本發(fā)明涉及藍(lán)牙無(wú)線應(yīng)用技術(shù)，尤其涉及一種基于低功耗藍(lán)牙(bluetoothlowenergy，ble)廣播包技術(shù)的鑒權(quán)方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有藍(lán)牙數(shù)據(jù)鑒權(quán)技術(shù)普遍是利用主、從設(shè)備進(jìn)行配對(duì)來(lái)建立藍(lán)牙連接，其通過(guò)加密數(shù)據(jù)通道的方式實(shí)現(xiàn)鑒權(quán)信息的加密傳輸。但是，該方法存在兩個(gè)弊端：其一，藍(lán)牙協(xié)議棧中的標(biāo)準(zhǔn)加密方式通常采用開(kāi)源的標(biāo)準(zhǔn)化方式，安全性較低；其二，建立藍(lán)牙連接的過(guò)程中即便省略了配對(duì)過(guò)程，單純建立藍(lán)牙連接也需要2～3秒鐘時(shí)間。由此，現(xiàn)有藍(lán)牙數(shù)據(jù)鑒權(quán)技術(shù)，鑒權(quán)所需時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，這會(huì)造成用戶體驗(yàn)欠佳，若將其應(yīng)用于對(duì)即時(shí)性通信要求較高的鑒權(quán)應(yīng)用場(chǎng)景，該弊端是無(wú)法接受的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于低功耗藍(lán)牙(bluetoothlowenergy，ble)廣播包技術(shù)的鑒權(quán)方法，以解決單次完整的鑒權(quán)信息傳遞時(shí)耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，影響用戶體驗(yàn)的問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于低功耗藍(lán)牙廣播包技術(shù)的鑒權(quán)方法，包括如下步驟：

a、同步時(shí)間碼的步驟：由鑒權(quán)發(fā)起者通過(guò)藍(lán)牙交互或網(wǎng)絡(luò)交互與服務(wù)器時(shí)間取得同步時(shí)鐘或在服務(wù)器端記錄時(shí)間碼差時(shí)信息；

b、鑒權(quán)發(fā)起者加密鑒權(quán)數(shù)據(jù)的步驟：由鑒權(quán)發(fā)起者將鑒權(quán)需用到的信息通過(guò)預(yù)設(shè)的加密算法與私鑰—時(shí)間碼進(jìn)行運(yùn)算，生成加密數(shù)據(jù)廣播包；

c、鑒權(quán)發(fā)起者發(fā)送所述加密鑒權(quán)數(shù)據(jù)的步驟：鑒權(quán)發(fā)起者按照一定頻率 將加密鑒權(quán)數(shù)據(jù)通過(guò)低功耗藍(lán)牙ble廣播包向外發(fā)出；

d、鑒權(quán)接收者接收并判斷鑒權(quán)行為的步驟：鑒權(quán)接收者按照一定頻率接受附近所有廣播包信號(hào)，并判斷信號(hào)強(qiáng)度符合約定強(qiáng)度的廣播包選擇進(jìn)行解密；

e、鑒權(quán)接收者解密加密鑒權(quán)數(shù)據(jù)的步驟：鑒權(quán)接收者將服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間碼通過(guò)步驟a中同步的時(shí)間碼差時(shí)信息進(jìn)行運(yùn)算后，通過(guò)相應(yīng)的解密算法還原原始鑒權(quán)數(shù)據(jù)，最后再交給后續(xù)鑒權(quán)程序完成鑒權(quán)過(guò)程。

其中，所述鑒權(quán)發(fā)起者、鑒權(quán)接收者為帶有藍(lán)牙通訊模塊的電子產(chǎn)品。

若鑒權(quán)發(fā)起者為智能藍(lán)牙手環(huán)時(shí)，由服務(wù)器記錄智能藍(lán)牙手環(huán)的時(shí)間后運(yùn)算出與服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間差，并記錄所述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間差帶入后續(xù)解碼過(guò)程。

若鑒權(quán)發(fā)起者為智能手機(jī)時(shí)，由智能手機(jī)中運(yùn)行的鑒權(quán)程序中的加密用時(shí)間校準(zhǔn)至服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

步驟c中，鑒權(quán)發(fā)起者每間隔一定時(shí)間間隔將原始鑒權(quán)信息與時(shí)間碼重新進(jìn)行加密后通過(guò)廣播包發(fā)出。

鑒權(quán)數(shù)據(jù)信息的容量為0～37bytes。

步驟d所述信號(hào)的約定強(qiáng)度具體為設(shè)備間距。

本發(fā)明所提供的基于低功耗藍(lán)牙廣播包技術(shù)的鑒權(quán)方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明方法，相對(duì)于傳統(tǒng)的建立藍(lán)牙連接進(jìn)行鑒權(quán)的方式，具備了藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸響應(yīng)時(shí)間200毫秒的快速鑒權(quán)體驗(yàn)(根據(jù)設(shè)定的廣播包發(fā)包頻率決定)。同時(shí)解決了藍(lán)牙4.0ble廣播包公開(kāi)廣播保密性差的問(wèn)題。

對(duì)于智能手環(huán)產(chǎn)品可僅修改產(chǎn)品固件，平滑支持本發(fā)明功能。對(duì)于智能手機(jī)用戶，既達(dá)到快速刷手機(jī)鑒權(quán)的體驗(yàn)，又避免了其他快速鑒權(quán)技術(shù)在智能手機(jī)產(chǎn)品上普及率差的情況。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明基于ble廣播包技術(shù)的鑒權(quán)方法中采用的對(duì)稱式時(shí)間碼輪鑰加解密方式示意圖；

圖2為本發(fā)明在鑒權(quán)程序中的加密用時(shí)間校準(zhǔn)至服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間過(guò)程示意 圖；

圖3為本發(fā)明采用的ble廣播包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的基于低功耗藍(lán)牙廣播包技術(shù)的鑒權(quán)方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

藍(lán)牙4.0ble協(xié)議中廣播包是一種低功耗的廣播指定數(shù)據(jù)的技術(shù)，接收端收到附近藍(lán)牙設(shè)備發(fā)出的廣播包信息后，可根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行發(fā)射端設(shè)備與接收端設(shè)備直線無(wú)阻隔距離的判斷，且越靠近判斷越準(zhǔn)確。結(jié)合此兩項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超近距離(貼近設(shè)備)完成數(shù)據(jù)傳輸與確認(rèn)的行為。但藍(lán)牙4.0ble廣播包技術(shù)是以明文進(jìn)行少量數(shù)據(jù)傳輸方式，自身并不具備加密安全性，故需再引入某種加密機(jī)制。因此，本發(fā)明采用了對(duì)稱式時(shí)間碼輪鑰加密方式，其具體流程如圖1所示，包括如下步驟：

步驟11：同步時(shí)間碼的步驟。鑒權(quán)發(fā)起者(如藍(lán)牙手環(huán)、智能手機(jī)等帶有藍(lán)牙通訊模塊的電子產(chǎn)品)通過(guò)藍(lán)牙交互或網(wǎng)絡(luò)交互與服務(wù)器時(shí)間取得同步時(shí)鐘或在服務(wù)器端記錄時(shí)間碼差時(shí)信息。由于各設(shè)備內(nèi)用于時(shí)鐘穩(wěn)定運(yùn)行的晶振品質(zhì)無(wú)法得到完全一致，故需要間隔一段時(shí)間進(jìn)行時(shí)間碼同步工作。此步驟對(duì)于鑒權(quán)發(fā)起者是智能藍(lán)牙手環(huán)時(shí)，可由服務(wù)器記錄智能手環(huán)的時(shí)間后運(yùn)算出與服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間差，并記錄時(shí)間差帶入后續(xù)解碼過(guò)程。對(duì)于鑒權(quán)發(fā)起者是智能手機(jī)時(shí)，可將智能手機(jī)中運(yùn)行的鑒權(quán)程序中的加密用時(shí)間校準(zhǔn)至服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，如圖2所示。

步驟12：鑒權(quán)發(fā)起者加密鑒權(quán)數(shù)據(jù)的步驟。鑒權(quán)發(fā)起者將鑒權(quán)需用到的信息通過(guò)預(yù)設(shè)的加密算法與私鑰—時(shí)間碼進(jìn)行運(yùn)算，生成加密數(shù)據(jù)廣播包。

步驟13：鑒權(quán)發(fā)起者發(fā)送加密鑒權(quán)數(shù)據(jù)的步驟。鑒權(quán)發(fā)起者按照一定頻率將加密鑒權(quán)數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙4.0ble廣播包向外發(fā)出，鑒權(quán)發(fā)起者每間隔一定時(shí)間(與服務(wù)器約定好的時(shí)間間隔)將原始鑒權(quán)信息與時(shí)間碼重新進(jìn)行加密后通過(guò)廣播包發(fā)出，并以此輪回。每次就艾米鑒權(quán)數(shù)據(jù)最大容量可達(dá)37bytes，如圖 3所示。

步驟14：鑒權(quán)接收者接收并判斷鑒權(quán)行為的步驟。鑒權(quán)接收者(如藍(lán)牙手環(huán)、智能手機(jī)等帶有藍(lán)牙通訊模塊的電子產(chǎn)品)按照一定頻率接受附近所有廣播包信號(hào)，并判斷信號(hào)強(qiáng)度符合約定強(qiáng)度(設(shè)備間距)的廣播包選擇進(jìn)行解密。

步驟15：鑒權(quán)接收者解密加密鑒權(quán)數(shù)據(jù)的步驟。鑒權(quán)接收者將服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間碼通過(guò)步驟11中同步的時(shí)間差值進(jìn)行運(yùn)算后，通過(guò)相應(yīng)的解密算法還原原始鑒權(quán)數(shù)據(jù)，再交給后續(xù)鑒權(quán)程序完成鑒權(quán)過(guò)程。

本發(fā)明的鑒權(quán)方法，可通過(guò)軟件平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)與實(shí)施，適用的應(yīng)用場(chǎng)景，包括但不限于：

其一，游樂(lè)園場(chǎng)景出租藍(lán)牙手環(huán)鑒權(quán)通過(guò)閘機(jī)、支付、存包柜存取等場(chǎng)景。

對(duì)于商戶出租式藍(lán)牙手環(huán)，可在分發(fā)手環(huán)綁定會(huì)員賬戶時(shí)，在服務(wù)器端進(jìn)行手環(huán)時(shí)鐘碼的差值記錄。而后通過(guò)本發(fā)明中的廣播包進(jìn)行與其他設(shè)備的鑒權(quán)工作。對(duì)于此類場(chǎng)景，可以將智能手環(huán)內(nèi)的加速度傳感器對(duì)運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)加入算法中，即當(dāng)手環(huán)系統(tǒng)檢測(cè)到自身未處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下時(shí)，可將加密鑒權(quán)數(shù)據(jù)包發(fā)包頻率自動(dòng)調(diào)低，在檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)再調(diào)回高頻率發(fā)包速率，此種優(yōu)化可以起到進(jìn)一步延長(zhǎng)手環(huán)續(xù)航時(shí)間，節(jié)約商戶的對(duì)藍(lán)牙手環(huán)充電維護(hù)造成的運(yùn)維成本。

其二，個(gè)人用戶場(chǎng)景下的智能手機(jī)、智能手環(huán)鑒權(quán)通過(guò)閘機(jī)、門(mén)禁等場(chǎng)合。

對(duì)于個(gè)人用戶場(chǎng)景，同步時(shí)間碼的步驟可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，每次開(kāi)啟app應(yīng)用程序或?qū)⑹汁h(huán)連接至手機(jī)同步健康數(shù)據(jù)時(shí)，便對(duì)鑒權(quán)發(fā)起者進(jìn)行時(shí)鐘碼同步校準(zhǔn)工作。而后通過(guò)本發(fā)明中的廣播包進(jìn)行與其他設(shè)備的鑒權(quán)工作。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于低功耗藍(lán)牙廣播包技術(shù)的鑒權(quán)方法，包括：A、同步時(shí)間碼的步驟；B、鑒權(quán)發(fā)起者加密鑒權(quán)數(shù)據(jù)的步驟；C、鑒權(quán)發(fā)起者發(fā)送所述加密鑒權(quán)數(shù)據(jù)的步驟；D、鑒權(quán)接收者接收并判斷鑒權(quán)行為的步驟；E、鑒權(quán)接收者解密加密鑒權(quán)數(shù)據(jù)的步驟。采用本發(fā)明的鑒權(quán)方法，能夠解決現(xiàn)有藍(lán)牙設(shè)備的鑒權(quán)信息傳遞時(shí)耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，影響用戶體驗(yàn)的不足。

技術(shù)研發(fā)人員：曲德君;董策;曹大軍;王辰辰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海新飛凡電子商務(wù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.23
技術(shù)公布日：2017.10.03