苹果的 AirTag 技术原理是什么？
AirTag 听起来很高科技，但拆解开来，它的核心技术原理并不神秘，更多的是巧妙的组合和优化。简单来说，AirTag 就像是一个装在小巧设备里的“发报机”和“接收器”，然后通过苹果自家的网络和技术，让你的 iPhone 找到它。
我们来一步步拆解它的工作流程：
1. 基础通信：蓝牙低功耗 (Bluetooth Low Energy, BLE)
这是 AirTag 最基础也最重要的通信方式。想象一下，AirTag 像是一个不断发出微弱信号的小灯泡。这个信号就是蓝牙信号，而且是“低功耗”版本的。为什么强调低功耗？因为 AirTag 用的是一枚小小的纽扣电池，续航能力是关键，所以它不能像普通蓝牙设备那样“敞开”地发射信号。
广播模式 (Broadcasting): AirTag 并非主动连接你的 iPhone，而是以广播的方式，不断地周期性地向周围发送自己独特的身份信息。你可以理解为它在说：“我在这儿！我的 ID 是 XXXX！”
匿名性 (Anonymity): 为了保护隐私，AirTag 发出的蓝牙信号并不是直接暴露你的个人信息。它使用的是一套非常复杂的加密和轮换 ID 系统。每一次广播的 ID 都会变化，这样即使有人能截获这些信号，也无法长时间追踪到同一个 AirTag，更不用说背后是谁的用户了。
2. 精准定位：超宽带技术 (Ultra Wideband, UWB) “精确查找”的魔法
这才是 AirTag 和普通蓝牙追踪器最大的区别，也是让它能实现“指哪打哪”的关键。UWB 是一种短距离、高带宽的无线通信技术，它的核心优势在于测距精度极高。
时间飞行 (Time of Flight, ToF): UWB 的工作原理是测量信号从发送端（AirTag）到接收端（你的 iPhone）来回传播的时间。已知光速（或无线电波速度）是一个常数，通过精确测量这个往返时间，iPhone 就能计算出 AirTag 的距离。
方向信息 (Directional Information): UWB 不仅仅能告诉你距离有多远，还能告诉你 AirTag 在你的哪个方向。这是因为 UWB 芯片可以接收到信号到达不同天线的微小时间差。iPhone 上的 UWB 芯片（比如 iPhone 11 及更新机型上的 U1 芯片）可以精确地判断出信号是从哪个方向“射”过来的。
“精确查找”界面: 当你打开 iPhone 上的“查找”App，并且 AirTag 距离你比较近时，你就能看到那个 AR 指针和箭头，以及距离和方向提示。这就是 UWB 在工作的体现。它就像给你一个“雷达”，能告诉你 AirTag 在左边、在上面、或者就在你脚下，具体有多远。
3. 庞大的“寻物网络”：众包的力量
单凭 AirTag 本身的蓝牙和 UWB 信号，它的查找范围非常有限，只能在你 iPhone 的蓝牙连接范围内（通常是几十米）。那么，如果 AirTag 丢在了很远的地方呢？这就轮到苹果强大的“查找网络”（Find My network）发挥作用了。
“被动”搜寻: 你的 AirTag 还在持续地广播着它的蓝牙信号（前面提到的那些轮换的匿名 ID）。当任何一台苹果设备（iPhone、iPad、Mac，甚至是 AirPods）经过你的 AirTag 附近时，它就会被动地接收到 AirTag 的蓝牙信号。
上传位置信息: 接收到 AirTag 信号的苹果设备，会将这个 AirTag 的匿名 ID 和它当时检测到这个 ID 的位置信息，通过加密的方式上传到苹果的服务器。这个上传过程是完全匿名的，发送者（也就是路过的 iPhone 用户）不会知道他帮谁找到了东西，也不会知道 AirTag 的具体内容，更不会消耗他的流量。
“查找”App 查询: 当你丢失 AirTag 后，打开“查找”App，输入你的 AirTag 的信息。你的 iPhone 会去连接苹果的服务器，查询所有“搜集”到你 AirTag 位置信息的设备。服务器会返回一个你 AirTag 的最后已知位置（这是由最后一次接收到 AirTag 信号的那个苹果设备提供的）。
隐私与安全: 整个过程对所有的参与者都是匿名的。你不知道谁帮你找到了 AirTag，而帮你找到 AirTag 的人也不知道他帮的是谁。苹果在这个环节做了大量的加密和匿名化处理，保证了用户隐私。
4. 隐私与安全机制：防止被滥用
苹果非常清楚，这种“被动搜寻”的技术如果滥用，可能会变成“跟踪器”。所以他们也设计了一系列机制来防止被恶意使用：
“不属于你的 AirTag”提醒: 如果一个 AirTag 离开了它最初配对的设备，并一直在其他用户的设备之间被“转发”位置信息，并且这个 AirTag 一直没有和它主人（你的 iPhone）接触，那么一段时间后（比如 3 天），你的 iPhone 就会收到一个提醒：“检测到有 AirTag 在你身边移动”。
声音提示: 如果你的 iPhone 已经提醒了你，而那个 AirTag 还在你身边，它还会发出声音，让你更容易找到它。
Apple ID 绑定: AirTag 只能与一个 Apple ID 绑定。这意味着只有你才能看到你 AirTag 的位置，别人无法查看。
总结一下 AirTag 的技术原理：
1. 核心是蓝牙低功耗 (BLE)： AirTag 不断广播着独特的、轮换的匿名 ID。
2. “精确查找”依靠超宽带 (UWB)： 当 iPhone 靠近 AirTag 时，UWB 技术提供精准的距离和方向信息，实现 AR 式的指引。
3. “查找网络”是关键： 任何苹果设备都能“被动”接收 AirTag 的蓝牙信号，并匿名上传其位置信息，形成一个庞大的众包寻物网络。
4. 隐私安全是基础： 严格的匿名化、加密和防止被跟踪的机制，确保了用户隐私。
所以，AirTag 并不是一个有 GPS 定位功能的设备（它没有 GPS 芯片），它依赖的是苹果生态系统内其他设备的“帮忙”和 UWB 技术的“近距离指引”。它就像一个聪明的“信使”，通过蓝牙将自己的身份信息“撒”出去，然后依靠周围无数的“好心人”（其他苹果设备）将信息“传递”给苹果，最终让你能知道它的位置。而当它靠近时，UWB 就像一个“指南针”，告诉你它确切的方向。
我们来一步步拆解它的工作流程：
1. 基础通信：蓝牙低功耗 (Bluetooth Low Energy, BLE)
这是 AirTag 最基础也最重要的通信方式。想象一下，AirTag 像是一个不断发出微弱信号的小灯泡。这个信号就是蓝牙信号，而且是“低功耗”版本的。为什么强调低功耗？因为 AirTag 用的是一枚小小的纽扣电池，续航能力是关键，所以它不能像普通蓝牙设备那样“敞开”地发射信号。
广播模式 (Broadcasting): AirTag 并非主动连接你的 iPhone，而是以广播的方式，不断地周期性地向周围发送自己独特的身份信息。你可以理解为它在说：“我在这儿！我的 ID 是 XXXX！”
匿名性 (Anonymity): 为了保护隐私，AirTag 发出的蓝牙信号并不是直接暴露你的个人信息。它使用的是一套非常复杂的加密和轮换 ID 系统。每一次广播的 ID 都会变化，这样即使有人能截获这些信号，也无法长时间追踪到同一个 AirTag，更不用说背后是谁的用户了。
2. 精准定位：超宽带技术 (Ultra Wideband, UWB) “精确查找”的魔法
这才是 AirTag 和普通蓝牙追踪器最大的区别，也是让它能实现“指哪打哪”的关键。UWB 是一种短距离、高带宽的无线通信技术，它的核心优势在于测距精度极高。
时间飞行 (Time of Flight, ToF): UWB 的工作原理是测量信号从发送端（AirTag）到接收端（你的 iPhone）来回传播的时间。已知光速（或无线电波速度）是一个常数，通过精确测量这个往返时间，iPhone 就能计算出 AirTag 的距离。
方向信息 (Directional Information): UWB 不仅仅能告诉你距离有多远，还能告诉你 AirTag 在你的哪个方向。这是因为 UWB 芯片可以接收到信号到达不同天线的微小时间差。iPhone 上的 UWB 芯片（比如 iPhone 11 及更新机型上的 U1 芯片）可以精确地判断出信号是从哪个方向“射”过来的。
“精确查找”界面: 当你打开 iPhone 上的“查找”App，并且 AirTag 距离你比较近时，你就能看到那个 AR 指针和箭头，以及距离和方向提示。这就是 UWB 在工作的体现。它就像给你一个“雷达”，能告诉你 AirTag 在左边、在上面、或者就在你脚下，具体有多远。
3. 庞大的“寻物网络”：众包的力量
单凭 AirTag 本身的蓝牙和 UWB 信号，它的查找范围非常有限，只能在你 iPhone 的蓝牙连接范围内（通常是几十米）。那么，如果 AirTag 丢在了很远的地方呢？这就轮到苹果强大的“查找网络”（Find My network）发挥作用了。
“被动”搜寻: 你的 AirTag 还在持续地广播着它的蓝牙信号（前面提到的那些轮换的匿名 ID）。当任何一台苹果设备（iPhone、iPad、Mac，甚至是 AirPods）经过你的 AirTag 附近时，它就会被动地接收到 AirTag 的蓝牙信号。
上传位置信息: 接收到 AirTag 信号的苹果设备，会将这个 AirTag 的匿名 ID 和它当时检测到这个 ID 的位置信息，通过加密的方式上传到苹果的服务器。这个上传过程是完全匿名的，发送者（也就是路过的 iPhone 用户）不会知道他帮谁找到了东西，也不会知道 AirTag 的具体内容，更不会消耗他的流量。
“查找”App 查询: 当你丢失 AirTag 后，打开“查找”App，输入你的 AirTag 的信息。你的 iPhone 会去连接苹果的服务器，查询所有“搜集”到你 AirTag 位置信息的设备。服务器会返回一个你 AirTag 的最后已知位置（这是由最后一次接收到 AirTag 信号的那个苹果设备提供的）。
隐私与安全: 整个过程对所有的参与者都是匿名的。你不知道谁帮你找到了 AirTag，而帮你找到 AirTag 的人也不知道他帮的是谁。苹果在这个环节做了大量的加密和匿名化处理，保证了用户隐私。
4. 隐私与安全机制：防止被滥用
苹果非常清楚，这种“被动搜寻”的技术如果滥用，可能会变成“跟踪器”。所以他们也设计了一系列机制来防止被恶意使用：
“不属于你的 AirTag”提醒: 如果一个 AirTag 离开了它最初配对的设备，并一直在其他用户的设备之间被“转发”位置信息，并且这个 AirTag 一直没有和它主人（你的 iPhone）接触，那么一段时间后（比如 3 天），你的 iPhone 就会收到一个提醒：“检测到有 AirTag 在你身边移动”。
声音提示: 如果你的 iPhone 已经提醒了你，而那个 AirTag 还在你身边，它还会发出声音，让你更容易找到它。
Apple ID 绑定: AirTag 只能与一个 Apple ID 绑定。这意味着只有你才能看到你 AirTag 的位置，别人无法查看。
总结一下 AirTag 的技术原理：
1. 核心是蓝牙低功耗 (BLE)： AirTag 不断广播着独特的、轮换的匿名 ID。
2. “精确查找”依靠超宽带 (UWB)： 当 iPhone 靠近 AirTag 时，UWB 技术提供精准的距离和方向信息，实现 AR 式的指引。
3. “查找网络”是关键： 任何苹果设备都能“被动”接收 AirTag 的蓝牙信号，并匿名上传其位置信息，形成一个庞大的众包寻物网络。
4. 隐私安全是基础： 严格的匿名化、加密和防止被跟踪的机制，确保了用户隐私。
所以，AirTag 并不是一个有 GPS 定位功能的设备（它没有 GPS 芯片），它依赖的是苹果生态系统内其他设备的“帮忙”和 UWB 技术的“近距离指引”。它就像一个聪明的“信使”，通过蓝牙将自己的身份信息“撒”出去，然后依靠周围无数的“好心人”（其他苹果设备）将信息“传递”给苹果，最终让你能知道它的位置。而当它靠近时，UWB 就像一个“指南针”，告诉你它确切的方向。
网友意见
基本原理其实非常简单，一个蓝牙设备，有一个内置UTC时钟，会定期广播一个信标，同时会侦听已配对设备的连接请求，连接上了可以更新设备状态、启用高精度测距无线电等等。
但整套系统的实现会比基本原理复杂很多，因为苹果为了实现自己的隐私承诺，对airtag整套系统采用了端对端加密、轮换密钥防止跟踪等等设计，同时这些设计还要尽量在airtag极低的电量以及加入众包的iOS设备也不能大量消耗电池和流量的要求下实现，所以几乎都是单向通信。
Airtag和机主ios设备配对的时候，会对正自己的时钟，并生成一套secret，仅存储于airtag以及ios设备本地，或者以加密方式传输到机主的其他ios设备，这套secret从不会以任何可读的形式暴露给其他任何人，包括苹果自己。
通过这套secret以及时钟，可以生成一组非对称密钥，每15分钟刷新一次。私钥在airtag本地没有什么用，毕竟airtag本身又不通信。Airtag就以每2秒广播一次的方式把公钥广播出去。
周边的ios设备如果加入众包find my network，就会收到广播的密钥，并且定位自己的位置，生成一份位置报告，再用收到的公钥加密这份报告匿名发到苹果，报告的索引标签是公钥的哈希值。
由于私钥没有以任何方式共享，所以除了原机主，其他任何人无法解密这份报告，包括苹果自己。
掌握生成私钥方法的机主，根据当前时间，倒推生成前后一段时间的所有公私钥组合，并且生成公钥的索引标签，发到苹果问有没有收到这些标签的报告。苹果把报告发到机主设备，由机主的私钥解密，于是机主能看到报告里，某一个设备在某一时段在哪里被定位到了。
通过公钥加密机制保证除了机主以外，没有其他任何人能够解密位置报告，通过每15分钟刷新一次密钥，防止静态密钥的轨迹被追踪然后倒推出主人的行踪。
Airtag的另一个功能是用U1近距离精确定位，其实这东西并不是定位，而是测距。
Airtag设备在与机主的ios设备蓝牙连接完成后，可以由机主触发U1芯片定位，此时ios设备要求打开摄像头进入AR模式，通过机身陀螺仪、加速度计、摄像头画面以及新设备有的lidar等等判断自己在空间中的运动状态。当位置运动解算出来后，多在不同的空间点测几次距离，就能解算出airtag的位置并且引导用户走过去。
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