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2021-04-04
王敏
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2017年5月，臭名昭著的勒索软件WannaCry向全球各地的电脑发起了攻击，并窃取了用户数据进行勒索。来自150个国家和地区的数百万台计算机遭受影响，勒索软件要求用户通过比特币这一加密电子货币的形式支付赎金。如果没有稳健的、基于标准的安全系统设计，物联网（IoT）可能也会发生类似情况。可以想象，如果没有完善的安全防护，今后物联网设备的用户也会迫不得已支付“赎金”让“黑客”打开自家的家门。
安全性是蓝牙mesh网络设计的核心，而且这种安全性是强制性的，网络中的每个数据包都会经过加密和认证。蓝牙mesh网络的安全性能够保护整个mesh网络免受各类威胁和问题的困扰，包括：
中继攻击（Replay attack）：可通过正确使用序列号来保护网络不受中继攻击。
中间人攻击(Man-in-the-middle attack)：采用非对称加密技术来进行抵御，例如通过椭圆曲线Diffie-Hellman（ECDH）来有效防范中间人攻击。
垃圾桶攻击(Trash Can attack)：这种攻击利用的是废弃设备，必要时可通过刷新安全密钥来防止攻击发生。
概述
启动配置（Provisioning）是向蓝牙mesh网络（如灯泡）添加新的未经启动配置设备的过程。该过程由启动配置设备(Provisioner) 进行管理。启动配置设备和未经启动配置设备遵循蓝牙mesh规格中定义的固定过程。启动配置设备向未经启动配置设备提供使其成为蓝牙mesh节点的启动配置数据（provisioning data）。
启动配置设备通常是运行启动配置应用程序的智能手机或其它移动计算设备。尽管每个网络只需要一台启动配置设备来执行启动配置，但可用的启动配置设备可以有多台。
启动配置协议
蓝牙mesh规格中定义了启动配置协议，该协议定义了启动配置流程中用于在启动配置设备和新的未经启动配置设备之间进行通信的标准流程以及PDU。图1描绘了完整蓝牙mesh协议栈之外的启动配置协议栈。
图1: mesh系统架构与启动配置协议栈
从下到上的组件如下：
启动配置承载层(Provisioning Bearer)
启动配置承载层实现了启动配置PDU在启动配置设备和未经启动配置设备之间的传输。定义的两个启动配置承载层包括：
PB-ADV：指通过蓝牙广播信道进行设备启动配置的启动配置承载层。PB-ADV承载层用于发送通用启动配置 (Generic Provisioning) PDU。支持PB-ADV的设备应尽可能执行占空比接近100％的被动扫描，以避免遗漏任何发送来的通用启动配置PDU。
PB-GATT：指使用来自代理协议的蓝牙mesh代理（proxy）PDU来进行设备启动配置的启动配置承载层。“代理协议能使节点通过面向连接的低功耗蓝牙（Bluetooth Low Energy）承载层来收发网络PDU、mesh Beacon、代理配置消息和启动配置PDU。PB-GATT在GATT操作中包含了启动配置PDU，涉及GATT启动配置服务，同时能在启动配置设备不支持PB-ADV时供其使用。
启动配置协议
定义对于启动配置PDU、行为和安全性的要求。了解启动配置协议将有助于您根据应用需求选择合适的验证方法。
启动配置程序
启动配置协议定义了10种启动配置PDU：
启动配置邀请 (Provisioning Invite)
启动配置能力 (Provisioning Capabilities)
启动配置状态 (Provisioning State)
启动配置公钥 (Provisioning Public Key)
启动配置输入完成 (Provisioning Input Complete)
启动配置确认 (Provisioning Confirmation)
启动配置随机 (Provisioning Random)
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