2024 年 5 月 9 日在墨尔本的/dev/world的演讲记录与幻灯片，主题为“Bluetooth Low Energy On All The Things”，视频可在 AUC 的 YouTube 频道观看。

• 离线优先应用与 BLE 的优势：介绍离线优先应用概念，即使离线也能工作并同步数据，BLE 可实现客户端在未连接服务器时协作共享数据，提升用户体验，BLE 范围广、无需持续交互、可后台运行且跨平台兼容，但速度相对较慢且使用较复杂。
• BLE 工作原理：BLE 设备有“中央”（客户端）和“外围”（服务器）两种角色，现代 iPhone 开放状态下范围超 100 米，可创建大型设备 mesh。连接时 BLE 基于 GATT 协议，特性可组织为服务并由 UUID 标识，特性数据量小，需分段传输，可通过 L2CAP 协议提供可靠数据流，类似 TCP，iOS 11 和 Android 10 才支持 L2CAP，若仅针对 iOS 和 Mac 开发，可忽略 GATT 直接使用 L2CAP，若支持 Android 6 及以下则需兼容 GATT。

• 六个棘手领域及建议：

  • 广告内容：Core Bluetooth 对广告内容控制有限，可利用服务 UUID 确定感兴趣的设备，避免随意连接，iOS 可在本地名称字段写入设备标识，Android 可在制造商数据中写入，接收广告时检查两字段。
  • 设备识别与追踪：BLE 广告标识基于设备传输的 MAC 地址，手机会使用随机 MAC 地址并动态旋转，导致难以确定设备是否相同，可在本地名称或制造商数据中加入唯一值用于追踪，同时注意广播和接收的数据不可信，需在建立安全连接后传输敏感数据。
  • 认证与加密：BLE 有自身安全机制，通常涉及配对，应配置为不安全模式，使用不安全的 L2CAP 通道和特性，在应用层提供安全层，可选择 Mutual TLS 或 Noise Protocol，前者适用于有中央账户注册的情况，后者适用于临时建立信任关系的情况。
  • 打开 L2CAP 通道：作为外围设备（类似服务器）可打开监听接收连接请求，客户端需指定类似端口号的 PSM，iOS 和 Android 上 PSM 动态分配为 192，可在服务的额外特性中或广告中传输 PSM 值，以实现从 GATT 到 L2CAP 的升级。
  • 选择连接对象：作为外围设备无法控制连接，需制定中心设备连接的策略和规则，例如根据接收广告的速率判断设备是否稳定，选择合适的设备连接，避免不必要的连接浪费连接槽，可在本地名称字段中加入 tiebreaker 用于确定连接角色。
  • 后台模式：开启 Xcode 中的后台模式以实现应用在后台与其他设备共享数据，但 iOS 对后台模式的蓝牙通信有诸多限制，如广告频率降低、扫描周期缩短、应用标识变化等，这些限制可能导致设备发现时间延长，但用户体验在无网络时仍很有趣，应用在后台被唤醒后可同时进行蓝牙和 peer-to-peer WiFi 通信。
• 跨平台 BLE 实现：在 Ditto SDK 中支持多种 SDK 目标，如 Android、Windows、Mac、WASM 等，将大部分逻辑推到用 Rust 编写的公共核心代码中，针对每个平台使用平台特定的驱动，如 Objective C（Apple）、Kotlin（Android）、windows-rs crate（Windows）、DBus（Linux），通过抽象通用接口实现跨平台访问 BLE 功能，避免代码重复。