iBeacon 数据加密（广告模式）答案

【问题标题】：iBeacon Data Encryption (Advertising Mode)iBeacon 数据加密（广告模式）
【发布时间】：2017-01-07 21:41:02
【问题描述】：

我的目标是加密 iBeacon 数据（UUID+MajorID+MinorID：20 字节），最好包含时间戳（加密和明文），因此总计约为 31/32 字节。正如您已经发现的那样，这超出了允许的最大 iBeacon 数据（31 个字节，包括 iBeacon 前缀和 tx 功率）。因此，加密只能通过创建自定义信标格式而不是 iBeacon 格式来工作？谈论加密：我会考虑使用使用 CBC 操作模式的对称密码（以避免由于重复而导致解密，最重要的是避免密文调整导致 UUID 更改，Major-/MinorID）。将IV（初始化向量）公开（未加密）不是问题，对吧？请记住，iBeacons 在广告模式下工作（仅传输），无需事先连接，因此我无法在发送任何数据之前交换初始化向量 (IV)。使用最合适的密码算法应该考虑哪些因素？ AES-128 可以吗？有或没有填充方案？我也考虑过 AES-GCM 星座，但由于使用的广告模式，我不认为它真的有必要/适用。我应该如何交换会话令牌？此外，在我的情况下没有真正的会话，iBeacons 24/7 全天候发送数据，开放式，没有真正的连接初始化。假设一个系统包含 100 个 iBeacon、20 个设备和 1 个应用程序。每个 iBeacon 定期（即 500 毫秒）发送数据，由附近的设备通过 BLE 接收，然后通过 udp 将数据转发给应用程序。所以系统总览关系为：

n 个 iBeacons -(ble)- k 个设备 -(udp)- 1 个应用程序

是否可以在每个 iBeacon 上使用相同的加密密钥？如果我要使用元组（iBeacon Id / 加密密钥），我还必须将 iBeacon Id 添加到每个数据包中，从而能够在字典中查找密钥。数据应该在设备上解密还是只在应用程序的后期才解密？

【问题讨论】：

你能说明你的最大数据长度吗？只允许 31 个字节，或者？
@Luke：iBeacon允许31字节的数据，而一般使用30字节(9(iBeacon前缀)/16(UUID)/2(MajorId)/2(MinorId)/1(TX Power ))。
如果您想要完全的安全性，31 个字节的使用并不多。考虑 CTR 模式而不是 CBC。
您没有说明接收信息的目标平台，但在 iOS 上必须提供您正在寻找的 iBeacons 的 UUID；您不能随意扫描 iBeacons。这意味着您只有 64 位来编码您的数据（主要和次要）。
@Luke：谢谢你的提示。

标签： encryption bluetooth-lowenergy ibeacon ads

【解决方案1】：

您可以查看Eddystone-EID spec，了解 Google 如何尝试解决类似问题。

我不是您提出的所有问题的专家，但我认为 Google 为您的第一个问题提供了一个很好的解决方案：您如何才能让您的加密有效负载适合可用的少量字节信标包？

他们的回答是：你不知道。他们通过截断加密的有效负载来生成哈希，然后使用在线服务“解析”这个哈希并查看它是否匹配来解决这个问题您的任何信标。在线服务只是对您注册的每个信标执行相同的哈希算法，并查看它是否在该时间段内得出相同的值。如果是这样，它可以将加密的哈希标识符转换为有用的。

在您使用这种方法走得太远之前，请务必考虑@Paulw11 的观点，即在 iOS 设备上，您必须预先知道 16 字节 iBeacon UUID，否则操作系统会阻止您读取数据包的其余部分。因此，如果使用 iBeacon，您可能必须坚持使用 Android 平台，或者切换到类似的 AltBeacon 格式，在 iOS 上没有此限制。

【讨论】：

【解决方案2】：

感谢您的精彩帖子，我之前没有听说过 Eddystone 规范，它确实值得研究，它的最大有效负载长度为 31 字节，就像 iBeacon 一样。在论文中写道，一般来说，它是时间戳值的加密（从预定义的纪元开始）。我的处理步骤是否正确？

为每个信标定义密钥 (EIK) 并与另一个解析器或服务器共享这些密钥（如果存在没有在线资源的星座）；
使用 PRF（如 AES CTR）在服务器上创建查找表；
使用 PRF（即 AES CTR？）加密信标上的时间戳，并将 Eddystone 格式的数据发送到解析器/服务器；
服务器将收到的密文与查找表中的条目进行比较，从而知道信标 id，因为每个信标都有唯一的密钥，从而导致不同的密文
它与 AES-EAX 的工作方式是否相同？我必须在算法中输入一个 IV（nonce 值）以及密钥和消息？另一端会构建相同的元组来比较密文和标签'？

问题：IRK（身份解析密钥）呢，它是什么？哪个随机数将用于 AES CTR？每个信标会使用相同的随机数吗？解析器/服务器也必须知道它。时间同步呢？信标和解析器/服务器之间没有真正的连接，但是否假设两端都与同一时间服务器同步？或者如果2011年一端工作，而2017年解析器已经到来，信标和解析器/服务器应该如何获得相同的密文？

【讨论】：