Mesh 传输层与安全Mesh 协议栈层次（完整）Mesh 协议栈从下到上分为 6 层，Network 网络层之上就是 Lower Transport Layer（下层传输层），然后是 Upper Transport。┌─────────────────────────────────────┐ │ Models / Foundation Models │ ← 模型层（业务：OnOff、Lightness 等） ├─────────────────────────────────────┤ │ Access Layer │ ← 接入层（Opcode 解析、Model 路由） ├─────────────────────────────────────┤ │ Upper Transport Layer │ ← 上层传输（AppKey/DevKey 加密、TransMIC） ├─────────────────────────────────────┤ │ Lower Transport Layer │ ← 下层传输（分段重组、Segment ACK） ├─────────────────────────────────────┤ │ Network Layer │ ← 网络层（NetKey 加密、IV Index、Relay） ├─────────────────────────────────────┤ │ Bearer Layer │ ← 承载层（ADV Bearer / GATT Bearer） └─────────────────────────────────────┘各层职责对照层职责加密 Key加密算法BearerADV/GATT 承载无无（只封装 AD Structure）Network寻址、中继、IV IndexNetKey 派生的 EncKey/PrivKeyAES-CCM + XOR 混淆Lower Transport分段重组、Segment ACK无（不加密，只切包）无Upper TransportAccess PDU 加密、TransMICAppKey 或 DevKeyAES-CCMAccessOpcode 解析、Model 路由无无Models业务逻辑（OnOff 等）无无Network 层与传输层的关系Network PDU 结构: ┌──────────┬──────────┬────────┬─────────┬─────────┬───────────┬──────┐ │ IVI/NID │ CTL/TTL │ SEQ │ SRC │ DST │ Transport │NetMIC│ │ │ │ │ │ │ PDU │ │ └──────────┴──────────┴────────┴─────────┴─────────┴───────────┴──────┘ ↑ 这部分就是传输层产生的Network 层的Transport PDU字段就是传输层产生的——传输层负责把上层消息切成段、加密、加 TransMIC，然后交给 Network 层套上网络头（IVI/NID/CTL/TTL/SEQ/SRC/DST）再加密一遍。双重加密结构（关键）应用消息从上到下经过两层加密：┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Access PDU（明文：Opcode + 参数） │ │ ↓ Upper Transport 加密 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 加密的 Access PDU + TransMIC（用 AppKey/DevKey + AppNonce） │ │ ↓ Lower Transport（可能分段） │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ Transport PDU（分段后的密文 + TransMIC） │ │ ↓ Network 层加密 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 加密的 Transport PDU + NetMIC（用 EncKey + NetworkNonce） │ │ ↓ 封装到 AD Structure │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 0x2A Network PDU 空口发送 │ └─────────────────────────────────────────────────────────────┘两层加密各自独立：Upper Transport 加密：用AppKey/DevKey+ Application Nonce，加密 Access PDU，生成TransMICNetwork 加密：用Encryption Key（NetKey 派生）+ Network Nonce，加密 Transport PDU，生成NetMIC接收方反向解两层：Network 层解密 → 拿到 Transport PDULower Transport 重组 → 拿到完整 Access PDU + TransMICUpper Transport 解密 + 验 TransMIC → 拿到明文 Opcode + 参数两层 MIC 的区别（容易混淆）MIC由谁生成用什么 Key长度验证什么NetMICNetwork 层Encryption Key（NetKey 派生）4B(CTL=0) / 8B(CTL=1)网络层完整性（DST + Transport PDU）TransMICUpper Transport 层AppKey / DevKey4B(SZMIC=0) / 8B(SZMIC=1)应用层完整性（Access PDU）注意：NetMIC 和 TransMIC 是两个独立的 MIC，分别由不同层用不同 Key 生成。TransMIC 和 NetMIC 的位置（都在尾部！）两个 MIC 都在各自加密区的尾部，不在头部。这是 AES-CCM 的标准结构Ciphertext || MIC。空口 Network PDU 完整布局: ┌──────────┬──────────┬────────┬─────────┬─────────┬─────────────────────┬──────┐ │ IVI/NID │ CTL/TTL │ SEQ │ SRC │ DST │ Transport PDU │NetMIC│ │ 1B │ 1B │ 3B │ 2B │ 2B │ (变长) │ 4/8B │ │ 明文 │ 混淆 │ 混淆 │ 混淆 │ 加密 │ 加密 │ 尾部 │ └──────────┴──────────┴────────┴─────────┴─────────┴─────────────────────┴──────┘ ↑ Transport PDU 展开: Transport PDU: ┌─────────────────────┬──────────────────────────────┬──────────┐ │ Lower Trans 头 │ Access PDU 密文 │ TransMIC │ │ [SEG][AKF][AID] │ [加密的 Opcode + 参数] │ 4B/8B │ │ 1B │ │ 尾部！ │ └─────────────────────┴──────────────────────────────┴──────────┘ 明文（Network 解密后可见） Upper Transport 加密 Upper Transport 生成MIC位置由谁生成加密什么生成TransMICAccess PDU尾部Upper Transport 层AppKey/DevKey + AppNonce 加密 Access PDUNetMICNetwork PDU尾部（最外层）Network 层EncKey + NetworkNonce 加密 DST+TransportPDU从外到内的顺序：[Network 头] [Lower Trans 头] [Access PDU 密文] [TransMIC] [NetMIC] ↑ ↑ ↑ Upper Transport 加密区 Network 加密区尾部接收方解密顺序（从外到内）：Network 层解密 → 验 NetMIC（尾部）→ 去掉 NetMIC → 拿到 Transport PDULower Transport 重组（如分段）Upper Transport 解密 → 验 TransMIC（尾部）→ 去掉 TransMIC → 拿到明文 Opcode + 参数传输层要学的核心知识点主题关键点Lower Transport分段重组、Segment ACK、SEQ Auth、Segmented Access/ControlUpper TransportAppKey/DevKey 加密、Application Nonce、TransMICAppKey应用密钥，从 NetKey 派生（k1），绑定到 ModelDevKey设备密钥，配网时 ECDH 派生，每节点唯一，Config 消息专用TransMIC传输层 MIC，4B（Access）或 8B（Control）分段消息长消息切 12B/段，每段单独走 Network PDUFriend 缓存Friend 帮 LPN 缓存分段消息，LPN Poll 时取传输层传输层分为两层：Lower Transport Layer（下层传输）和Upper Transport Layer（上层传输）。Lower Transport Layer（下层传输）核心职责：分段重组分段原因Network PDU 最大 29 字节（ADV Bearer）或 31 字节（GATT Bearer）Access Payload 可能远大于此需要分段发送，接收端重组Access 消息和 Control 消息的 Lower Transport 格式不同重要：Lower Transport 头部格式对 Access 和 Control 消息是不同的！源码transport.h/transport.c：/* Access 第 1 字节 */#defineUNSEG_HDR(akf,aid)((akf6)|(aidAID_MASK))/* SEG=0 */#defineSEG_HDR(akf,aid)(UNSEG_HDR(akf,aid)|0x80)/* SEG=1 *//* Control 第 1 字节 */#defineTRANS_CTL_HDR(op,seg)((opTRANS_CTL_OP_MASK)|(seg7))消息类型第 1 字节格式Access 未分段[SEG=0][AKF(1b)][AID(6b)]Access 分段[SEG=1][AKF(1b)][AID(6b)]Control 未分段[SEG=0][Opcode(7b)]Control 分段[SEG=1][Opcode(7b)]Access 消息的 Lower Transport 格式未分段（SEG=0）：┌─────────────────────────┬──────────────────────────┬──────────┐ │ 第1字节 │ Access PDU 密文 │ TransMIC │ │ [SEG=0][AKF][AID] │ [Opcode + 参数] │ 4B/8B │ │ 1B │ │ 尾部 │ └─────────────────────────┴──────────────────────────┴──────────┘分段（SEG=1）：┌─────────────────────────┬─────────────────────────────────┬──────────────┐ │ 第1字节 │ 第2~4字节（分段头） │ 分段数据 │ │ [SEG=1][AKF][AID] │ [SZMIC][SeqZero(13b)][SegO][SegN]│ 最大 12B │ │ 1B │ 3B │ │ └─────────────────────────┴─────────────────────────────────┴──────────────┘ 分段头第 2~4 字节展开: ┌───────┬─────────────────────┬─────────┬─────────┐ │ SZMIC │ SeqZero (13 bit) │ SegO │ SegN │ │ 1b │ │ 5b │ 5b │ └───────┴─────────────────────┴─────────┴─────────┘ bit7 bit6~18 bit19~23 bit24~28 SZMIC = 0: TransMIC 32-bit (4B) SZMIC = 1: TransMIC 64-bit (8B) SeqZero = SEQ 的低 13 位（用于标识一组分段） SegO = 当前段序号 (0~31) SegN = 总段数 - 1 (最大 31，即 32 段)分段示例（3 段）：Segment 0: [SEG=1][AKF][AID] [SZMIC][SeqZero][SegO=0][SegN=2] [Data 0~12B] Segment 1: [SEG=1][AKF][AID] [SZMIC][SeqZero][SegO=1][SegN=2] [Data 0~12B] Segment 2: [SEG=1][AKF][AID] [SZMIC][SeqZero][SegO=2][SegN=2] [Data 0~12B]每段单独封装成一个 Network PDU，各自有自己的 SEQ（递增）。Control 消息的 Lower Transport 格式未分段（SEG=0）：┌─────────────────────────┬──────────────────┐ │ 第1字节 │ Control PDU 载荷 │ │ [SEG=0][Opcode(7b)] │ [参数] │ │ 1B │ │ └─────────────────────────┴──────────────────┘ ↑ 没有 TransMIC！分段（SEG=1）：┌─────────────────────────┬─────────────────────────────────┬──────────────┐ │ 第1字节 │ 第2~4字节（分段头） │ 分段数据 │ │ [SEG=1][Opcode(7b)] │ [RFU][SeqZero(13b)][SegO][SegN] │ 最大 8B │ │ 1B │ 3B │ │ └─────────────────────────┴─────────────────────────────────┴──────────────┘ 分段头第 2~4 字节展开: ┌───────┬─────────────────────┬─────────┬─────────┐ │ RFU │ SeqZero (13 bit) │ SegO │ SegN │ │ 1b │ │ 5b │ 5b │ └───────┴─────────────────────┴─────────┴─────────┘ bit7 bit6~18 bit19~23 bit24~28 RFU = 保留（Control 没有 TransMIC，不需要 SZMIC）Access vs Control 分段格式对比维度Access 消息Control 消息第 1 字节[SEG][AKF][AID][SEG][Opcode]分段头 bit7SZMIC（TransMIC 长度）RFU（保留）每段最大数据12 字节8 字节TransMIC有（4B/8B）无Opcode 位置Access PDU 内（解密后可见）第 1 字节低 7 bit（明文）分段数据最大长度源码确认：/* access.h */#defineBT_MESH_APP_SEG_SDU_MAX12/* Access 每段最大 12 字节 *//* transport.h */#defineBT_MESH_CTL_SEG_SDU_MAX8/* Control 每段最大 8 字节 */消息类型每段最大数据最大段数最大总长Access12 字节32 段12 × 32 =384 字节Control8 字节32 段8 × 32 =256 字节分段数据是什么的切片分段数据是 Upper Transport 加密后的 (Access PDU 密文 + TransMIC) 的切片。源码transport.c的seg_tx_buf_build：staticvoidseg_tx_buf_build(structseg_tx*tx,uint8_tseg_o,structos_mbuf*buf){uint8_tlen=MIN(seg_len(tx-ctl),tx-len-(seg_len(tx-ctl)*seg_o));...net_buf_simple_add_mem(buf,tx-seg[seg_o],len);/* 分段数据 */}tx-seg[seg_o]就是 Upper Transport 加密后的 (密文 + TransMIC) 的切片。完整流程Upper Transport 加密： Access PDU 明文 [Opcode + 参数] → AES-CCM(AppKey/DevKey, AppNonce) → [Access PDU 密文 + TransMIC] ← 这是待分片的整体 Lower Transport 分片： [Access PDU 密文 + TransMIC] 整体 → 切成 12B 一段（Access）或 8B 一段（Control） → 每段加上 Lower Transport 头 每个分段的 Network PDU： [Network 头][Lower Trans 头][分段数据(密文+TransMIC 的切片)][NetMIC]关键：TransMIC 也被切进分段数据里，不是单独的字段。接收方收齐所有段拼起来，才能拿到完整的 TransMIC 做校验。切片示例示例：Access PDU 密文(20B) + TransMIC(4B) = 24B，分 2 段（每段 12B）： Segment 0: [Lower Trans 头] [密文 0~11B] ← 12B 切片 Segment 1: [Lower Trans 头] [密文 12~19B + TransMIC 4B] ← 12B 切片 接收方拼起来： [密文 0~19B + TransMIC 4B] = 24B → 用 AppKey/DevKey 解密 + 验 TransMICSeqZero 的作用SeqZero = SEQ 的低 13 位 发送一组分段消息时： Segment 0: SEQ=100, SeqZero=100 0x1FFF Segment 1: SEQ=101, SeqZero=100 0x1FFF ← 和 Segment 0 相同！ Segment 2: SEQ=102, SeqZero=100 0x1FFF ← 和 Segment 0 相同！ 所有段共享同一个 SeqZero，接收方用 SeqZero 判断「这些段属于同一组消息」SeqZero 是重组的关键标识——接收方用 (SRC, SeqZero) 唯一标识一组分段消息，把收到的段按 SegO 顺序拼起来。分段确认（Segment ACK）重要：接收方每收到一段就发 ACK，不是等全部到齐才发。这样发送方能及时知道哪些段丢了，针对性重传。源码transport.c在多处调用send_ack：/* 收到段时（部分到齐也发 ACK） */send_ack(rx-sub,rx-dst,rx-src,rx-ttl,rx-seq_auth,rx-block,rx-obo);/* 全部到齐时也发 ACK */send_ack(net_rx-sub,net_rx-ctx.recv_dst,net_rx-ctx.addr,...);ACK 消息格式源码send_ack：uint8_tbuf[6];sys_put_be16(((seq_zero2)0x7ffc)|(obo15),buf);/* 2 字节 */sys_put_be32(block,buf[2]);/* 4 字节 */bt_mesh_ctl_send(tx,TRANS_CTL_OP_ACK,buf,sizeof(buf),...)
