新一代藍牙5.3到底有哪些新東西

1 概述

2021年7月，藍牙官方組織SIG釋放了代碼Syndney的5.3版本藍牙核心協(xié)議文檔，此版本仍在第5個大版本中，屬于小功能升級，那這個版本帶來了哪些功能升級呢？

1.1 AdvDataInfo in Periodic Advertising

同步廣播是藍牙5.0增加的功能，藍牙5.0開始對藍牙廣播功能有了較大的升級，增加了可選的廣播信道以及可選的廣播類型，單個廣播內(nèi)容長度也由原本31個字節(jié)增加到255個字節(jié)。

藍牙5.3中，在Sync廣播類型中，增加了可選的AdvDataInfo(ADI)描述。

下圖是5.3版本中，SYNC_IND廣播支持了可選的ADI描述。

而在5.2的版本中，SYNC_IND廣播并不支持ADI。

從修改點看，這是一個小修改，而且目前同步廣播并沒有較多的應用場景，SIG修改此處，不排除后期有應用會使用此功能。

1.2 Host to Controller Encryption Key Control Enhancements

這個修改點是針對安全的，2018年曾爆出，藍牙（經(jīng)典藍牙）加密密鑰長度的可協(xié)商策略導致很大一部分芯片和藍牙協(xié)議棧可被（Key Negotiation of Bluetooth, KNOB）攻擊，攻擊者可以修改加密密鑰長度至1個字節(jié)，之后的整個加密將極易破解，形同虛設。

關于KNOB攻擊，可參考如下文章。

https://topic.atatech.org/articles/173726

在KNOB攻擊被爆出后，藍牙官方組織SIG要求藍牙芯片廠商，協(xié)議棧和操作系統(tǒng)廠商升級，以彌補這個漏洞，然后承諾將在藍牙協(xié)議版本升級中解決。

藍牙5.3版本中，通過增加一條加密密鑰長度的控制指令來解決安全問題。

通過此條指令，操作系統(tǒng)可以設置最小加密密鑰長度，如果協(xié)商者想?yún)f(xié)商小于此長度的加密密鑰，將會被拒絕。

1.3 LE Enhanced Connection Update

基于低功耗的連接功能增強，5.3版本中增加了一個Connection Subrating的功能，這個功能通過調(diào)整連接間隔的方式，可以快速降低藍牙的功耗。

藍牙是一個低速設備，其在保持連接狀態(tài)下的功耗與藍牙的連接參數(shù)有較大的關系，一般無數(shù)據(jù)傳輸時，可以通過修改連接參數(shù)，將參數(shù)中的交互間隔擴大來降低功耗，而當需要有數(shù)據(jù)傳輸時，則通過降低交互間隔來提高傳輸帶寬。

藍牙5.3中，增加了一個快速修改的機制，不修改交互間隔，僅修改交互因子，交互因子決定了多少個交互間隔才進行一次實際的交互。

目前看，也僅僅是個小功能。

1.4 LE Channel Classification

Channel Classification是經(jīng)典藍牙在1.2就引入的功能，藍牙使用的2.4G是一個公用頻段，藍牙技術通過跳頻技術能解決頻段被占用的問題，到了藍牙1.2版本時，引入了AFH自適應跳頻技術，這個技術通過標記信道的方式來標記哪些信道是干凈可用的，哪些信道干擾大，然后每隔一段時間重設可用信道組來降低被干擾的風險。由于重設信道的功能只能由Master發(fā)起，Slave可以通過Channel Classification將信道狀態(tài)上報給Master做參考。

到了藍牙4.0標準后，增加了低功耗藍牙（簡稱LE）技術，其中AFH跳頻在低功耗藍牙上本身支持，Master通過重設信道組的方式來降低干擾，藍牙5.3增加了Channel Classification后，Slave設備即可和經(jīng)典藍牙一樣，將信道評估狀況發(fā)給Master。這有利于改善低功耗藍牙的抗干擾能力。

1.5 Remove AMP

這可能是藍牙5.3的最大修改點了，但這個不是增加功能，反而是在減少功能，AMP是藍牙3.0增加了一個高速物理層HS，用于提供高達24Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率，不過3.0版本中并沒有自己設計一個物理層，而是直接使用了WI-FI的物理層，這為藍牙提供了一個高速通道。

藍牙HS高速通道一直推展不順利，并沒有什么應用使用到這個高速物理層，且高速物理層反而帶來了功耗與成本問題，所以在5.3中被刪除。

這個表明，藍牙基本放棄了高速領域和其他無線技術的競爭，專注于低功耗低成本領域。

2 總結

從目前看，新出的藍牙5.3標準并沒有大范圍的功能更新，甚至不如5.1和5.2更新的功能多。不過從中可以看出，即便更新，也主要是LE低功耗藍牙做更新，經(jīng)典藍牙除非是安全問題，基本已經(jīng)停更了。甚至一些不常用功能會直接刪除出協(xié)議。AMP被刪并不是一個個例，早在5.0版本時，一個不常用的經(jīng)典藍牙低功耗機制---Park State就被刪除出協(xié)議。

另一個擺在藍牙組織面前的問題，藍牙標準雖在不停的推陳出新，但應用遲遲跟不上。以藍牙5.2引入的LE Audio為例，基本仍在Demo階段，藍牙5.1的尋向也僅僅小規(guī)模應用，其他諸如5.0引入的2M物理層，長距離功能都應用的非常有限，反而是10年未更新的經(jīng)典藍牙大放異彩，在蘋果革命性的TWS耳機Airpods后，其他各家跟進，年出貨以億計。