1.简介

        一个BLE设备，可以使用两种类型的地址（一个BLE设备可以同时具备两种地址）：Public Device Address（公共设备地址）和Random Device Address（随机设备地址）。而Random Device Address又分为Static Device Address（静态设备地址）和Private Device Address（私密设备地址）两类。其中Private Device Address又可以分为Non-resolvable Private Address（不可解析私密地址）和Resolvable Private  Address（可解析私密地址）。关系如下图：

 2.公共设备地址Public Device Address

        在通信系统中，设备地址是用来唯一识别一个物理设备的。如TCP/IP网络中的MAC地址、传统蓝牙中的蓝牙地址等等。对设备地址而言，一个重要的特性，就是唯一性（或者说一定范围内的唯一性），否则很有可能造成很多问题。蓝牙通信系统也不例外。

        对经典蓝牙（BR/EDR）来说，其设备地址是一个48bits（6字节）的数字，称作“48-bit universal LAN MAC address”（和电脑的MAC地址一样）。正常情况下，该地址需要向IEEE申请购买。通过付费，来保证地址的唯一性。这种地址分配的方式，在BLE中也保留了下来，也就是Public Device Address（公共设备地址）。Public Device Address由24-bit的company_id和24-bit的company_addigned组成，如下图所示：

        高24位是公司标示，低24位公司内部自己赋值。

3.随机设备地址 Random Device Address

        目前而言，只有Public Device Address明显不够用了，有如下原因：

1. Public Device Address需要向IEEE购买。虽然不贵，但是一笔不小的开销。
2. Public Device Address的申请与管理是相当繁琐、复杂的一件事情，再加上BLE设备的数量众多，导致维护成本巨大。
3. 安全因素。BLE很大一部分的应用场景是广播通信，这意味着只要知道设备的地址，就可以获取所有的信息，显然是不安全的。因此，固定的设备地址，加大了信息泄漏的风险。

        为了解决上述问题，BLE协议新增了一种地址：Random Device Address（随机设备地址），即设备地址不是固定分配的，而是在设备启动后随机生成的。根据不同的目的，Random Device Address分为Static Device Address（静态设备地址）和Private Device Address（私密设备地址）两类。 

3.1 静态设备地址 Static Device Address

        Static Device Address是设备在上电时随机生成的地址，格式如下：

Static Device Address静态设备地址的特性可总结为：

1. 最高两个bit为“11”
2. 剩余的46bits是一个随机数，不能全为0，也不能全为1.
3. 在一个上电周期内保持不变
4. 下一次上电的时候可以改变。但不是强制的，因此也可以保持不变。如果改变，上次保存的连接等信息，将不再有效。

Static Device Address静态设备地址的使用场景可总结为：

1. 46bits的随机数，可以很好的解决“设备地址唯一性”的问题，因为两个地址相同的概率很小。
2. 地址随机生成，可以解决Public Device Address申请所带来的费用和维护问题。 

3.2 私密设备地址 Private Device Address

        Static Device Address通过地址随机生成的方式，解决了部分问题，Private Device Address则更进一步，通过定时更新和地址加密两种方法，提供蓝牙地址的可靠性和安全性。根据地址是否加密，Private Device Address又分为两类，Non-resolvable Private Address（不可解析私密地址）和Resolvable Private Address（可解析私密地址）。

3.2.1 不可解析私密地址 Non-resolvable Private Address

        Non-resolvable Private Address和Static Device Address类似，不同之处在于，Non-resolvable Private Address会定时更新。更新的周期是由GAP规定的，称为T_GAP(private_addr_init)，建议值是15分钟。其格式如下：

         特征可总结为：

1. 最高两个bit为“00”
2. 剩余的46bits是一个随机数，不能全部为0，也不能全部为1.
3. 以T_GAP(private_addr_init)为周期，定时更新。

注：Non-resolvable private address在实际中并不常用，因为地址经常变动，所以应用场景不多。

3.2.2 可解析私密地址 Resolvable Private Address

        Resolvable Private Address 是通过一个随机数和一个称为identity resolving key（IRK）的密码生成的。因此只能被拥有相同IRK的设备扫描到，可以防止被未知设备扫描和跟踪。格式如下：
 

 特征如下：

1. 由两部分组成：

• 高位24bits是随机数部分，其中最高两个Bit为"10"，用于标识地址类型
• 低位24bits是随机数和IRK经过hash运算得到的hash值，运算的公式为hash=ah(IRK,prand)。

1. 当对端BLE设备扫描到该类型的蓝牙地址后，会使用保存在本机的IRK，和该地址中的prand，进行相同的hash运算，并将运算结果和地址中的hash字段比较。只有相同的情况，在进行后续的操作。这个过程被称为resolve（解析）。这也是Non-resolvable private address/Resolvable private address命名的由来。如果不同则继续用下一个IRK做上面的过程，直到找到一个关联的IRK或一个也没找到。
2. 以T_GAP（private_addr_init）为周期，定时更新。哪怕在广播、扫描、已连接等过程，也可能改变。
3. Resolvable private address不能单独使用。如果需要使用相同该类型的地址，设备要同时具备Public Device Address或者Static device address中的一种。