Windows、Linux多系统共享蓝牙设备

Windows、Linux多系统共享蓝牙设备

近来遇到一个新问题，就是双系统共享蓝牙鼠标。因为一直喜欢在Windows、Linux双系统之间来回切换，而每次切换系统蓝牙就必须重新配对，当然，通过网络成功解决了问题。

通过这个问题，稍微增加了一点对蓝牙了理解，这也是哪怕没有完全弄懂也能照搬照套成功的原因。因为网上找到的方案后面很多评论说不行，可能就是因为生搬硬套而某些细节没注意到吧。

首先，要理解为什么蓝牙要配对，而普通的无线鼠标以及其他一些无线设备不需要配对。不需要配对的其实非常不可靠，单独使用可能感受不到，当在很近的距离内使用多套无线鼠标或者无线话筒，就会发现相互干扰的现象，因为它们都是基于一个简单的标签或者信道来区分，而这种划分很容易重复。既便是MAC地址这种有统一分配机构的方案，但并不能防止未经分配就使用的情况，仍然有可能发生地址冲突。而蓝牙就考虑得比较充分，除了同样使用MAC地址这种标识设备的方案外，连接协议还增加了配对这个过程，也就是通信前产生一个足够随机的密钥来对通信进行加密，并不完全依赖有可能会冲突的设备地址。当然，设备是可以记住之前协商的通信密钥的，并不需要每次使用都要配对。而有些设备可以记住多个密钥，所以就可以和多个设备通信，虽然不一定是同时，但至少可以不用再次配对。像我的车载蓝牙就可以与多个手机配对，但同时只能连一个。而一般鼠标、耳机就只能记住一个密钥，所以它们和别的设备配对后，哪怕与原来配对过的设备连接，仍然需要重新配对，因为密钥已经变过了。不需要掌握蓝牙协议，只需要理解上述这些，那么解决多系统共享蓝牙的问题只需要找到配对成功后的密钥信息，把它们替换成同一个。当然，鼠标、耳机这些设备上的信息没法找，但是可以找操作系统记录的，然后修改它。

Windows记录蓝牙连接信息的地方毫无疑问是注册表，但是这部分键值是隐藏的，需要用到PSEXEC这个工具才能够查看和修改。

在以管理员方式找开的命令行窗口下，用psexe -si regedit打开注册表编辑器，在HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\BTHPORT\Parameters\Keys<本机蓝牙 MAC><鼠标蓝牙 MAC>下就可以找到蓝牙鼠标的配对信息。以我现在这个鼠标为例如下：

Windows Registry Editor Version 5.00[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Services\BTHPORT\Parameters\Keys\d4f32dd11356]
"CentralIRK"=hex:62,39,a1,04,42,1e,48,07,db,01,d6,85,52,5e,77,3e[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Services\BTHPORT\Parameters\Keys\d4f32dd11356\d10038413433]
"LTK"=hex:81,e3,b2,26,c5,95,2d,ea,8f,25,20,32,16,42,6b,5c
"KeyLength"=dword:00000010
"ERand"=hex(b):4d,d9,3a,6a,d2,15,70,da
"EDIV"=dword:00001c7e
"IRK"=hex:b9,7b,43,48,d5,27,9d,44,12,5c,70,ac,63,ca,f0,e5
"Address"=hex(b):33,34,41,38,00,d1,00,00
"AddressType"=dword:00000001
"CEntralIRKStatus"=dword:00000001
"AuthReq"=dword:0000002d[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Services\BTHPORT\Parameters\Keys\d4f32dd11356\d10238413433]
"LTK"=hex:47,96,a1,e8,41,aa,0f,be,05,7c,e3,5a,f2,6c,f0,55
"KeyLength"=dword:00000010
"ERand"=hex(b):5e,17,be,55,f0,41,fa,83
"EDIV"=dword:000069b8
"IRK"=hex:99,b6,88,4f,a4,2d,09,45,35,e7,d1,55,66,a0,2d,4b
"Address"=hex(b):33,34,41,38,02,d1,00,00
"AddressType"=dword:00000001
"CEntralIRKStatus"=dword:00000001
"AuthReq"=dword:0000002d

这里因为配对了两次，所以有两条记录，Address有一位发生了变化。键路径的最后一段也是，所以它们应该是Address的不同表示方式。

而Linux下蓝牙的配对信息是在/var/lib/bluetooth/<本机蓝牙 MAC>/<鼠标蓝牙 MAC>下的info文件中，同样以我的已经配对好的为例，长这样。

[General]
Name=RAPOO BT MOUSE
Appearance=0x03c2
AddressType=static
SupportedTechnologies=LE;
Trusted=true
Blocked=false
WakeAllowed=true
Services=00001800-0000-1000-8000-00805f9b34fb;00001801-0000-1000-8000-00805f9b34fb;0000180a-0000-1000-8000-00805f9b34fb;0000180f-0000-1000-8000-00805f9b34fb;00001812-0000-1000-8000-00805f9b34fb;00010203-0405-0607-0809-0a0b0c0d1912;[IdentityResolvingKey]
Key=99B6884FA42D094535E7D15566A02D4B[LongTermKey]
Key=4796A1E841AA0FBE057CE35AF26CF055
Authenticated=0
EncSize=16
EDiv=27064
Rand=-8936758010076850338[PeripheralLongTermKey]
Key=15C2CB0F3B2EA50D6D5602053C207479
Authenticated=0
EncSize=16
EDiv=23906
Rand=7133880575682007210[SlaveLongTermKey]
Key=15C2CB0F3B2EA50D6D5602053C207479
Authenticated=0
EncSize=16
EDiv=23906
Rand=7133880575682007210[ConnectionParameters]
MinInterval=8
MaxInterval=8
Latency=44
Timeout=300[DeviceID]
Source=2
Vendor=9354
Product=33382
Version=1

内容很多，但只是解决共享问题肯定不必全部改，应该只改和密钥相关部分就行了。而且像EncSize明显表示密钥长度的，肯定也是不需要改的。所以要改的其实很少。对照两个系统的记录格式，容易发现Linux下除了Key类型的是用16进制外，其他都是10进制，而Windows下都是16进制。所以修改的话就涉及到16进制与10进制的转换。基于Linux命令行的强大，修改Linux要方便得多，当然，反过来也不是不行。总之只需要修改一边与另一边一致就行了。剩下就是找键之间的对应关系了，其实也挺简单，Linux这边基本上是单词，Windows这边是缩写：

  • IdentityResolvingKey=IRK->CentralIRK 意识是身份解析密钥，既然是身份那一个设备只应该有一个，所以Windows这边还加了Centra表示中心的意思，在注册表里面位于主键下，而两次配对的信息分别在两个子键下，这很好找。
  • LongTermKey=LTK->LTK 这个是长期密钥。LongTermKey这一节下面又有几项目，其中的Key对应注册表的LTK就不必说了
  • EncSize->KeyLength 都是密钥长度的意思，一边是16一边是10，前面已经提过，这不需要改
  • EDiv->EDiv 两边名称一样，很容易对上。这个是加密算法里面的除数（因子），应该会不同，需要修改
  • Rand->ERand Windows这边多了个E而已，也很容易对上。这个是随机数，每次配对肯定不同，肯定要修改
  • Authenticated 找不到对应，这样一个过去式单词，应该是表示状态的，应该是不需要修改。

Linux下还有PeripheralLongTermKey、SlaveLongTermKey这两节，Windows这边都没有，不过，从名称来看，一个是阶段性长期key一个是从长期key，应该在配对好之后就不用了，所以先不管。其他不管是Windows这边多余的还是Linux多余的，看样子也是表示标识或状态的，因为关键的就那些东西，就先不管了。

下面只剩转换的问题了。

  • IRK、LTK这两个，都是16进制串，只剩下逗号分割和字母大小写问题。高手已经写好转换命令了，这样：echo ‘e3,c0,b2,8e,64,2b,12,16,d8,c2,d7,d4,59,55,92,cd’ | tr a-z A-Z | sed ‘s/[[:punct:]]//g’
  • ERand这个就不是16进制串了，就是一个数，但是在注册表的类型是hex(b)，多了个b表示是大端序，所以转换要先反转再换成10进制。16进制转10进制命令为：echo $((16#DA7015D26A3AD94D))
  • 同理，Address也是hex(b)类型，也要反序。只不过反序过来直接修改目录，不用换10进制，MAC地址只有48位，多余那两个00明显是不需要的，其实反过来再去掉0就跟键路径最后一段一样了。当然，在Linux下改目录名要按照Linux原来目录名的格式也就是把字母大写并且用:分隔字节。

基本上就这些了。再具体就变成抄别人的了。在网上查资料的过程中，蓝牙协议好像不单只有目前我的鼠标这一种（子协议），但是道理应该是差不多的，只是达到共用的目的的话，按照前面的办法应该搞得定。当然，前提得知道这些信息记录保存在哪，这也是认识并不深但仍然记这一篇的原因吧。

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