دستگاه بلوتوث کم مصرف (BLE)

پیاده‌سازی سرویس جفت‌سازی سریع گوگل (GFPS) برای دستگاه‌های BLE با مشخصات هسته بلوتوث نسخه ۴.۲ یا بالاتر سازگار است.

ضمیمه زیر به مشخصات Fast Pair، پشتیبانی از دستگاه‌های Low Energy (LE) و Low Energy Audio (LEA) را در GFPS امکان‌پذیر می‌کند.

سطوح انطباق

کلمات کلیدی «باید»، «باید»، «خواهد شد»، «باید»، «ممکن است» و «می‌تواند» که در مشخصات ذکر شده‌اند، در زیر توضیح داده شده‌اند:

مشخصه جفت‌سازی مبتنی بر کلید

پیام از جوینده به ارائه دهنده

type 0x00 از ویژگی جفت‌سازی مبتنی بر کلید، از بیت 4 برای نشان دادن اینکه آیا جستجوگر از مشخصات دستگاه BLE پشتیبانی می‌کند یا خیر، و از بیت 5 برای نشان دادن اینکه آیا جستجوگر از صدای LE پشتیبانی می‌کند یا خیر، استفاده می‌کند.

پیام از ارائه دهنده به متقاضی

وقتی بیت ۴ درخواست تنظیم شود، type 0x02 برای مشخصه جفت‌سازی مبتنی بر کلید می‌تواند برای ارائه گزینه‌های اتصال اضافی به جستجوگر استفاده شود.

ارائه‌دهنده‌ای که از مشخصات دستگاه BLE پشتیبانی می‌کند، باید بیت ۴ و بیت ۵ را برای درک قابلیت‌های جستجوگر بخواند.

• وقتی بیت ۴ برابر با ۰ باشد، ارائه‌دهنده باید بیت ۵ را نادیده بگیرد و با فرمت type 0x01 پاسخ دهد.
• وقتی بیت ۴ برابر با ۱ است،
  • برای ارائه‌دهنده‌ای که فقط از LE استفاده می‌کند، باید با type 0x02 پاسخ دهد تا اولویت پیوند LE را نشان دهد.
  • برای ارائه‌دهنده حالت دوگانه، می‌تواند با type 0x02 پاسخ دهد تا اولویت پیوند BR/EDR یا LE را نشان دهد.
• برای موارد ارائه دهنده حالت دوگانه LE Audio (LEA)، به مثال: جفت شدن با ارائه دهنده حالت دوگانه LEA برای مرجع مراجعه کنید.

مشخصه PSM (مالتی‌پلکس سرویس پروتکل) جریان پیام

برای پشتیبانی از جریان پیام برای دستگاه‌های BLE، Fast Pair یک کانال BLE L2CAP برای ارسال و دریافت پیام‌ها ایجاد و نگهداری می‌کند. سرور Fast Pair L2CAP باید کنترل جریان مبتنی بر اعتبار LE را پیاده‌سازی کند.

این ویژگی به جستجوگر اجازه می‌دهد تا مقدار PSM را بخواند و سپس اتصال امن L2CAP را توسط مقدار PSM برقرار کند.

نکته: برای TWS، دو جزء وجود دارد: اولیه و ثانویه. نقش این اجزا در شرایط خاص قابل تعویض است. با فرض اینکه A جزء اولیه و B جزء ثانویه باشد، به دلیل تخلیه باتری در جزء A، جزء B باید نقش جزء اولیه را بر عهده بگیرد و این سناریو، role switch نامیده می‌شود.

پس از role switch ، اگر ارائه‌دهنده نتواند جریان پیام جفت‌سازی سریع (Fast Pair) را مدیریت کند، باید به صورت پیشگیرانه اتصال L2CAP موجود را قطع کند. سپس جستجوگر جفت‌سازی سریع می‌تواند اتصال جریان پیام L2CAP را با مؤلفه اصلی جدید دوباره برقرار کند.

مشخصه اضافی رمز عبور

این ویژگی برای ارائه حفاظت MITM روی اجزای اضافی است.

محافظت در برابر عضو جعلی CSIS در برابر MITM

جفت‌سازی سریع (Fast Pair) به عنوان بخشی از فرآیند جفت‌سازی، به محافظت MITM نیاز دارد. از آنجایی که CSIS محافظت MITM ارائه نمی‌دهد، طراحی فعلی برای FP برای اجزای چندگانه باید گسترش یابد تا محافظت MITM را برای اجزای اضافی نیز فراهم کند.

تعریف مشخصه

پیام‌ها

قالب پیام برای عملیات خواندن، نوشتن و اطلاع رسانی اعمال می‌شود.

قالب داده رمزگذاری شده

داده‌های رمزگذاری شده با استفاده از اتصال Fast Pair GATT ارسال می‌شوند.

قالب داده خام

پس از رمزگشایی داده‌های رمزگذاری شده با استفاده از کلید عمومی، فرمت به صورت زیر خواهد بود.

قطعه اصلی (اولین قطعه پیوندی) پل ارتباطی بین جستجوگر جفت سریع و قطعات پیوندی اضافی است. این مشخصه باید از دستورالعمل‌های زیر پیروی کند:

• هنگام دریافت درخواست نوشتن از Fast Pair Seeker، ارائه دهنده باید
  • آدرس قطعه‌ای که قرار است باند شود را تنظیم کنید
  • رمز عبور را برای قطعه‌ای که قرار است متصل شود ارسال کنید
  • کد وضعیت را روی Pending، 0x01 تنظیم کنید
• هنگام دریافت هرگونه درخواست خواندن قبل از دریافت کلید عبور از مؤلفه‌ای که قرار است پیوند داده شود، ارائه‌دهنده باید پیامی با این مضمون ارسال کند:
  • رمز عبور، هر مقداری
  • آدرس قطعه‌ای که قرار است باند شود
  • کد وضعیت در انتظار، 0x01
• قبل از اینکه ارائه دهنده اعلان را به Fast Pair Seeker ارسال کند، نتیجه درخواست خواندن را با
  • رمز عبور از قطعه‌ای که قرار است متصل شود
  • آدرس قطعه‌ای که قرار است باند شود
  • کد وضعیت موفقیت، 0x00
• اگر خطای غیرقابل جبرانی در سمت Provider رخ داد، نتیجه را تنظیم کنید.
  • رمز عبور، هر مقداری
  • آدرس قطعه‌ای که قرار است باند شود
  • کد وضعیت خطا، 0x02

برای جزئیات بیشتر به نمودار MITM 1 و نمودار MITM 2 مراجعه کنید.

الزامات دستگاه LE

تبلیغات LE

برای حالت قابل کشف یا حالت غیرقابل کشف، ارائه دهنده باید از RPA برای تبلیغ داده‌های FastPair استفاده کند.

قابلیت اتصال

برای دستگاه‌های دارای قابلیت LE، جستجوگر باید با اتصال LE موجود پیوند ایجاد کند. پس از گذراندن تأیید جفت‌سازی مبتنی بر کلید جفت‌سازی سریع، ارائه‌دهنده باید اجازه پیوند با RPA را بدهد و قابلیت IO را برای تأیید کلید عبور جفت‌سازی سریع روی DisplayYesNo تنظیم کند.

الزامات دستگاه LEA

تبلیغات LEA

برای دستگاه‌های حالت دوگانه: برای حالت قابل کشف، ارائه‌دهنده باید داده‌های جفت‌سازی سریع را با آدرس هویت تبلیغ کند. برای حالت غیرقابل کشف، ارائه‌دهنده باید داده‌های جفت‌سازی سریع را با RPA تبلیغ کند. اکیداً توصیه می‌شود از اعلان قدیمی (BT 4.2) برای پشتیبانی از دستگاه‌های قدیمی‌تر برای سازگاری با نسخه‌های قبلی استفاده شود. هر زمان که دستگاه به تنظیمات کارخانه بازنشانی می‌شود، لازم است IRK را تغییر دهید.

برای دستگاه‌های غیر دو حالته: برای حالت قابل کشف یا حالت غیرقابل کشف، ارائه‌دهنده باید از تبلیغات گسترده (BT 5.0) با RPA برای تبلیغ داده‌های FastPair استفاده کند.

تبلیغات قابل اتصال LE حاوی داده‌های سرویس FP باید شامل CAS UUID مطابق با الزامات پروفایل آداپتور بلوتوث (BAP 1.0.1) و پروفایل صوتی مشترک باشد.

ارائه‌دهنده می‌تواند قابلیت LEA را با درج CAS UUID (0x1853) در داده‌های سرویس (AD Type 0x16) یا UUIDهای کلاس سرویس 16 بیتی (AD Type 0x02 یا 0x03)، صرف نظر از حالت قابل کشف، نشان دهد.

برای تبلیغات غیرقابل کشف، اگر به دلیل گنجاندن داده‌های باتری و SASS، فضای کافی در تبلیغات قدیمی موجود نباشد، در این صورت، درج CAS UUID در پاسخ اسکن الزامی است.

قابلیت اتصال LEA

جستجوگر باید با اتصال LE موجود پیوند ایجاد کند. پس از گذراندن تأیید جفت‌سازی مبتنی بر کلید جفت‌سازی سریع، ارائه‌دهنده حالت دوگانه باید امکان پیوند با آدرس هویت و RPA را فراهم کند در حالی که ارائه‌دهنده حالت غیر دوگانه باید امکان پیوند با RPA را فراهم کند و قابلیت IO را برای تأیید کلید عبور جفت‌سازی سریع روی DisplayYesNo تنظیم کند.

کانال ارتباطی داخلی بین اجزا

اتصال GATT موجود برای انجام محافظت MITM روی اجزای اضافی حفظ می‌شود. جزء اصلی متصل، تحویل پیام‌ها بین Fast Pair Seeker و اجزای باقی‌مانده آن را مدیریت خواهد کرد.

ارتباط داخلی برای Initial Pair و Subsequent Pair استفاده می‌شود.

• وقتی روال جفت‌سازی مبتنی بر کلید روی مؤلفه اصلی اجرا می‌شود، مؤلفه اصلی باید پیامی برای تغییر قابلیت IO مؤلفه‌های باقی‌مانده خود ارسال کند.
• وقتی Fast Pair انجام شد، قطعه اصلی باید پیامی برای تنظیم مجدد قابلیت IO قطعات باقی‌مانده خود ارسال کند.
• هنگام اجرای رویه کلید عبور اضافی، مؤلفه اصلی باید تحویل کلید عبور را بین Fast Pair Seeker و مؤلفه‌های باقی‌مانده آن مدیریت کند.

زمان تغییر قابلیت ورودی/خروجی (IO) فرا رسیده است

• وقتی روال جفت‌سازی مبتنی بر کلید با موفقیت انجام شد، قابلیت IO را به DisplayYesNo تغییر دهید
  • اگر دستگاه چندین قطعه دارد، همه قطعات باید روی DisplayYesNo تنظیم شوند.
  • یک استثنا که ارائه دهنده نباید قابلیت IO را به DisplayYesNo تغییر دهد، Retroactive Pair است که بیت ۳ درخواست جفت‌سازی مبتنی بر کلید آن روی ۱ تنظیم شده است، به پیام از جستجوگر به ارائه دهنده مراجعه کنید.
• قابلیت IO را به تنظیمات پیش‌فرض تغییر دهید
  • جفت شدن اولیه
    • اگر اتصال LE قطع شد، جلسه جفت‌سازی سریع را پایان دهید
    • پس از اتصال اولیه، اگر در عرض ۱۵ ثانیه درخواست نوشتن کلید عبور اضافی وجود نداشت، جلسه جفت‌سازی سریع را پایان دهید.
    • پس از دریافت درخواست نوشتن کلید عبور اضافی، اگر قطعه‌ای که قرار است متصل شود ظرف ۱۵ ثانیه متصل نشد، جلسه جفت‌سازی سریع را پایان دهید.
    • پس از اتصال همه اجزا، اگر ظرف ۱۵ ثانیه درخواستی برای نوشتن کلید حساب کاربری دریافت نشد، جلسه جفت‌سازی سریع را پایان دهید.
    • پس از دریافت درخواست نوشتن کلید حساب، زمان پایان جلسه جفت‌سازی سریع را ۱۵ ثانیه تنظیم کنید.
  • جفت شدن بعدی
    • اگر اتصال LE قطع شد، جلسه جفت‌سازی سریع را پایان دهید
    • پس از اتصال اولیه، اگر ظرف ۱۵ ثانیه درخواست نوشتن کلید عبور اضافی وجود نداشت، جلسه جفت‌سازی سریع را پایان دهید.
    • پس از دریافت درخواست نوشتن کلید عبور اضافی، اگر قطعه‌ای که قرار است متصل شود ظرف ۱۵ ثانیه متصل نشد، جلسه جفت‌سازی سریع را پایان دهید.
    • وقتی همه اجزا به هم متصل شدند، جلسه جفت‌سازی سریع (Fast Pair) را پایان دهید.

مخفی کردن نشانگر رابط کاربری

وقتی هدست برای جفت شدن آماده نیست، ارائه‌دهنده باید type 0b0010 برای تنظیم نشانگر رابط کاربری مخفی برای داده‌های کلیدی حساب استفاده کند تا به جستجوگر بگوید رابط کاربری جفت شدن بعدی را نشان ندهد (به محتوای تبلیغاتی: داده‌های حساب جفت شدن سریع مراجعه کنید).

الزامات دستگاه صوتی LE

الزامات بلوتوث

به توصیه‌های هدست اندروید و LE Audio مراجعه کنید.

پشتیبانی CTKD

برای دستگاه‌های دو حالته، CTKD از LE به BR/EDR الزامی و مطابق با الزامات BAP است.

اعلام هدف

یک دستگاه جانبی باید از اعلان هدفمند برای درخواست اتصال از یک دستگاه مرکزی جفت‌شده استفاده کند. اعلان‌های هدفمند در BAP و CAP برای مدیریت اتصال مطابق با CAP 1.0 جدول 8.4 (صفحه 48/58) تعریف شده‌اند.

پشتیبانی سرور GATT EATT

EATT به دستگاه مرکزی اجازه می‌دهد تا هنگام اتصال دستگاه، چندین تراکنش GATT را به صورت موازی ارسال کند. برای دستگاهی که از CSIP پشتیبانی می‌کند، این قابلیت عملکرد اتصال پروفایل را افزایش می‌دهد و سپس به زودی روند اتصال CSIP را برای سایر دستگاه‌ها آغاز می‌کند.

ذخیره سازی قوی GATT (اکیدا توصیه می‌شود)

اگر ارائه‌دهنده یک دستگاه واحد نباشد، بلکه مجموعه‌ای هماهنگ با پیاده‌سازی CSIP باشد، برای کاهش تعداد دفعات انجام کشف سرویس و افزایش سرعت اتصال، ارائه‌دهنده باید GATT Caching تعریف‌شده در بلوتوث ۵.۱ را پیاده‌سازی کند.

الزامات جفت‌سازی سریع

تبلیغات LE

برای حالت قابل کشف یا حالت غیرقابل کشف، اگر دستگاه دارای چندین جزء باشد، داده‌های جفت‌سازی سریع (Fast Pair) توسط جزء اصلی ارسال می‌شود. اگر دستگاه برای جفت‌سازی بعدی آماده نباشد، جزء ثانویه می‌تواند داده‌های جفت‌سازی سریع را برای ویژگی‌های پیشرفته ارسال کند. به بخش «نشانه رابط کاربری مخفی » مراجعه کنید.

قابلیت مشاهده خدمات گات

پایگاه داده GATT برای همه اتصالات GATT انتقال LE یکسان خواهد بود. سرویس صوتی LE (0x184E) باید در پایگاه داده GATT اتصال Fast Pair گنجانده شود.

مثال: جفت شدن با ارائه دهنده حالت دوگانه LEA

سناریو ۱ - وقتی جستجوگر از LEA پشتیبانی نمی‌کند

ارائه دهنده باید با جستجوگری که از LEA پشتیبانی نمی‌کند، سازگاری معکوس داشته باشد.

قطعات

• ارائه دهنده: A2DP/HFP/LEA
• جستجوگر: A2DP/HFP

رفتار مورد انتظار برای جفت اولیه / جفت بعدی

• ارائه دهنده، داده‌های سرویس جفت‌سازی سریع (0xFE2C) را با آدرس هویت (اولیه) یا RPA (بعدی) تبلیغ می‌کند.
  • از تبلیغات قدیمی استفاده کنید
• جستجوگر، آگهی ارائه‌دهنده را به همراه آدرس هویت برای جفت‌سازی اولیه یا RPA برای جفت‌سازی‌های بعدی دریافت می‌کند.
• جستجوگر درخواست جفت‌سازی مبتنی بر کلید را ارسال می‌کند
  • بیت پرچم ۵ مربوط به درخواست جفت‌سازی مبتنی بر کلید روی ۰ تنظیم شده است.
• ارائه دهنده، پاسخ جفت‌سازی مبتنی بر کلید را با آدرس عمومی در یکی از موارد زیر ارسال می‌کند:
  • اگر از نوع پیام 0x01 استفاده شود، آدرس باید عمومی باشد.
  • اگر از نوع پیام 0x02 استفاده شود
    • بیت-0 باید 0 باشد
    • بیت ۱ باید ۰ باشد
    • آدرس باید عمومی باشد
• جستجوگر با سیستم انتقال BR/EDR پیوند برقرار می‌کند.
  • قابلیت IO برای BR/EDR روی DisplayYesNo تنظیم شده است.
• متقاضی و ارائه دهنده، روش تأیید رمز عبور Fast Pair را انجام می‌دهند.

سناریوی ۲ - وقتی جستجوگر از LEA پشتیبانی می‌کند

قطعات

• ارائه دهنده
  • پشتیبانی از A2DP/HFP/LEA
  • تک جزئی
• جستجوگر
  • پشتیبانی از A2DP/HFP/LEA

رفتار مورد انتظار برای جفت اولیه / جفت بعدی

• ارائه دهنده، داده‌های سرویس جفت‌سازی سریع (0xFE2C) را با آدرس هویت (اولیه) یا RPA (بعدی) تبلیغ می‌کند.
  • از تبلیغات قدیمی استفاده کنید
• جستجوگر درخواست جفت‌سازی مبتنی بر کلید را ارسال می‌کند
  • بیت پرچم ۵ مربوط به درخواست جفت‌سازی مبتنی بر کلید، روی ۱ تنظیم شده است.
• ارائه دهنده پاسخ جفت سازی مبتنی بر کلید را با نوع پیام 0x02 ارسال می کند.
  • بیت-0 باید 0 باشد
  • بیت ۱ باید ۱ باشد
  • آدرس، آدرس شناسایی است
• جستجوگر با اتصال LE موجود در انتقال LE پیوند برقرار می‌کند.
  • جهت CTKD از LE به BR/EDR است
  • قابلیت IO برای LE روی DisplayYesNo تنظیم شده است.
• متقاضی و ارائه دهنده، روش تأیید رمز عبور Fast Pair را انجام می‌دهند.

سناریوی ۳ - زمانی که جستجوگر از LEA و CSIP درگیر پشتیبانی می‌کند

قطعات

• ارائه دهنده
  • پشتیبانی از A2DP/HFP/LEA
  • اجزای چندگانه
    • جزء اصلی BR/EDR/LE است
    • جزء ثانویه فقط LE است
• جستجوگر
  • پشتیبانی از A2DP/HFP/LEA

رفتار مورد انتظار برای جفت اولیه / جفت بعدی

• مؤلفه اصلی، داده‌های سرویس جفت‌سازی سریع (0xFE2C) را با آدرس هویت (اولیه) یا RPA (بعدی) تبلیغ می‌کند.
  • از تبلیغات قدیمی استفاده کنید
• جستجوگر درخواست جفت‌سازی مبتنی بر کلید را به مؤلفه اصلی ارسال می‌کند.
  • بیت پرچم ۵ مربوط به درخواست جفت‌سازی مبتنی بر کلید، روی ۱ تنظیم شده است.
• مؤلفه اصلی، پاسخ جفت‌سازی مبتنی بر کلید را با نوع پیام 0x02 ارسال می‌کند.
  • بیت-0 باید 0 باشد
  • بیت ۱ باید ۱ باشد
  • آدرس به شرح زیر است:
    • آدرس اول، آدرس شناسایی مولفه اصلی است.
    • آدرس دوم، آدرس قابل اتصال برای کامپوننت ثانویه است، کامپوننت دوم نیز از این آدرس برای انجام تبلیغات CSIP استفاده می‌کند.
• جستجوگر با قطعه اصلی روی اتصال LE موجود پیوند برقرار می‌کند.
  • جهت CTKD از LE به BR/EDR است
  • قابلیت IO برای LE روی DisplayYesNo تنظیم شده است.
• جستجوگر با مؤلفه ثانویه که آدرس آن از جفت‌سازی مبتنی بر کلید (Key-based Pairing Extended Response) است، پیوند برقرار می‌کند.
  • قابلیت IO باید DisplayYesNo باشد، در غیر این صورت درخواست جفت شدن را رد کنید
• جستجوگر و ارائه دهنده، رویه محافظت MITM را برای جفت کردن مؤلفه ثانویه انجام می‌دهند، ارائه دهنده باید هر دو سناریو را اجرا کند.
  • حفاظت MITM - اعلان
  • محافظت MITM - بخوانید
• جستجوگر منتظر می‌ماند تا با جزء ثانویه پیوند برقرار کند.

نمودار ترتیبی برای MITM

این جلسه برای توصیف توالی رویه حفاظت MITM است.

دریافت رمز عبور از کامپوننتی که توسط اعلان متصل می‌شود

دریافت رمز عبور از قطعه‌ای که با خواندن به آن متصل شده است

مشکل شناخته شده

FP برای LEA برای کار با اندروید V (اندروید 15) بهینه شده است.

برعکس، ما با مشکلات متعددی در هدست‌هایی که از LEA پشتیبانی می‌کنند اما فاقد پیاده‌سازی صحیح Fast Pair روی LEA هستند (یعنی فقط Fast Pair روی Classic) مواجه شده‌ایم. به طور خاص و برای مثال، زمانی که RPA ارائه‌دهنده توسط کلید حل هویت (IRK) صحیح تولید نمی‌شود و آدرس قابل حل نیست. در حالی که ما نتوانسته‌ایم لیست جامعی از پیکربندی‌های هدست را آزمایش کنیم، آزمایش محدود ما مشکلات مختلفی را نشان داد، از جمله عدم نمایش اعلان‌های باتری هدفون، عدم وجود قابلیت تعویض صدا (SASS)، خرابی‌های گسترده جفت‌سازی اولیه و بعدی و موارد دیگر.

بنابراین، ما اکیداً به شرکا توصیه می‌کنیم که مشخصات Fast Pair-LEA را هم برای دستگاه‌های جدید و هم برای دستگاه‌های موجود در این زمینه (از طریق به‌روزرسانی‌های بی‌سیم) که از حالت‌های دوگانه پشتیبانی می‌کنند، پیاده‌سازی کنند.