结合实例从HCI层分析经典蓝牙连接和配对过程
我们知道，经典蓝牙BREDR的link key协商是在LMP层做的，那么蓝牙Host在鉴权的过程中，会跟BT SOC有哪些交互：
首次配对
- 在HCI Inuqiry找到想要配对的设备后，Host会调用HCI Create Connection命令去连接对方设备，创建ACL连接，如下图，ACL Connection handle = 0x0004：
- ACL连接创建成功后： 蓝牙HOST会去读取时钟偏移，设置Link Policy(支持role swithc, Hold Mode和Sniff Mode),以及读取对方设备的feature和extended feature：需要注意的是extended feature里的SC Host就是说支持Secure connection，也就是蓝牙4.2采用的基于ECDH鉴权加密机制，如下图：
- 接下来蓝牙Host还会读取对方设备的名字，会设置APCF的过滤规则（通过0xFD57命令），然后就开始进入鉴权过程，如下图红色框：
| 步骤 | HCI | 详解 |
|---|---|---|
| 1 | HCI Authentication Requested | 蓝牙host发起鉴权 |
| 2 | HCI Command Status (Success, Command=Authentication Requested) | BTSOC响应OK |
| 3 | HCI Link Key Request | BTSOC请求HOST是否有现成的link key |
| 4 | HCI Link Key Request Negative Reply | HOST找了一通没有发现对方设备的link key |
| 5 | HCI Command Complete (Command=Link Key Request Negative Reply, Success) | BTSOC响应HOST：好的，我知道了，你没有现成的Link key，我会告诉对方设备的 |
| 6 | HCI IO Capability Request | 对方设备要来查询HOST的IO capability |
| 7 | HCI IO Capability Request Reply (IoCapability=Yes/No, HostOobDataPresent=None, Auth=MITM+Dedicated) | HOST告诉对方设备IO Capability是支持显示，并且要求认证需要MIMT，以及Dedicated Bond |
| 8 | HCI Command Complete (Command=IO Capability Request Reply, Success) | BTSOC回应HOST，同时会问对方设备的IO Capbility |
| 9 | HCI IO Capability Response (IoCapability=None, RemoteOobDataPresent=None, Auth=!MITM+General) | 对方设备的IO Capability是不支持显示，也不支持OOB，不要求MIMT，需要General Bonding |
| 10 | HCI User Confirmation Request (Pass=039802) | 经过上面双方交互了IO Capability，双方确定了Numeric comparison配对方式，对方要求显示4个字节字符：039802 ，这里手机上会有一个弹窗显示这几个数字，让用户点击确认 |
| 11 | HCI User Confirmation Request Reply | 用户点击确认，没错，就是这个数字 |
| 12 | HCI Command Complete (Command=User Confirmation Request Reply, Success) | BTSOC把这个用户的确认信息告诉了对方设备 |
| 13 | HCI Simple Pairing Complete (Success) | BTSOC和对方设备经过一番LMP交流计算出最终的link key之后，告诉HOST鉴权成功完成。 |
| 14 | HCI Link Key Notification ( Key=F6E7A1F5:80C01AEF:27F16B1B:75C0B7E5, Type=Unauthenticated-256) | BTSOC告诉HOST Link key，HOST会帮BTSOC保存在本地。 |
| 15 | HCI Authentication Complete (Success, Connection=0x0004) | 鉴权成功结束，皆大欢喜。 |
配对后的连接
如果首次配对结束，蓝牙HOST会保存Link key 在本地，那么下次连接的时候就不需要重新计算Link Key，过程就简单了很多，如下图：
| 步骤 | HCI | 详解 |
|---|---|---|
| 1 | HCI Authentication Requested | 蓝牙host发起鉴权 |
| 2 | HCI Command Status (Success, Command=Authentication Requested) | BTSOC响应OK |
| 3 | HCI Link Key Request | BTSOC请求HOST是否有现成的link key |
| 4 | HCI Link Key Request Reply (14:6C:27:DF:91:B1, Key=26AF7922:13E89779:8D76C776:C35BA8F2) | HOST在本地找到了之前配对过的Link key，然后发给了BTSOC |
| 5 | HCI Command Complete (Command=Link Key Request Reply, Success, 14:6C:27:DF:91:B1) | BTSOC回应了BTHOST给的link key说明没问题 |
| 6 | HCI Authentication Complete (Success, Connection=0x000E) | 鉴权成功结束。 |
配对后，但对方设备的Link Key丢失
- 对方设备如果擦除了Link Key，那么整个流程就要分为两次了： 由于手机端不知道对方设备的Link Key已经丢失，然后会把之前的配对过的Link Key发给对方，但鉴权肯定是不成功的，对方会返回HCI Authentication Complete (PIN Or Key Missing, Connection=0x000C)，如下图：
- 由于手机端收到了PIN Or Key Missing,说明对方Link Key已经不存在了，那么需要重新鉴权协商Link Key，这个过程就跟首次配对的流程是一样的，如下图：
曾经遇到过的问题
之前碰到过一个对方Link key丢失后，手机重新配对，但不会发起A2DP音乐播放的问题，最后通过比较鉴权过程发现有细小差别：
差别就在于对方设备回复的HCI IO Capability Response ，里面有个Authentication Requirement，正常情况下是0x04，异常情况下是0x00，然后查看Core Spec：
应该是手机看到这个设备不需要Bonding，所以不会发起A2DP等服务的SDP查询，近而不会进行A2DP播放。