Bluetooth Düşük Enerji (BLE) Cihazı
BLE cihazları için Google Hızlı Eşleme Hizmeti (GFPS) uygulaması, Bluetooth Core Specification v4.2 veya sonraki sürümlerle uyumludur.
Hızlı Eşleme spesifikasyonuna eklenen aşağıdaki madde, GFPS'de yalnızca Düşük Enerji (LE) ve Düşük Enerji Audio (LEA) cihazlarının desteklenmesine olanak tanır.
Uygunluk Düzeyleri
Şartnamede belirtilen "shall" (yapılacak), "must" (yapılmalı), "will" (yapılacak), "should" (yapılmalı), "may" (yapılabilir) ve "can" (yapılabilir) anahtar kelimeleri aşağıda açıklanmıştır:
| Terim | Açıklama |
|---|---|
| shall | Gerekli: Gereksinimleri tanımlamak için kullanılır. |
| must | Şunu ifade etmek için kullanılır: Daha önce belirtilen zorunlu koşulun doğal bir sonucu VEYA Tartışılmaz bir gerçeklik ifadesi (koşullardan bağımsız olarak her zaman doğru olan). |
| will | it is true that (doğrudur ki) - yalnızca olgusal ifadelerde kullanılır. |
| should | is recommended that (önerilir) - Birkaç olasılık arasından birinin özellikle uygun olduğu ancak zorunlu olmadığı durumlarda kullanılır. |
| mayıs | izin verilir: Seçeneklere izin vermek için kullanılır. |
| olabileceğimiz | is able to (yapabilir) - ifadeyi nedensel bir şekilde ilişkilendirmek için kullanılır. |
Anahtara Dayalı Eşleme Özelliği
İhtiyaç sahibinden sağlayıcıya mesaj
Anahtar tabanlı eşleme özelliğinin ham isteği type 0x00, Arayanın BLE Cihaz Spesifikasyonu'nu destekleyip desteklemediğini belirtmek için 4. biti, Arayanın LE Audio'yu destekleyip desteklemediğini belirtmek için ise 5. biti kullanır.
| Octet | Veri türü | Açıklama | Değer | Zorunlu mu? |
|---|---|---|---|---|
| 0 | uint8 |
Mesaj türü | 0x00 = Anahtar tabanlı eşleme isteği |
Zorunlu |
| 1 | uint8 |
İşaretler
|
değişir | Zorunlu |
| 2 - 7 | uint48 |
Şu yöntemlerden birini kullanın:
|
değişir | Zorunlu |
| 8 - 13 | uint48 |
Arayanın BR/EDR adresi | değişir | Yalnızca Flags Bit 1 veya 3 ayarlanmışsa gösterilir. |
| n - 15 | Rastgele değer (tuz) | değişir | Zorunlu |
Sağlayıcıdan Talep Eden Kullanıcıya Mesaj
İsteğin 4. biti ayarlandığında, Key-based Pairing özelliği için yeni yanıt mesajı type 0x02, Seeker'a ek bağlama seçenekleri sunmak için kullanılabilir.
| Octet | Veri türü | Açıklama | Değer |
|---|---|---|---|
| 0 | uint8 |
Mesaj türü | 0x02 = Anahtar tabanlı eşleme için genişletilmiş yanıt |
| 1 | uint8 |
İşaretler
|
değişir |
| 2 | uint8 |
Sağlayıcının adres sayısı (Mevcut sürümde, sayı 1 veya 2'dir. Sayı >= 3 ise blok şifreleme modunu AES-CTR olarak değiştirmemiz gerekir.) |
değişir |
| 3 - 8 veya 3 - 14 |
|
değişir | |
| 9 - 15 veya 15 | Rastgele değer (tuz) | değişir |
BLE Cihaz Spesifikasyonu'nu destekleyen bir Sağlayıcı, Arayan'ın özelliklerini anlamak için 4. ve 5. biti okumalıdır.
- Bit 4 0 olduğunda Sağlayıcı, Bit 5'i yoksaymalı ve
type 0x01biçiminde yanıt vermelidir. - 4. bit 1 olduğunda,
- Yalnızca LE sağlayıcı, LE bağlama tercihini belirtmek için
type 0x02ile yanıt vermelidir. - Çift modlu sağlayıcı, BR/EDR veya LE bağlama tercihini belirtmek için
type 0x02ile yanıt verebilir.
- Yalnızca LE sağlayıcı, LE bağlama tercihini belirtmek için
- LE Audio (LEA) çift modlu sağlayıcı durumları için referans olarak Örnek: LEA çift modlu sağlayıcıyla eşleme başlıklı makaleyi inceleyin.
Message Stream PSM (Protocol Service Multiplexor) Characteristic
BLE cihazlarda Mesaj akışını desteklemek için Hızlı Eşleme, mesaj gönderme ve alma amacıyla bir BLE L2CAP kanalı oluşturup bu kanalı koruyacaktır. Hızlı Eşleme L2CAP sunucusu, LE kredi tabanlı akış denetimini uygulamalıdır.
Bu özellik, arayanın PSM değerini okumasına ve ardından PSM değeriyle güvenli L2CAP bağlantısı kurmasına olanak tanır.
| Hızlı Eşleme Hizmeti özelliği | Şifrelenmiş | İzinler | UUID |
|---|---|---|---|
| Message Stream PSM | Evet | Okuma | FE2C1239-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA |
| Octet | Veri türü | Açıklama | Değer |
|---|---|---|---|
| 0 | uint8 |
Eyalet
|
değişir |
| 1 - 2 | uint16 |
PSM değeri 0x80 ile 0xFF arasında olmalıdır | değişir |
Not: TWS için birincil ve ikincil olmak üzere iki bileşen vardır. Bu bileşenlerin rolü belirli koşullarda birbirinin yerine kullanılabilir. A'nın birincil bileşen, B'nin ise ikincil bileşen olduğunu varsayarsak A bileşeninin pilinin bitmesi nedeniyle B bileşeninin birincil bileşen rolünü üstlenmesi gerekir. Bu senaryoya role switch adı verilir.
role switch işleminden sonra, sağlayıcı Hızlı Eşleme mesaj akışını işleyemiyorsa mevcut L2CAP bağlantısını proaktif olarak kesmelidir. Hızlı Eşleme arayanı, L2CAP mesaj akışı bağlantısını yeni birincil bileşenle yeniden kurabilir.
Ek Geçiş Anahtarı Özelliği
Bu özellik, ek bileşenlerde MITM koruması sağlamak için kullanılır.
CSIS Fake Member MITM Protection
Hızlı Eşleme, eşleme prosedürünün bir parçası olarak MITM koruması gerektirir. CSIS, MITM koruması sağlamadığından birden fazla bileşen için FP'nin mevcut tasarımı, ek bileşenlerde MITM koruması sağlayacak şekilde genişletilmelidir.
Özellik Tanımı
| Hızlı Eşleme Hizmet Karakteristiği | Şifrelenmiş | İzin | UUID |
|---|---|---|---|
| Ek geçiş anahtarı | Evet | Okuma,yazma,bildirim gönderme | FE2C123A-8366-4814-8EB0-01DE32100BEA |
Mesajlar
İleti biçimi, okuma, yazma ve bildirme işlemlerine uygulanır.
Şifrelenmiş Veri Biçimi
Şifrelenmiş veriler, Hızlı Eşleme GATT bağlantısı kullanılarak gönderilir.
| Octet | Veri türü | Açıklama | Değer |
|---|---|---|---|
| 0-15 | uint128 | Şifrelenmiş ek geçiş anahtarı bloğu | değişir |
Ham Veri Biçimi
Paylaşılan gizli bilgiler kullanılarak şifrelenmiş verilerin şifresi çözüldükten sonra biçim aşağıdaki gibi olur.
| Octet | Veri türü | Açıklama | Değer |
|---|---|---|---|
| 0 | uint8 | Mesaj türü |
|
| 1-3 | uint24 | 6 basamaklı geçiş anahtarı | değişir |
| 4-9 | uint48 | Hedef bağlama bileşeni adresi | değişir |
| 10 | uint8 | Durum kodu, yalnızca okuma işlemi tarafından kullanılır. | Şunlardan biri:
|
| 11-15 | Rastgele değer (tuz) | değişir |
Birincil bileşen (ilk bağlanan bileşen), Hızlı Eşleme Arayıcı ile ek bağlama bileşenleri arasındaki köprüdür. Özellik aşağıdaki yönergelere uygun olmalıdır:
- Sağlayıcı, Hızlı Eşleme Seeker'dan yazma isteği aldığında
- Bağlanan bileşenin adresini ayarlayın
- Geçiş anahtarını, eşleştirilecek bileşene gönderme
- Durum kodunu Beklemede (0x01) olarak ayarlayın.
- Bağlanacak bileşenden geçiş anahtarı alınmadan önce herhangi bir okundu isteği alındığında Sağlayıcı,
- Geçiş anahtarı, herhangi bir değer
- Birleştirilen bileşenin adresi
- Beklemede durumu kodu, 0x01
- Sağlayıcı, Fast Pair Seeker'a bildirim göndermeden önce okuma isteğinin sonucunu
- Bağlanacak bileşendeki geçiş anahtarı
- Birleştirilen bileşenin adresi
- Başarı durumu kodu, 0x00
- Sağlayıcı tarafında kurtarılamayan bir hata varsa sonucu ayarlayın.
- Geçiş anahtarı, herhangi bir değer
- Birleştirilen bileşenin adresi
- Başarısızlık durum kodu, 0x02
Daha fazla bilgi için MITM diyagramı 1 ve MITM diyagramı 2'yi inceleyin.
LE Cihaz Gereksinimleri
LE Advertising
Bulunabilir mod veya bulunamaz mod için Sağlayıcı, FastPair verilerinin reklamını yapmak üzere RPA'yı kullanır.
Bonding Özelliği
LE özellikli cihazlarda, Arayan mevcut LE bağlantısıyla eşleme oluşturmalıdır. Hızlı Eşleme Anahtar tabanlı Eşleme doğrulaması başarılı olduktan sonra Sağlayıcı, RPA ile eşlemeye izin vermeli ve Hızlı Eşleme Geçiş Anahtarı doğrulaması için IO özelliğini DisplayYesNo olarak ayarlamalıdır.
LEA Cihaz Gereksinimleri
LEA Advertising
Çift modlu cihazlar için: Bulunabilir modda, Sağlayıcı, Kimlik adresiyle Hızlı Eşleme verilerinin reklamını yapmalıdır. Bulunabilir olmayan modda Sağlayıcı, RPA ile Hızlı Eşleme verilerinin reklamını yapar. Geriye dönük uyumluluk için eski cihazları desteklemek üzere eski reklam (BT 4.2) kullanmanız önemle tavsiye edilir. Cihaz fabrika ayarlarına her sıfırlandığında IRK'nın değiştirilmesi gerekir.
Çift modlu olmayan cihazlar için: Keşfedilebilir mod veya keşfedilemeyen modda, Sağlayıcı FastPair verilerinin reklamını yapmak için RPA ile genişletilmiş reklam (BT 5.0) kullanır.
FP hizmet verilerini içeren LE bağlantısı kurulabilir reklam, Bluetooth Adapter Profile (BAP 1.0.1) ve Common Audio Profile şartlarına uygun olarak CAS UUID'yi içermelidir.
Sağlayıcı, keşfedilebilir moddan bağımsız olarak CAS UUID'sini (0x1853) Hizmet Verileri'ne (AD Türü 0x16) veya 16 bitlik Hizmet Sınıfı UUID'lerine (AD Türü 0x02 veya 0x03) ekleyerek LEA özelliğini belirtebilir.
Pil ve SASS verilerinin dahil edilmesi nedeniyle eski reklamda yeterli alan yoksa bulunamayan reklam için bu durumda CAS UUID'nin tarama yanıtına dahil edilmesi zorunludur.
LEA Bonding Capability
İsteyen taraf, mevcut LE bağlantısıyla bağ oluşturmalıdır. Çift modlu Sağlayıcı, Hızlı Eşleme Anahtar tabanlı Eşleme doğrulamasını geçtikten sonra Kimlik adresi ve RPA ile bağlanmaya izin vermelidir. Çift modlu olmayan Sağlayıcı ise RPA ile bağlanmaya izin vermeli ve Hızlı Eşleme geçiş kodu doğrulaması için IO özelliğini DisplayYesNo olarak ayarlamalıdır.
Bileşenler arasındaki dahili iletişim kanalı
Ek bileşenlerde MITM koruması gerçekleştirmek için mevcut GATT bağlantısı korunur. Birincil bağlı bileşen, Fast Pair Seeker ile kalan bileşenleri arasındaki ileti teslimatlarını yönetir.
Dahili iletişim Initial Pair ve Subsequent Pair için kullanılır.
- Anahtar tabanlı eşleme prosedürü birincil bileşende başarılı olduğunda, birincil bileşen, kalan bileşenlerinin giriş/çıkış özelliğini değiştirmek için bir mesaj gönderir.
- Hızlı Eşleme tamamlandığında birincil bileşen, kalan bileşenlerinin G/Ç özelliğini sıfırlamak için bir mesaj göndermelidir.
- Ek Geçiş Anahtarı prosedürü çalıştırılırken birincil bileşen, Hızlı Eşleme Arayan ile kalan bileşenleri arasındaki geçiş anahtarı teslimatlarını yönetir.
IO özelliğini değiştirme zamanı
- Anahtara dayalı eşleme prosedürü başarılı olduğunda IO özelliğini DisplayYesNo olarak değiştirin.
- Cihazda birden fazla bileşen varsa tüm bileşenler DisplayYesNo olarak ayarlanmalıdır.
- Sağlayıcının IO özelliğini DisplayYesNo olarak değiştirmemesi gereken tek istisna,
Retroactive Pair'dır. Bu öğenin anahtar tabanlı eşleme isteğinin 3. biti 1 olarak ayarlanmıştır. İsteyenden Sağlayıcıya Mesaj bölümüne bakın.
- IO özelliğini varsayılan ayara değiştirme
- İlk eşleme
- LE bağlantısı kesilirse Hızlı Eşleme oturumunu sonlandırın.
- Birincil cihaz bağlandıktan sonra 15 saniye içinde ek geçiş anahtarı yazma isteği gönderilmezse Hızlı Eşleme oturumunu sonlandırın.
- Ek geçiş anahtarı yazma isteği alındıktan sonra, bağlanacak bileşen 15 saniye içinde bağlanmazsa Hızlı Eşleme oturumunu sonlandırın.
- Tüm bileşenler bağlandıktan sonra 15 saniye içinde hesap anahtarı yazma isteği olmazsa Hızlı Eşleme oturumunu sonlandırın.
- Hesap anahtarı yazma isteği alındıktan sonra, Hızlı Eşleştirme oturumunu sonlandırmak için zaman aşımını 15 saniye olarak ayarlayın.
- Sonraki eşleme
- LE bağlantısı kesilirse Hızlı Eşleme oturumunu sonlandırın.
- Birincil cihaz bağlandıktan sonra 15 saniye içinde ek geçiş anahtarı yazma isteği olmazsa Hızlı Eşleme oturumunu sonlandırın.
- Ek geçiş anahtarı yazma isteği alındıktan sonra, bağlanacak bileşen 15 saniye içinde bağlanmazsa Hızlı Eşleme oturumunu sonlandırın.
- Tüm bileşenler bağlandığında Hızlı Eşleme oturumunu sonlandırın.
- İlk eşleme
Kullanıcı Arayüzü Göstergesini Gizle
Kulaklık eşlemeye hazır olmadığında Sağlayıcı, type 0b0010 kullanarak Hesap Anahtarı Verileri için kullanıcı arayüzü göstergesini gizler. Böylece Arayan'a sonraki eşleme kullanıcı arayüzünü göstermemesi söylenir (bkz. Reklam yükü: Fast Pair Hesap Verileri).
LE Audio Cihaz Gereksinimleri
Bluetooth Gereksinimleri
Android, LE Audio kulaklık önerileri başlıklı makaleyi inceleyin.
CTKD Desteği
Çift modlu cihazlarda, LE'den BR/EDR'ye CTKD zorunludur ve BAP şartlarına uygundur.
Hedef Duyurusu
Bir çevre birimi, eşlenmiş bir merkezi cihazdan bağlantı istemek için Hedefli Duyuru'yu kullanır. Hedefli Duyurular, CAP 1.0 Tablo 8.4'e (s48/58) göre bağlantı yönetimi için BAP ve CAP'te tanımlanır.
GATT EATT Sunucu Desteği
EATT, cihaz eşleştirildiğinde merkezi cihazın paralel olarak birden fazla GATT işlemi göndermesine olanak tanır. CSIP'yi destekleyen cihaz, profil bağlantısının performansını artırır ve kısa süre sonra diğer kulaklıklar için CSIP bağlama prosedürünü başlatır.
GATT Robust Caching (Kesinlikle Önerilir)
Sağlayıcı tek bir cihaz değilse ancak CSIP uygulamasıyla koordineli bir setse hizmet keşfinin yapılma sayısını azaltmak ve bağlantıyı hızlandırmak için Bluetooth 5.1'de tanımlanan GATT önbelleğe almayı uygulamalıdır.
Hızlı Eşleme Şartları
LE Advertising
Bulunabilir mod veya bulunamaz modda, cihazda birden fazla bileşen varsa Hızlı Eşleme verileri birincil bileşen tarafından yayınlanır. Cihaz sonraki eşlemeye hazır değilse ikincil bileşen, genişletilmiş özellikler için Hızlı Eşleme verilerini yayınlayabilir. Kullanıcı arayüzü göstergesini gizleme bölümüne bakın.
GATT Hizmet Görünürlüğü
GATT veritabanı, tüm LE taşıma GATT bağlantıları için aynı olmalıdır. LE Audio hizmeti (0x184E), Hızlı Eşleme bağlantısının GATT veritabanına dahil edilmelidir.
Örnek: LEA çift modlu sağlayıcıyla eşleme
1. Senaryo: Seeker, LEA'yı desteklemediğinde
Sağlayıcı, LEA'yı desteklemeyen Talep Sahibi ile geriye dönük uyumlu olmalıdır.
Bileşenler
- Sağlayıcı: A2DP/HFP/LEA
- Arayan: A2DP/HFP
İlk Eşleme / Sonraki Eşleme İçin Beklenen Davranış
- Sağlayıcı, Kimlik adresi (ilk) veya RPA (sonraki) ile Fast Pair hizmet verilerini (0xFE2C) yayınlar.
- Eski reklamcılığı kullanma
- İsteyen, ilk eşleme için kimlik adresiyle, sonraki eşlemeler için ise RPA ile Sağlayıcı'nın reklamını alır.
- Arayan, anahtar tabanlı eşleme isteği gönderir.
- Anahtar tabanlı eşleme isteğinin 5. bit'i 0 olarak ayarlanır.
- Sağlayıcı, aşağıdakilerden birinde ortak adresle anahtar tabanlı eşleme yanıtı gönderir:
- 0x01 ileti türü kullanılıyorsa adres, genel adres olmalıdır.
- 0x02 mesaj türü kullanılıyorsa
- Bit-0, 0 olmalıdır
- Bit-1, 0 olmalıdır.
- Adres, herkese açık adres olmalıdır.
- Arayan, BR/EDR aktarımıyla bağ oluşturur.
- IO özelliği, BR/EDR için DisplayYesNo olarak ayarlanmış
- İstekte Bulunan ve Sağlayıcı, Hızlı Eşleme geçiş anahtarı doğrulama prosedürünü uygular.
2. Senaryo: Arayan, LEA'yı desteklediğinde
Bileşenler
- Sağlayıcı
- A2DP/HFP/LEA desteği
- Tek bileşen
- Seeker
- SupportA2DP/HFP/LEA
İlk Eşleme / Sonraki Eşleme İçin Beklenen Davranış
- Sağlayıcı, Kimlik adresi (ilk) veya RPA (sonraki) ile Fast Pair hizmet verilerini (0xFE2C) yayınlar.
- Eski reklamcılığı kullanma
- Arayan, anahtar tabanlı eşleme isteği gönderir.
- Anahtar tabanlı eşleme isteğinin 5. bitindeki işaret 1 olarak ayarlanır.
- Sağlayıcı, ileti türü 0x02 olan anahtar tabanlı eşleme yanıtı gönderir.
- Bit-0, 0 olmalıdır
- Bit-1, 1 olmalıdır.
- Adres, kimlik adresi
- Arayan, LE aktarımında mevcut LE bağlantısıyla bağ oluşturur.
- CTKD yönü LE'den BR/EDR'ye doğrudur.
- IO özelliği, LE için DisplayYesNo olarak ayarlanır.
- İstekte Bulunan ve Sağlayıcı, Hızlı Eşleme geçiş anahtarı doğrulama prosedürünü uygular.
3. senaryo: Arayan, LEA'yı desteklediğinde ve CSIP dahil olduğunda
Bileşenler
- Sağlayıcı
- A2DP/HFP/LEA desteği
- Birden çok bileşen
- Birincil bileşen BR/EDR/LE'dir.
- İkincil bileşen yalnızca LE'dir
- Seeker
- A2DP/HFP/LEA desteği
İlk Eşleme / Sonraki Eşleme İçin Beklenen Davranış
- Birincil bileşen, kimlik adresi (ilk) veya RPA (sonraki) ile Fast Pair hizmet verilerini (0xFE2C) duyurur.
- Eski reklamcılığı kullanma
- Arayan, birincil bileşene anahtar tabanlı eşleme isteği gönderir.
- Anahtar tabanlı eşleme isteğinin 5. bitindeki işaret 1 olarak ayarlanır.
- Birincil bileşen, 0x02 mesaj türüyle anahtar tabanlı eşleme yanıtı gönderir.
- Bit-0, 0 olmalıdır
- Bit-1, 1 olmalıdır.
- Adresler aşağıda verilmiştir:
- İlk adres, birincil bileşenin kimlik adresidir.
- İkinci adres, ikincil bileşenin bağlanabilir adresidir. İkinci bileşen de CSIP reklamı yapmak için bu adresi kullanır.
- Arayan, mevcut LE bağlantısındaki birincil bileşenle bağ kurar.
- CTKD yönü LE'den BR/EDR'ye doğrudur.
- IO özelliği, LE için DisplayYesNo olarak ayarlanır.
- İsteyen, adresi Key-based Pairing Extended Response'tan alınan ikincil bileşenle bağ oluşturur.
- IO özelliği DisplayYesNo olmalıdır, aksi takdirde eşleme isteği reddedilir.
- İsteyen ve Sağlayıcı, ikincil bileşeni eşlemek için MITM koruma prosedürünü uygular. Sağlayıcı, her iki senaryoda da aşağıdakileri uygulamalıdır:
- Arayan, ikincil bileşenle bağlanana kadar bekler.
MITM için Sıralı Diyagram
Bu oturumda, MITM koruma prosedürünün sırası açıklanmaktadır.
Bağlanan bileşenden geçiş anahtarını bildirim yoluyla alma
Okuma işlemiyle bağlanan bileşenden geçiş anahtarı alma
Bilinen Sorun
LEA için FP, Android V(Android 15) ile çalışacak şekilde optimize edildi.
Bununla birlikte, LEA'yı destekleyen ancak LEA üzerinden doğru Hızlı Eşleme uygulamasına (ör. yalnızca Classic üzerinden Hızlı Eşleme) sahip olmayan kulaklıklarla ilgili çok sayıda sorunla karşılaştık. Özellikle ve örneğin, sağlayıcının RPA'sı doğru Kimlik Çözme Anahtarı (IRK) tarafından oluşturulmadığında ve adres çözümlenemediğinde. Kapsamlı bir kulaklık yapılandırması listesini test edemesek de sınırlı testlerimiz, kulaklık pili bildirimlerinin gösterilememesi, Ses Değiştirme (SASS) işlevinin olmaması, ilk ve sonraki eşleme işlemlerinde yaygın olarak başarısızlıklar yaşanması gibi çeşitli sorunları ortaya çıkardı.
Bu nedenle, iş ortaklarının hem yeni cihazlar hem de sahada bulunan ve çift modu destekleyen mevcut cihazlar için (kablosuz güncellemeler aracılığıyla) Fast Pair-LEA spesifikasyonunu uygulamalarını önemle tavsiye ederiz.