_SNV_ADDR
#define BLE_SNV_ADDR 0x77E00-0x070000
#endif2.6 属性构成
GATT客户端：接收数据的设备；GATT服务器：提供数据的设备
属性句柄：用于标识属性的编号，范围：0x0001~0xFFFF
属性类型：蓝牙UUID，用于标识蓝牙服务以及通信特征访问。BLE中--服务类UUID（0x1800-0x26FF）/表示计量（0x2700-0x27FF）/区分属性类型（0x2800-0x28FF）/特性描述（0x2900-0x29FF）/区分特性类型（0x2A0-0x7FF）
属性值：0-512字节的数据
属性许可：访问许可，加密许可，身份验证许可，授权许可
2.7 GATT服务器
服务
服务声明
包含定义
特性/特征声明：特性性质，特性值句柄，特性UUID
特性值声明
特性描述符声明：CCCD（用于设置通知或指示）
2.8 ATT协议
PDU格式
PDU类型：用于发现、读写、通知和指示属性
错误响应
协议：通知无响应，指示需要客户端确认
2.9 GATT规程和ATT协议映射
发现规程、客户端发起规程和服务器发起规程
2.10 GATT服务器中的GAT服务
设备名称：设备名称字符串
外观：描述这是什么类型的设备
首选连接参数：连接间隔、潜伏期、监管超时