[发明专利]蓝牙配对系统、方法和设备

说明书

系统提供向着配发至用户的多个蓝牙装置的安全控制访问。该系统包括：第一蓝牙启用设备，用于存储链路密钥；第二设备，用于存储部分链路密钥，其中第一设备接收用户验证信息并且存储用户标识符；利用第二设备接收秘密密钥；使用所存储的部分链路密钥和所接收到的秘密密钥来在第二设备中生成链路密钥的副本，并且建立第一设备和第二设备之间的安全蓝牙连接；将第一用户标识符从第一设备发送至第二设备；将第一标识符发送至与第二设备进行通信的验证机构；利用验证机构来确定用户的授权状态；利用第二设备来接收与许可还是拒绝向着蓝牙启用装置的访问有关的验证状态消息。

技术领域

本发明涉及蓝牙(Bluetooth)启用设备，并且在一个特定形式中，本发明涉及用于控制对蓝牙设备的访问的方法。

以引用方式包含

在本说明书中参考了以下文献。

新加坡专利申请号2008057382(新加坡专利授权号158780)

该文献的全部内容通过引用包含于此。

背景技术

蓝牙系统的规范(以下称为蓝牙规范)定义了短距离无线通信系统。该系统在未经授权的工业、科学和医学(ISM)2.4GHz短距离无线电频带中使用跳频扩频技术。蓝牙主要是针对通常使用嵌入装置内的低成本收发器微芯片的低功率短距离通信所设计的。可以基于定义有效传输范围的最大允许功率来向装置分配类。1类装置的范围约为1m，2类装置的范围约为10m，并且3类装置的范围约为100m。由于蓝牙是基于射频的系统，因此装置之间的通信无需是视距(line of sight)。该规范的版本1.2提供了1MBit/s的数据速率，并且版本2.0+EDR提供了3MBit/s的数据速率。该规范的版本2.1于2007年7月26日正式通过，并且包括简单安全配对(Simple Secure Pairing)以提高配对期间的安全性。版本3.0+HS于2009年4月21日正式通过，并且包括通过使用蓝牙协商IEEE 802.11链路的高达24Mbit/s的高速数据传送。版本4.0于2010年6月3日正式通过，并且包括针对蓝牙低功耗(BLE，以前已知为Wibree)的支持。将实现蓝牙规范的装置称为蓝牙启用装置。

向蓝牙装置分配作为从IEEE注册机构分配的48位地址的特有蓝牙装置地址(BD_ADDR)。该地址包括如下三个字段：包括24位的低地址部分(LAP)、包括8位的高地址部分(UAP)和包括16位的无意义地址部分(NAP)。LAP是公司分配的，并且UAP和NAP构成公司ID。针对查询操作预留了64个连续的LAP值。

经由物理信道的所有蓝牙传输基于装置地址或查询地址的LAP从访问代码开始。在寻呼期间使用装置访问代码(DAC)。仅需要蓝牙装置地址来设置连接。为了建立新的连接，使用寻呼过程，其中在该寻呼过程中，装置使用目标的蓝牙装置地址来进行寻呼扫描。该蓝牙装置地址可以通过用户互动或经由查询过程获得，其中在该查询过程中，装置请求所有附近装置的蓝牙装置地址(还提供了附加信息)。各个装置可以选择是否对查询请求进行应答。

为了使得能够在两个蓝牙装置之间建立安全连接，蓝牙规范定义了作为链路级安全模式的安全模式(Security Mode)3。通过创建、交换并存储与其它装置的蓝牙装置地址相关联的通用链路密钥(K)来在装置之间创建绑定(bond)，并且将这些装置称为绑定或配对。通用链路密钥用在建立两个装置之间的安全连接期间的认证过程中，并且还用于生成对经由连接所发送的数据进行加密的加密密钥。

蓝牙规范定义了配对过程(LMP配对，还已知为简单配对)，其中该配对过程可以是为了生成并存储链路密钥以供随后使用(这已知为绑定)所进行的、或者可以作为用于建立两个装置之间的安全连接的过程的一部分来进行。该配对过程涉及以下操作：在这两个装置中创建初始化密钥K_init；使用该初始化密钥K_init来创建组合链路密钥K_AB；然后在允许建立安全连接之前对所生成的组合链路密钥进行相互认证。