Just Works 配对

使用技术：BLE SMP 配对、绑定、加密

前置阅读：Hello Notify

学习目标

• 理解 BLE 配对的完整流程和协议栈自动处理的机制
• 理解 Just Works 配对模型的原理——无用户交互，信任首次连接
• 掌握配对 API 的回调链：连接 → 配对 → 加密 → 服务发现
• 理解绑定（Bonding）与配对的区别

规格与功能

连接后 Central 发起配对，双方自动完成加密，Bonding 保存密钥到 NV。重连后自动恢复加密，无需重新配对。

基本概念

BLE 配对三阶段

sequenceDiagram
    participant C as Central
    participant P as Peripheral

    C->>P: Phase 1: 交换 IO Capability<br/>(Just Works = NoInputNoOutput)
    Note over C,P: 双方确认 Just Works 模式

    C->>P: Phase 2: 生成 STK/LTK<br/>(TK = 000000 for Just Works)
    Note over C,P: 加密链路建立

    C->>P: Phase 3: 密钥分发<br/>(IRK/CSRK/Identity Address)
    Note over C,P: Bonding 完成

Just Works vs Passkey Entry vs OOB

	Just Works	Passkey Entry	OOB
用户交互	无	输入 6 位 PIN	无（走带外通道）
MITM 防护	无	有	有
适用	无屏幕/无键盘设备	一方有显示一方有输入	NFC/其他通道
IO Capability	NoInputNoOutput	DisplayOnly/KeyboardOnly	KeyboardDisplay

绑定 vs 不绑定

	不绑定	绑定（Bonding）
密钥存储	仅内存	NV 持久化
重连	每次重新配对	自动恢复加密
适用	一次性连接	长期配对（产品级）

涉及 API

API	谁调用	用途
gap_ble_set_io_cap()	Peripheral	设置 IO Capability = NoInputNoOutput
gap_ble_set_auth_require()	双方	设置绑定/Bonding 需求
gap_ble_security_req()	Central	发起配对请求
gap_ble_register_callbacks()	双方	注册 GAP 回调（含 pairing_complete_cb、encryption_change_cb）

案例操作指导

配对成功串口打印 paired successfully。断开重连后自动恢复加密，无需再次配对。

关键配置

• IO Capability：NOINPUTNOOUTPUT（Just Works）
• Bonding：启用

代码详解

Central 端配对发起

static void conn_state_cb(uint16_t conn_id, gap_ble_conn_state_t state)
{
    if (state == CONNECTED) {
        g_conn_id = conn_id;
        // 连接成功后立即发起配对
        gap_ble_security_req(conn_id);
    }
}

static void pairing_complete_cb(uint16_t conn_id, uint8_t status)
{
    if (status == PAIRING_SUCCESS) {
        printf("paired successfully\n");
        // 配对完成 → 服务发现
        gattc_discovery_service_service(conn_id);
    } else {
        printf("pairing failed: %d\n", status);
    }
}

IO Capability 配置

// 初始化时配置
gap_ble_set_io_cap(NOINPUTNOOUTPUT);          // Just Works
gap_ble_set_auth_require(BONDING | MITM_NOT_REQUIRED); // 启用绑定

断开重连自动加密

static void conn_state_cb(uint16_t conn_id, gap_ble_conn_state_t state)
{
    if (state == CONNECTED) {
        // 已绑定设备重连 — 检查加密状态
        if (already_bonded(conn_id)) {
            // 加密自动恢复，无需调 gap_ble_security_req
            printf("encryption restored from bonding\n");
            gattc_discovery_service_service(conn_id);
        }
    }
}

BLE vs SLE 配对对比

	BLE Just Works	SLE Just Works
配对发起方	Central	Client
TK 值	固定 000000	协议层面处理
Bonding 存储	LTK + IRK + CSRK	link_key (16B)
安全级别	LE Security Mode 1 Level 1	协议默认级别
Passkey 可选	是	否（仅 Just Works）

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