4匹配和密鑰交換
本文的匹配算法有兩個擴展模式，在前n個連接中密鑰改變（如果攻擊者錯過一個更新，安全性提高）。第一個擴展模式尤其適合于移動設備，第二擴展模式是假定兩個設備有相同的地址，干擾硬件攻擊者，提高密鑰的安全性，該模式適用于家庭等固定環境。

匹配分兩個階段執行。開始執行功能交換，使用開始匹配請求和開始匹配響應。第三階段沒有匹配。

4.1匹配和密鑰交換的步驟
ULP藍牙的匹配分三個階段進行，其流程如圖5所示。
第一階段，成功匹配功能交換后，開始執行第一階段操作。這一階段不受加密保護，連接中直接進入擴展的狀態（伴隨著PI 字段設置為連接請求和SEC 字段關閉）。

第二階段，在加密通道中執行匹配，受臨時密鑰或者第一階段的結果或是早期擴展階段的保護。該階段的匹配可以直接輸入（PI 字段設置為連接請求），在此保護通道中下面之一被執行：

1.傳送長期密鑰和認證（從未來的廣播到未來的申請者）。

2.傳送擴展（臨時）密鑰和認證（從未來的廣播到未來的申請者），在擴展模式中，進行有限的密鑰交換。

第三階段，第三階段和匹配無關，是正常的會話，并且使用了在第二階段同樣的密鑰保護。注：廣泛的與這個密鑰通信可能會導致（取決于匹配機制）攻擊。攻擊長期密鑰可能導致在第二階段中提供的長期密鑰長度少于128 bit。第三階段提供方便和實用性的擴展模式，以及可能簡單的設備。

總體層次規范定義了第三階段的用處，如果沒有定義任何第三階段的用途，匹配的設備將終止匹配會話，用長期密鑰建立新會話。

4.2匹配第一階段的具體實現
匹配的第一階段，建立一個共享密鑰，定義自己的程序。匹配的第一階段產生一個共享密鑰SK。可能在進入第一階段匹配時設置PI連接請求（SEC不設置）。

4.2.1明文密鑰匹配
最簡單的匹配算法沒有設置防止攻擊的保護，在規定的時間內和地點，進行匹配，它包含兩條消息，一條是從申請者中一個16 bit的隨機向量RAND發送密鑰轉化為PDU，另一條是在廣播中發送一個密鑰檢驗PDU作為響應。兩個設備計算共享密鑰：

臨時密鑰（TK） =
{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}
SK = ETK(RAND)
其匹配過程如圖6所示。

4.2.2預共享密鑰匹配
一個設備，由于某些其它的連接媒體、密鑰放入可能性或者其他原因有一個共享秘密，可作為種子用于匹配，那么使用預共享密鑰匹配，信令相當于明文關鍵匹配，計算臨時密鑰TK，用AES加密模塊，創建，這里mx有16字節的消息模塊，最后生成TK，初始化H0定義為
H0=
{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}
信令和隨機數RAND作為明文密鑰匹配處理。SK = ETK(RAND)，共享密鑰有臨時密鑰加密隨機數生成。

4.3匹配第二階段的具體實現
經過第一階段產生的共享密鑰SK，用于第二階段的初始化加密會話，連接請求中設置PI 字段和SEC 字段進入第二階段。

申請者（如果有指示密鑰傳送給廣播）首先發送它的密鑰資料給廣播。廣播收到長期密鑰LTK和IR后，它發送各自的參數給申請者。這條消息會有順序的傳送：長期密鑰和身份根IR。

因此廣播接受申請者的認證（如果廣播指明不顯示它的密鑰），或申請者接收到廣播，即完成第二階段。在階段三，設備可能繼續通信。

5．總結
綜上所述，ULP藍牙系統本身提供的安全系統具有相當的安全特性【5】。在ULP藍牙用于商業或軍事等方面時，現有的點對點的密鑰分配和認證機制將無法滿足安全要求，采用AES加密算法是必需。文章介紹了ULP藍牙認證、匹配，描述了它的體系結構。相比藍牙而言，在安全上有以下特點：

1.現有的藍牙認證【6】，主要是通過質詢—響應的方法進行認證。ULP藍牙的認證基本相同，但是ULP藍牙的認證機制中，通過設置SEC和PI的值進行不同的認證。安全措施更明確、簡單，易于實現。

2.藍牙加密使用E0加密算法【7】，缺點在于若一個偽隨機序列發生錯誤，便會使整個密文發生錯誤，致使在解密過程中無法還原回明文。藍牙E0流加密中用到的 LFSR易受到相關攻擊和分割解決攻擊，且用軟件實現效率非常低。

ULP藍牙中使用的是用AES加密模塊。雖然傳輸速度有所降低，其安全性更高。適合小器件設備，如手表、運動傳感器、醫療設備等等,傳統藍牙適用于傳輸大量數據的設備。ULP藍牙的加密的位置處于HCI 層，在流量控制和重傳機制下，可以避免多次加密無用的數據。針對性更強，對不需要加密的數據進行了過濾，如命令分組、事件分組。所以它的日常連接次數可達到50次，而傳統藍牙次數在5次以內。并且加密方案采用低成本的可編程邏輯器件和現成可用的高級加密處理的智力產權產品實現，降低了系統的成本。