在 iOS 上通过蓝牙进行类似 TLS 的加密？

Question

所以，这可能是一个非常特殊的情况，但我希望有人能在这里帮助我。

我需要通过蓝牙与外围设备通话。我们还控制固件的设备。现在的问题是：我们需要确保没有人可以窃听，因为要发送的信息是保密的。这意味着我们需要加密通信。

据我所知，蓝牙 LE 4.2 支持加密，但我们必须能够支持比 6s 更旧的 iPhone。这意味着：没有 BLE 4.2，也没有内置加密。

换句话说：我们需要自己构建加密。外围开发人员和我一致同意使用 TLS 握手来传达密钥交换，以减少我们可能破坏的事情的数量。

最近几天我一直在寻找解决方案以及如何解决这个问题。然而，这似乎是一个非常具体的案例，并没有很多人解决。我能找到的所有库都依赖于套接字。我能找到的关于 iOS 套接字的所有信息都是 IP 网络，而不是蓝牙。

有没有人有这种蓝牙通信的经验？或者其他一些建议？也许我忽略了一些明显的解决方案？

谢谢 ：）

Answer 1

TLS 的整个基础建立在信任之上，即证书、证书颁发机构和证书链，并确保所有发送和接收的数据都经过身份验证。您可以说整个安全性依赖于身份验证部分。加密本身非常简单。你应该回答的一个问题是：

是否可以连接到模仿您的协议的外围设备，即非您制造的外围设备？如果没有，对于您的场所，您必须在每个外围设备中拥有一些（唯一的）秘密，例如私钥。相应的公钥可以由您自己的 CA 签名。CA 的公钥可以捆绑在您的智能手机应用程序中（因此您的应用程序中只需要一个密钥，而不是所有外围设备都需要一个）。这样您就可以验证您连接的外围设备是否由您的公司制造。这个公钥也应该是外围设备的标识符。如果您的外围设备中没有私钥/公钥对，并且无法进行密钥比较并且没有任何共享对称密钥，那么据我所知，不可能避免中间人攻击。

由于每个智能手机最初也必须被视为未经身份验证，如果您需要稍后恢复会话，您需要在外围设备中存储分配给每个智能手机的一些唯一 ID。

考虑到这一点，您基本上有三种不同的选择：

1. 尝试修改一些现有的 TLS 服务器软件，如 mbedtls，以通过 BLE 而不是套接字发送所有数据包。我有一种感觉，这可能不是微不足道的，因为它似乎基于阻塞套接字的概念。
2. 只需阅读https://tools.ietf.org/html/rfc5246上的 TLS 规范，并实现一个只有您需要的功能的最小 TLS 服务器。如果您只进行最小的实现并使用现有的构建块，例如 RSA、AES、SHA-2、ECDHE、X.509 证书解析代码（您可以在此处找到这些代码），这实际上并不像最初看起来那么难：https ://tls.mbed.org/source-code）。
3. 提取 TLS 中的重要部分并制作一个没有所有协商参数的简化协议（因为它们可以被硬编码）。例如，您不需要发送并且能够解析所有类型的消息（例如 ClientHello）、处理碎片等。只需直接发送随机值、证书、签名数据、加密数据。