新一代藍(lán)牙5.3到底有哪些新東西

1 概述

2021年7月，藍(lán)牙官方組織SIG釋放了代碼Syndney的5.3版本藍(lán)牙核心協(xié)議文檔，此版本仍在第5個(gè)大版本中，屬于小功能升級(jí)，那這個(gè)版本帶來(lái)了哪些功能升級(jí)呢？

1.1 AdvDataInfo in Periodic Advertising

同步廣播是藍(lán)牙5.0增加的功能，藍(lán)牙5.0開始對(duì)藍(lán)牙廣播功能有了較大的升級(jí)，增加了可選的廣播信道以及可選的廣播類型，單個(gè)廣播內(nèi)容長(zhǎng)度也由原本31個(gè)字節(jié)增加到255個(gè)字節(jié)。

藍(lán)牙5.3中，在Sync廣播類型中，增加了可選的AdvDataInfo(ADI)描述。

下圖是5.3版本中，SYNC_IND廣播支持了可選的ADI描述。

而在5.2的版本中，SYNC_IND廣播并不支持ADI。

從修改點(diǎn)看，這是一個(gè)小修改，而且目前同步廣播并沒(méi)有較多的應(yīng)用場(chǎng)景，SIG修改此處，不排除后期有應(yīng)用會(huì)使用此功能。

1.2 Host to Controller Encryption Key Control Enhancements

這個(gè)修改點(diǎn)是針對(duì)安全的，2018年曾爆出，藍(lán)牙（經(jīng)典藍(lán)牙）加密密鑰長(zhǎng)度的可協(xié)商策略導(dǎo)致很大一部分芯片和藍(lán)牙協(xié)議?？杀唬↘ey Negotiation of Bluetooth, KNOB）攻擊，攻擊者可以修改加密密鑰長(zhǎng)度至1個(gè)字節(jié)，之后的整個(gè)加密將極易破解，形同虛設(shè)。

關(guān)于KNOB攻擊，可參考如下文章。

https://topic.atatech.org/articles/173726

在KNOB攻擊被爆出后，藍(lán)牙官方組織SIG要求藍(lán)牙芯片廠商，協(xié)議棧和操作系統(tǒng)廠商升級(jí)，以彌補(bǔ)這個(gè)漏洞，然后承諾將在藍(lán)牙協(xié)議版本升級(jí)中解決。

藍(lán)牙5.3版本中，通過(guò)增加一條加密密鑰長(zhǎng)度的控制指令來(lái)解決安全問(wèn)題。

通過(guò)此條指令，操作系統(tǒng)可以設(shè)置最小加密密鑰長(zhǎng)度，如果協(xié)商者想?yún)f(xié)商小于此長(zhǎng)度的加密密鑰，將會(huì)被拒絕。

1.3 LE Enhanced Connection Update

基于低功耗的連接功能增強(qiáng)，5.3版本中增加了一個(gè)Connection Subrating的功能，這個(gè)功能通過(guò)調(diào)整連接間隔的方式，可以快速降低藍(lán)牙的功耗。

藍(lán)牙是一個(gè)低速設(shè)備，其在保持連接狀態(tài)下的功耗與藍(lán)牙的連接參數(shù)有較大的關(guān)系，一般無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可以通過(guò)修改連接參數(shù)，將參數(shù)中的交互間隔擴(kuò)大來(lái)降低功耗，而當(dāng)需要有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，則通過(guò)降低交互間隔來(lái)提高傳輸帶寬。

藍(lán)牙5.3中，增加了一個(gè)快速修改的機(jī)制，不修改交互間隔，僅修改交互因子，交互因子決定了多少個(gè)交互間隔才進(jìn)行一次實(shí)際的交互。

目前看，也僅僅是個(gè)小功能。

1.4 LE Channel Classification

Channel Classification是經(jīng)典藍(lán)牙在1.2就引入的功能，藍(lán)牙使用的2.4G是一個(gè)公用頻段，藍(lán)牙技術(shù)通過(guò)跳頻技術(shù)能解決頻段被占用的問(wèn)題，到了藍(lán)牙1.2版本時(shí)，引入了AFH自適應(yīng)跳頻技術(shù)，這個(gè)技術(shù)通過(guò)標(biāo)記信道的方式來(lái)標(biāo)記哪些信道是干凈可用的，哪些信道干擾大，然后每隔一段時(shí)間重設(shè)可用信道組來(lái)降低被干擾的風(fēng)險(xiǎn)。由于重設(shè)信道的功能只能由Master發(fā)起，Slave可以通過(guò)Channel Classification將信道狀態(tài)上報(bào)給Master做參考。

到了藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)后，增加了低功耗藍(lán)牙（簡(jiǎn)稱LE）技術(shù)，其中AFH跳頻在低功耗藍(lán)牙上本身支持，Master通過(guò)重設(shè)信道組的方式來(lái)降低干擾，藍(lán)牙5.3增加了Channel Classification后，Slave設(shè)備即可和經(jīng)典藍(lán)牙一樣，將信道評(píng)估狀況發(fā)給Master。這有利于改善低功耗藍(lán)牙的抗干擾能力。

1.5 Remove AMP

這可能是藍(lán)牙5.3的最大修改點(diǎn)了，但這個(gè)不是增加功能，反而是在減少功能，AMP是藍(lán)牙3.0增加了一個(gè)高速物理層HS，用于提供高達(dá)24Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率，不過(guò)3.0版本中并沒(méi)有自己設(shè)計(jì)一個(gè)物理層，而是直接使用了WI-FI的物理層，這為藍(lán)牙提供了一個(gè)高速通道。

藍(lán)牙HS高速通道一直推展不順利，并沒(méi)有什么應(yīng)用使用到這個(gè)高速物理層，且高速物理層反而帶來(lái)了功耗與成本問(wèn)題，所以在5.3中被刪除。

這個(gè)表明，藍(lán)牙基本放棄了高速領(lǐng)域和其他無(wú)線技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，專注于低功耗低成本領(lǐng)域。

2 總結(jié)

從目前看，新出的藍(lán)牙5.3標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有大范圍的功能更新，甚至不如5.1和5.2更新的功能多。不過(guò)從中可以看出，即便更新，也主要是LE低功耗藍(lán)牙做更新，經(jīng)典藍(lán)牙除非是安全問(wèn)題，基本已經(jīng)停更了。甚至一些不常用功能會(huì)直接刪除出協(xié)議。AMP被刪并不是一個(gè)個(gè)例，早在5.0版本時(shí)，一個(gè)不常用的經(jīng)典藍(lán)牙低功耗機(jī)制---Park State就被刪除出協(xié)議。

另一個(gè)擺在藍(lán)牙組織面前的問(wèn)題，藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)雖在不停的推陳出新，但應(yīng)用遲遲跟不上。以藍(lán)牙5.2引入的LE Audio為例，基本仍在Demo階段，藍(lán)牙5.1的尋向也僅僅小規(guī)模應(yīng)用，其他諸如5.0引入的2M物理層，長(zhǎng)距離功能都應(yīng)用的非常有限，反而是10年未更新的經(jīng)典藍(lán)牙大放異彩，在蘋果革命性的TWS耳機(jī)Airpods后，其他各家跟進(jìn)，年出貨以億計(jì)。