Bluetooth

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. június 26-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 17 szerkesztést igényelnek .
Bluetooth
Szint ( az OSI modell szerint ) Fizikai
A protokoll célja Eszközök energiahatékony vezeték nélküli kommunikációja 100 m-ig (5.0-tól 1500 m-ig)
Leírás IEEE 802.15.1
Fejlesztő Bluetooth SIG
 Médiafájlok a Wikimedia Commonsban [1]

Bluetooth (az angol  blue  - blue and tooth  - tooth szavaiból; ejtsd: /bluːtuːθ/ ), bluetooth [2] [3] - vezeték nélküli személyi hálózatok  gyártási specifikációja ( Wireless personal area network, WPAN ). A Bluetooth lehetővé teszi az információcserét olyan eszközök között, mint például személyi számítógépek (asztali számítógépek, PDA-k, laptopok ), mobiltelefonok , internetes táblagépek , nyomtatók , digitális fényképezőgépek , egerek , billentyűzetek ,joystickek , fejhallgatók , fejhallgatók és hangszórók megbízható, ingyenes, mindenütt elérhető, rövid hatótávolságú rádiófrekvencián. A Bluetooth lehetővé teszi ezeknek az eszközöknek a kommunikációt, ha a protokoll régebbi verzióiban körülbelül 100 m-es, az 5-ös Bluetooth-verziótól pedig legfeljebb 1500 m-es körzetben vannak [4] . A hatótávolság nagymértékben függ az akadályoktól és az interferenciától, még ugyanabban a helyiségben is.

Cím

A Bluetooth szó a dán "Blåtand" ("kékfogú") szó angol adaptációja . Így egykor I. Harald viking királynak becézték , aki körülbelül ezer évvel ezelőtt Dániában élt. Ez a király a becenevét a sötét elülső fogról kapta. I. Harald Dániát és Norvégia egy részét irányította a 10. században , és egyetlen királysággá egyesítette a harcoló dán törzseket. Nyilvánvaló, hogy a Bluetooth ugyanezt teszi a kommunikációs protokollokkal, egyetlen univerzális szabvánnyá egyesítve őket [5] [6] [7] . Bár a „blå” a modern skandináv nyelvekben „kéket” jelent, a viking időkben „feketét” is jelenthet. Így történelmileg helyes lenne a dán Harald Blåtandot Harald Blacktooth -nak fordítani , nem pedig Harald Bluetooth -nak .

Az orosz szövegben a Gramota.ru portál a „Bluetooth” írását javasolja, de a „bluetooth”-ot is elfogadhatónak tartja [8] .

A Bluetooth logó két északi ("skandináv") rúna kombinációja : a fiatalabb Futhark Hagalaz ( ᚼ) és a Berkana ( ᛒ ), amelyek hangértékei megfelelnek Harald I Blue-  toohed kezdőbetűinek. h és b ( Dan . Harald Blåtand, norvég Harald Blåtann). A logó hasonló a Beauknit Textiles, a Beauknit Corporation részlegének régebbi logójához. A "Beauknit" tükrözött K és B fúzióját használja, szélesebb és lekerekített sarkokkal rendelkezik, de alapvetően ugyanaz.

Teremtés és fejlődés története

A Bluetooth-t az Ericsson távközlési berendezéseket gyártó cég indította el 1994-ben az RS-232 kábelek vezeték nélküli alternatívájaként . Kezdetben ezt a technológiát a FLYWAY rendszer igényeihez igazították az utazók és a rendszer közötti funkcionális interfészben.

A Bluetooth specifikációt az 1998 -ban alapított Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG) [9] [10] fejlesztette ki . Ide tartozik az Ericsson , az IBM , az Intel , a Toshiba és a Nokia . Ezt követően a Bluetooth SIG és az IEEE megállapodásra jutott, amely a Bluetooth specifikációt az IEEE 802.15.1 szabvány részévé tette (közzétéve 2002. június 14- én ).

osztály [11] Maximális teljesítmény, mW Maximális teljesítmény, dBm Tartomány, m
egy 100 húsz 100
2 2.5 négy tíz
3 egy 0 kevesebb, mint 10

Hogyan működik a Bluetooth

A működési elv a rádióhullámok használatán alapul . A Bluetooth rádiókommunikáció az ISM sávban ( Eng.  Industry, Science and Medicine ) zajlik, amelyet különféle háztartási készülékekben és vezeték nélküli hálózatokban használnak . Bluetooth frekvenciák: 2,402-2,48 GHz. [12] [13] . A Bluetooth frekvenciaugrásos spektrum szétterítést használ [14] ( Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS ) . Az FHSS módszer könnyen megvalósítható, ellenáll a szélessávú interferenciának, és a berendezés olcsó.  

Az FHSS algoritmus szerint a Bluetooth-ban a jel vivőfrekvenciája 1600-szor ugrik másodpercenként [10] (összesen 79 1 MHz széles működési frekvenciát osztanak ki, Japánban , Franciaországban és Spanyolországban a sáv már 23 frekvenciacsatorna) . Az egyes kapcsolatok frekvenciái közötti kapcsolási sorrend álvéletlen, és csak az adó és a vevő számára ismert, amelyek 625 µs -onként (egy időrésben) szinkronosan hangolódnak egyik vivőfrekvenciáról a másikra. Így ha több pár vevő-adó működik egymás mellett, nem zavarják egymást. Ez az algoritmus is szerves részét képezi a továbbított információ bizalmasságát védő rendszernek: az átmenet pszeudo-véletlen algoritmus szerint történik, és kapcsolatonként külön kerül meghatározásra. Digitális adat és hang (64 kbps mindkét irányban) továbbításakor különböző kódolási sémákat alkalmaznak: az audiojel nem ismétlődik (általában), és a digitális adatok újraküldésre kerülnek, ha az információs csomag elveszik.

A Bluetooth protokoll nem csak a pont-pont kapcsolatot támogatja, hanem a pont-több pont közötti kapcsolatot is [10] .

Specifikációk

Bluetooth 1.0

Az 1.0-s (1998) és az 1.0B-s készülékverziók gyenge kompatibilitást mutattak a különböző gyártók termékei között . Az 1.0 és 1.0B verziókban kötelező volt átadni az eszközcímet (BD_ADDR) a kapcsolat létesítésének szakaszában, ami lehetetlenné tette a kapcsolat anonimitásának megvalósítását protokoll szinten, és ez volt a fő hátránya ennek a specifikációnak.

Bluetooth 1.1

A Bluetooth 1.1 kijavította az 1.0B verzióban talált számos hibát, hozzáadta a titkosítatlan csatornák támogatását, a vett jelerősség jelzését ( RSSI ).

Bluetooth 1.2

Főbb fejlesztések:

Bluetooth 2.0 + EDR

A Bluetooth 2.0-s verzióját 2004. november 10-én adták ki. Visszafelé kompatibilis a korábbi 1.x verziókkal. A fő újítás az Enhanced Data Rate (EDR) támogatása volt az adatátvitel felgyorsítása érdekében. Az EDR névleges sebessége körülbelül 3 Mbps, de a gyakorlatban ez csak 2,1 Mbps-ig tette lehetővé az adatátviteli sebesség növelését. További teljesítmény érhető el az adatátvitel különböző rádiótechnológiáival [16] .

A szabványos (alap) adatsebesség a rádiójel GFSK modulációját használja 1 Mbps átviteli sebesség mellett. Az EDR GFSK és PSK moduláció keverékét használja két opcióval, π/4-DQPSK és 8DPSK. Nagyobb adatátviteli sebességük van az éteren keresztül – 2, illetve 3 Mbps [17] .

A Bluetooth SIG a specifikációt "Bluetooth 2.0 Technology + EDR" néven tette közzé, ami azt jelenti, hogy az EDR opcionális szolgáltatás. Az EDR-n kívül a 2.0-s specifikáció más apróbb fejlesztéseket is tartalmaz, és a termékek megfelelhetnek a "Bluetooth 2.0 technológiának" anélkül, hogy támogatnák a nagyobb adatsebességet. Legalább egy kereskedelmi eszköz, a HTC TyTN Pocket PC a "Bluetooth 2.0 EDR nélkül" funkciót használja a műszaki specifikációiban [18] .

A 2.0 + EDR specifikáció szerint az EDR a következő előnyökkel rendelkezik:

Bluetooth 2.1

2007 Hozzáadott technológia az eszköz jellemzőinek speciális kéréséhez (a lista további szűréséhez párosításkor), energiatakarékos technológia Sniff Subrating , amely lehetővé teszi, hogy az eszköz élettartamát egyetlen akkumulátortöltéssel 3-10-szeresére növelje. Ezenkívül a frissített specifikáció nagyban leegyszerűsíti és felgyorsítja a kommunikáció kialakítását két eszköz között, lehetővé teszi a titkosítási kulcs frissítését a kapcsolat megszakítása nélkül, valamint biztonságosabbá teszi ezeket a kapcsolatokat a Near Field Communication technológia használatával .

Bluetooth 2.1 + EDR

2008 augusztusában a Bluetooth SIG bemutatta a 2.1+EDR verziót. A Bluetooth új kiadása ötszörösére csökkenti az energiafogyasztást, javítja az adatvédelmet, és a lépések számának csökkentésével megkönnyíti a Bluetooth-eszközök felismerését és párosítását.

Bluetooth 3.0 + HS

A 3.0 +HS [17] szabványt a Bluetooth SIG 2009. április 21-én fogadta el. Támogatja az elméleti adatátviteli sebességet akár 24 Mbps-ig. Fő jellemzője az AMP (Alternate MAC/PHY) hozzáadása, a 802.11 kiegészítése nagy sebességű üzenetként. Az AMP-hez két technológiát biztosítottak: 802.11 és UWB, de az UWB nem szerepel a specifikációban [19] .

Az új specifikációt támogató modulok két rádiórendszert egyesítenek: az első 3 Mbps-os adatátvitelt biztosít (a Bluetooth 2.0 szabvány), és alacsony az energiafogyasztása; a második kompatibilis a 802.11 szabvánnyal, és akár 24 Mbps-os adatátvitelt is lehetővé tesz (ez a Wi-Fi hálózatok sebességéhez hasonlítható ). Az adatátvitelhez használt rádiórendszer kiválasztása az átvitt fájl méretétől függ. A kis fájlok átvitele lassú, a nagy fájlok pedig nagy sebességű linken keresztül történnek. A Bluetooth 3.0 az általánosabb 802.11 szabványt használja (utótag nélkül), ami azt jelenti, hogy nem kompatibilis a Wi-Fi specifikációkkal, például a 802.11b/g/n.

Bluetooth 4.0

2010. június 30-án a Bluetooth SIG jóváhagyta a Bluetooth 4.0 specifikációt. Protokollokat tartalmaz:

  • Klasszikus Bluetooth,
  • Nagy sebességű Bluetooth
  • Bluetooth Low Energy.

A nagy sebességű Bluetooth Wi-Fi-n alapul, míg a klasszikus Bluetooth a korábbi Bluetooth specifikációk protokolljaiból áll.

A Bluetooth rendszer frekvenciái (teljesítmény legfeljebb 0,0025 W).

Frekvenciasáv: 2 402 000 000 - 2 480 000 000 Hz (2 402 - 2,48 GHz)

A Bluetooth low energy protokoll elsősorban miniatűr elektronikus szenzorokhoz (sportcipőkben, edzőeszközökben, páciens testén elhelyezett miniatűr érzékelőkben stb.) használható. Az alacsony energiafogyasztás egy speciális műveleti algoritmus használatával érhető el. Az adó csak az adatküldés idejére van bekapcsolva, ami több évre biztosítja az egy CR2032 elemről való működés lehetőségét [13] . A szabvány 1 Mbps adatátviteli sebességet biztosít 8-27 bájt adatcsomag-méret mellett. Az új verzió lehetővé teszi, hogy két Bluetooth eszköz 5 ms-nál rövidebb idő alatt kapcsolatot létesítsen és akár 100 m távolságban tartsa, ehhez fejlett hibajavítást alkalmaznak, a szükséges biztonsági szintet pedig a 128 bites biztosítja AES titkosítás.

Az ezen a szabványon alapuló hőmérséklet-, nyomás-, páratartalom-, mozgássebesség-, stb-érzékelők információkat tudnak továbbítani különféle vezérlőeszközökhöz: mobiltelefonok, PDA-k, PC-k stb.

Az első Bluetooth 3.0-t és Bluetooth 4.0-t támogató chipet az ST-Ericsson adta ki 2009 végén.

Bluetooth 4.1

2013 végén a Bluetooth Special Interest Group (SIG) bemutatta a Bluetooth 4.1 specifikációt. A Bluetooth 4.1 specifikációban megvalósított fejlesztések egyike a Bluetooth és a negyedik generációs LTE mobilkommunikáció együttműködésére vonatkozik . A szabvány az adatcsomagok átvitelének automatikus koordinálásával védelmet nyújt a kölcsönös interferencia ellen.

Bluetooth 4.2

2014. december 3-án a Bluetooth Special Interest Group (SIG) kiadta a Bluetooth 4.2 specifikációt [20] . A fő fejlesztések a megnövelt adatvédelem és a megnövelt adatátviteli sebesség.

Bluetooth 5.0

2016. június 16-án a Bluetooth Special Interest Group (SIG) bemutatta a Bluetooth 5.0 specifikációt [21] [22] . A változtatások elsősorban az alacsony fogyasztású és a nagy sebességű üzemmódot érintették. A hatótáv megnégyszereződött, a sebesség megduplázódott. Ezenkívül a Bluetooth 5.0 verzió teljes mértékben kompatibilis a korábbi Bluetooth-verziókkal.

Komoly minőségi frissítések történtek ebben a protokolltípusban, ami lehetővé tette, hogy az új verziót ne 4.3-ra, hanem 5.0-ra nevezzék el. A Bluetooth 5.0 a Bluetooth nagy frissítése, de alig érinti a vezeték nélküli hangot.

Bluetooth 5.1

A Bluetooth 5.1 abban különbözik a korábbi verzióktól, hogy a felhasználók maximális pontossággal tudják meghatározni a helyet és az irányt [23] . Még jobban optimalizálták az energiafogyasztást, és nőtt a Bluetooth Low Energy kapcsolat megbízhatósága.

Bluetooth 5.2

A specifikációt [24] a SIG 2020. január 6-án tette közzé. Új funkciók:

  • Az ATT attribútumprotokoll továbbfejlesztett változata az Enhanced Attribute Protocol (EATT), amely biztonságosabb, mert csak titkosított kapcsolatot használ. Az EATT támogatja a párhuzamos tranzakciókat, és lehetővé teszi az ATT maximális átviteli egységének (MTU) megváltoztatását a kapcsolat során. Az EATT hozzáadott egy új L2CAP biztonságos áramlásvezérlési módot – a továbbfejlesztett kreditalapú áramlásvezérlési módot.
  • Új LE Power Control – Lehetővé teszi az eszközök számára, hogy dinamikusan optimalizálják a tápellátást a csatlakoztatott eszközök közötti kommunikációhoz. A Bluetooth LE vevők mostantól figyelhetik a jelerősséget, és változtatásokat kérhetnek a csatlakoztatott eszközök átviteli teljesítményszintjén, jellemzően az optimális jelerősség fenntartása érdekében mind a jelminőség, mind a csökkentett energiafogyasztás tekintetében.
  • A LE Isochronous Channels egy olyan funkció, amely támogatja az új LE Audio [25] hangátviteli szabványt , a Bluetooth audio következő generációját. Lehetővé teszi az időalapú adatok átvitelét egy vagy több eszközre időszinkronizált feldolgozás céljából (például vezeték nélküli fejhallgató külön vevővel), valamint párhuzamos sugárzást korlátlan számú eszközre.
  • Bluetooth LE Audio (2022 óta) [26]

Bluetooth 5.3

A Bluetooth SIG 2021. július 13-án tette közzé a Bluetooth mag 5.3-as verziójának specifikációját [27] . A Bluetooth 5.3 funkció fejlesztései a következők:

  • Összetett kivonás
  • Időszakos hirdetési intervallum
  • Csatornaosztályozás javítása
  • Fejlesztések a titkosítási kulcsméret-kezelésben

A következő funkciókat eltávolítottuk a specifikáció ezen verziójából:

  • Alternatív MAC és PHY bővítmény (AMP)

Bluetooth protokoll verem

A Bluetooth réteges architektúrájú, amely magprotokollból, kábelcsere-protokollokból, telefonvezérlő protokollokból és kölcsönzött protokollokból áll. Az összes Bluetooth-verem kötelező protokollja : LMP , L2CAP és SDP. Ezenkívül a Bluetooth-on kommunikáló eszközök általában a HCI és az RFCOMM protokollokat használják.

LMP Link Management Protocol – két eszköz közötti rádiókapcsolat létrehozására és kezelésére szolgál. Bluetooth vezérlővel megvalósítva. HCI Gazda/vezérlő interfész – meghatározza a kapcsolatot a gazdagép (azaz számítógép vagy mobileszköz) és a Bluetooth-vezérlő között. L2CAP logikai kapcsolatvezérlő és adaptációs protokoll – két eszköz közötti helyi kapcsolatok multiplexelésére szolgál, különböző magasabb szintű protokollok használatával. Lehetővé teszi a csomagok feldarabolását és újraépítését. SDP Service Discovery Protocol – lehetővé teszi más eszközök által nyújtott szolgáltatások felfedezését és paramétereik meghatározását. RFCOMM A Radio Frequency Communications egy kábelcsere protokoll, amely virtuális soros adatfolyamot hoz létre, és emulálja az RS-232 vezérlőjeleket . BNEP Bluetooth Network Encapsulation Protocol – adatok átvitelére más protokollveremekből az L2CAP csatornán keresztül. IP-csomagok továbbítására szolgál a Personal Area Networking profilban. AVCTP Audio/Video Control Transport Protocol – az Audio/Video Remote Control profilban használatos parancsok továbbítására az L2CAP csatornán. AVDTP Audio/Video Distribution Transport Protocol – az Advanced Audio Distribution profilban használatos a sztereó hang továbbítására L2CAP csatornán. TCS Telephony Control Protocol – Bináris – Protokoll, amely hívásvezérlő jeleket határoz meg a Bluetooth-eszközök közötti hang- és adatkapcsolatok létrehozásához. Csak a vezeték nélküli telefonálás profilban használható.

A kölcsönzött protokollok a következők: Pont-pont protokoll ( PPP ), TCP/IP , UDP , Object Exchange Protocol ( OBEX ), Vezeték nélküli alkalmazási környezet (WAE), Vezeték nélküli alkalmazási protokoll (WAP).

Bluetooth profilok

A profil egy adott Bluetooth-eszközhöz elérhető funkciók vagy képességek összessége. Ahhoz, hogy a Bluetooth-eszközök együtt működjenek, mindegyiknek támogatnia kell egy közös profilt.

A következő profilokat határozza meg és hagyja jóvá a Bluetooth SIG [28] :

  • Advanced Audio Distribution Profile ( A2DP ) – Kétcsatornás sztereó hangfolyam, például zene átvitelére tervezték vezeték nélküli headsetre vagy bármely más eszközre. A profil teljes mértékben támogatja az alacsonyan tömörített Sub_Band_Codec (SBC) kodeket és opcionálisan más kodeket.
  • Audio / Video Remote Control Profile ( AVRCP ) - a TV -k, Hi-Fi berendezések és egyéb dolgok szabványos funkcióinak vezérlésére szolgál , vagyis lehetővé teszi távirányító funkcióval rendelkező eszközök létrehozását . Használható A2DP vagy VDP profilokkal együtt.
  • Basic Imaging Profile (BIP) – Képek eszközök közötti átvitelére tervezték, és lehetőséget ad a kép átméretezésére és a fogadó eszközön támogatott formátumra konvertálására.
  • Alapvető nyomtatási profil ( BPP ) – Lehetővé teszi szövegek, e-mailek, vCard és egyéb elemek küldését a nyomtatóra. A profil nem igényel speciális illesztőprogramokat a nyomtatótól, ami megkülönbözteti a HCRP-től.
  • Közös ISDN hozzáférési profil (CIP) – az eszköz hozzáféréséhez az ISDN -hez .
  • A Cordless Telephony Profile (CTP) egy vezeték nélküli telefonprofil.
  • Eszközazonosító profil (DIP) – lehetővé teszi az eszköz osztályának, gyártójának, termékverziójának azonosítását.
  • Dial-up Networking Profile (DUN) – A protokoll szabványos hozzáférést biztosít az internethez vagy más telefonszolgáltatáshoz Bluetooth-on keresztül. Az SPP alapján tartalmazza az ETSI 07.07 specifikációban meghatározott PPP és AT parancsokat.
  • Faxprofil (FAX) – Interfészt biztosít egy mobil vagy asztali telefon és egy faxszoftvert futtató számítógép között. Támogatja az ITU T.31 és/vagy ITU T.32 stílusú AT parancskészletet. A profil nem támogatja a hanghívást vagy az adatátvitelt.
  • Fájlátviteli profil ( FTP_profile ) – Hozzáférést biztosít az eszköz fájlrendszeréhez. Tartalmaz egy szabványos FTP-parancskészletet, amely lehetővé teszi könyvtárak listázását, könyvtárak módosítását, fájlok fogadását, átvitelét és törlését. Az OBEX -et szállítóeszközként használják a GOEP alapján.
  • A General Audio/Video Distribution Profile ( GAVDP ) az A2DP és a VDP alapja.
  • Az általános hozzáférési profil ( GAP ) az összes többi profil alapja.
  • Generic Object Exchange Profile ( GOEP ) – alap más adatátviteli profilokhoz, OBEX -en alapulóan .
  • Hard Copy Cable Replacement Profile ( HCRP ) – Egyszerű alternatívát kínál az eszköz és a nyomtató közötti kábelcsatlakozáshoz. A profil hátránya, hogy speciális illesztőprogramok szükségesek a nyomtatóhoz, ami miatt a profil nem univerzális.
  • Hands-Free Profile ( HFP ) – vezeték nélküli headset és telefon csatlakoztatására szolgál, mono hangot továbbít egy csatornán.
  • Human Interface Device Profile ( HID ) – támogatja a HID-vel (Human Interface Device) rendelkező eszközöket, például egereket, joysticket, billentyűzeteket stb. Lassú csatornát használ, csökkentett teljesítménnyel működik.
  • Headset Profile ( HSP ) – vezeték nélküli fejhallgató (Headset) és telefon csatlakoztatására szolgál. Támogatja a GSM 07.07 specifikáció minimális AT parancskészletét, amely lehetővé teszi a hívások kezdeményezését, a hívások fogadását, a hívás befejezését, a hangerő beállítását. A Headset profilon keresztül, Bluetooth 1.2 és újabb verziók jelenlétében, a fülhallgatóra továbbíthatja a telefon összes hangját. Például hallgassa meg az összes műveletet megerősítő jelet, mp3 zenét a lejátszóról, csengőhangokat, videók hangsorozatát a headseten. Az ezt a profilt támogató fejhallgatók sztereó hangképességgel rendelkeznek, ellentétben azokkal a modellekkel, amelyek csak a Hands-Free profilt támogatják.
  • Intercom Profile (ICP) – Lehetővé teszi a hanghívásokat a Bluetooth-kompatibilis eszközök között.
  • LAN hozzáférési profil (LAP) – Lehetővé teszi a Bluetooth-eszközök számára a LAN , WAN vagy internetes számítástechnikai hálózatok elérését egy másik Bluetooth-eszközön keresztül, amely fizikailag kapcsolódik ezekhez a hálózatokhoz. A Bluetooth-eszköz az RFCOMM-on keresztüli PPP-t használja a kapcsolat létrehozásához . A LAP lehetővé teszi ad-hoc Bluetooth hálózatok létrehozását is.
  • Object Push Profile (OPP) – egy alapprofil „objektumok”, például képek, virtuális névjegykártyák stb. küldéséhez. Az adatátvitelt a küldő eszköz (kliens) kezdeményezi, nem a fogadó eszköz (szerver).
  • Personal Area Networking Profile (PAN) – Lehetővé teszi a Bluetooth Network Encapsulation protokoll használatát Bluetooth kapcsolaton keresztüli átvitelként.
  • Phone Book Access Profile (PBAP) – lehetővé teszi a telefonkönyv-bejegyzések cseréjét az eszközök között.
  • Soros port profil ( SPP ) – Az ETSI TS07.10 specifikáción alapul, és az RFCOMM protokollt használja . A profil egy soros portot emulál, lehetővé téve a szabványos RS-232 vezeték nélküli kapcsolattal való helyettesítését. Ez a DUN, FAX, HSP és AVRCP profilok alapja.
  • Service Discovery Application Profile (SDAP) – a szervereszköz által használt profilokról szóló információk nyújtására szolgál.
  • SIM-hozzáférési profil (SAP, SIM) – Lehetővé teszi, hogy hozzáférjen telefonja SIM-kártyájához , így egyetlen SIM-kártya több eszközhöz is használható.
  • Szinkronizálási profil (SYNCH) - lehetővé teszi a személyes adatok (PIM) szinkronizálását. A profil az infravörös specifikációból származik, és a Bluetooth SIG adaptálta.
  • Video Distribution Profile ( VDP ) – lehetővé teszi a videó streamelését. Támogatja a H.263 , MPEG-4 Visual Simple Profile, H.263 profilok 3 és 8. profil szabványait, amelyek nem kötelezőek, és nem szerepelnek a specifikációban.
  • A Wireless Application Protocol Bearer (WAPB) a P-to-P (Point-to-Point) kapcsolatok Bluetoothon keresztüli szervezésére szolgáló protokoll.

Biztonság

2006 júniusában Avishai Wool [29] és Yaniv Shaked közzétett egy cikket [30] , amely a Bluetooth-eszközök elleni támadás részletes leírását tartalmazza. Az anyag tartalmazott egy aktív és egy passzív támadás leírását is, amely lehetővé teszi a készülék PIN kódjának beszerzését, majd az eszközhöz való csatlakozást. A passzív támadás lehetővé teszi a megfelelően felszerelt támadó számára, hogy „lehallgatja” (megszagolja) a kapcsolat inicializálási folyamatát, majd a lehallgatás és elemzés eredményeként kapott adatokat kapcsolat létrehozására használja (hamisítás). Természetesen egy ilyen támadás végrehajtásához a támadónak a közvetlen közelben kell lennie a kapcsolat létrehozásának időpontjában. Ez nem mindig lehetséges. Ezért született meg az aktív támadás ötlete. Felfedezték, hogy valamikor speciális üzenetet küldhetnek, amely lehetővé teszi az inicializálási folyamat megkezdését a támadó eszközével. Mindkét hackelési eljárás meglehetősen összetett, és több szakaszból áll, amelyek közül a fő az adatcsomagok összegyűjtése és elemzése. Maguk a támadások a hitelesítési mechanizmus sérülékenységein és két eszköz közötti rejtjelkulcs létrehozásán alapulnak.

Bluetooth-kapcsolat inicializálása

A Bluetooth kapcsolat inicializálását a kapcsolat létrehozásának folyamatának nevezzük. Három szakaszra osztható:

  • Kinit kulcsgenerálás ,
  • linkkulcs generálása (hivatkozási kulcsnak hívják, és Kab -ként jelölik ),
  • hitelesítés.

Az első két pontot az úgynevezett paring eljárás tartalmazza.

A párosítás (párosítás), vagy párosítás két (vagy több) eszköz összekapcsolásának folyamata egy közös titkos Kinit érték létrehozása érdekében, amelyet később a kommunikáció során használnak fel. A hivatalos dokumentumok egyes Bluetooth-fordításaiban a „párillesztés” kifejezés is megtalálható. A párosítási eljárás megkezdése előtt mindkét félnek meg kell adnia egy PIN-kódot.

A Kinit az E22 algoritmus szerint jön létre, amely a következő értékekkel működik:

  • BD_ADDR  - a Bluetooth-eszköz egyedi MAC-címe, 48 bit hosszú;
  • PIN kód és hossza;
  • Az IN_RAND  egy véletlenszerű 128 bites érték.

A Kab hivatkozási kulcs létrehozásához az eszközök véletlenszerűen generált 128 bites LK_RAND(A) és LK_RAND(B) szavakat cserélnek. Ezt egy bitenkénti XOR követi a Kinit inicializálási kulccsal, és ismét a kapott érték cseréje. Ezután a kulcs kiszámítása az E21 algoritmus szerint történik.

Ehhez a következő értékekre van szükség:

  • BD_ADDR
  • 128 bites LK_RAND (minden eszköz tárolja a saját és egy másik eszköztől kapott értéket)

Ebben a szakaszban a párosítás véget ér, és megkezdődik a Bluetooth inicializálás utolsó szakasza – a kölcsönös hitelesítés vagy kölcsönös hitelesítés. Ez a „kérés-válasz” sémán alapul. Az egyik eszköz lesz a hitelesítő, generál egy véletlenszerű AU_RAND(A) értéket , és elküldi egy szomszédos eszköznek (tiszta szöveggel), amelyet prezentátornak neveznek. Amint a hordozó megkapja ezt a "szót", megkezdődik az SRES érték kiszámítása az E1 algoritmus szerint, és elküldésre kerül a hitelesítőnek. A szomszédos eszköz hasonló számítást végez, és ellenőrzi a hordozó válaszát. Ha az SRES egyezik, akkor az eszközök szerepet cserélnek, és a folyamat megismétlődik.

Az E1-algoritmus a következő értékekkel működik:

  • Véletlenszerűen generált AU_RAND
  • link kulcs Kab
  • Saját BD_ADDR
Párosítási támadás

Ha a támadónak sikerült meghallgatnia az adást, és a párosítási eljárás során az összes üzenetet elfogta és elmentette, akkor nyers erővel megtalálhatja a PIN -kódot.

Az első személy, aki észrevette ezt a sebezhetőséget, az angol Ollie Whitehouse volt 2004 áprilisában. Ő volt az első, aki azt javasolta, hogy a párosítás során elfogják az üzeneteket, és megpróbálják a kapott információk alapján nyers erővel kiszámítani a PIN -kódot. A módszernek azonban van egy jelentős hátránya: támadás csak akkor hajtható végre, ha az összes hitelesítési adatot lehallgatták. Más szóval, ha a támadó a párosítás kezdetekor nem volt adásban, vagy kihagyott valamilyen értéket, akkor nem tudja folytatni a támadást.

Rekonjugációs támadás

Woolnak és Shakednek sikerült megoldást találnia a Whitehouse támadással kapcsolatos nehézségekre. Kifejlesztettek egy második típusú támadást. Ha a párosítási folyamat már elindult és az adatok hiányoznak, a támadás nem hajtható végre. Ha azonban az eszközök már kommunikáltak, eltárolták a Kab-kulcsot és megkezdték a kölcsönös hitelesítést, kényszerítheti az eszközöket a párosítási folyamat újraindítására a fent leírt párosítási támadás végrehajtása érdekében.

Ez a támadás a megfelelő üzenetek megfelelő időben történő elküldését igényli. A kereskedelemben kapható szabványos eszközök erre a célra nem alkalmasak.

Ezen módszerek bármelyikével a támadó folytathatja az alapvető párosítási támadást. Így ezzel a két támadással a támadó könnyen ellophatja a PIN-kódot. Továbbá a PIN kód birtokában képes lesz kapcsolatot létesíteni ezen eszközök bármelyikével. És érdemes megfontolni, hogy a legtöbb eszközben a Bluetoothon keresztül elérhető szolgáltatások szintjén a biztonság nem biztosított megfelelő szinten. A legtöbb fejlesztő a párosítás biztonságára támaszkodik. Ezért a támadó cselekedeteinek következményei különbözőek lehetnek: a telefon címjegyzékének ellopásától kezdve az áldozat telefonjáról kimenő hívás indításáig és lehallgató eszközként való használatáig.

A PIN-kód kiválasztásának becsült ideje

A Bluetooth protokoll aktívan használja a SAFER + titkosításon alapuló E22, E21, E1 algoritmusokat . Bruce Schneier megerősítette, hogy a sérülékenység kritikus. A PIN-kód kitalálása a gyakorlatban remekül működik, és valós időben is elvégezhető [31] . Az alábbiakban a 3 GHz-es Pentium 4 HT-n kapott eredmények láthatók:

Hossz (karakterben) Idő (mp)
négy 0,063
5 0,75
6 7.609

A fenti támadások egyes megvalósításai eltérő sebességgel működhetnek. Az optimalizálásnak számos módja van: speciális fordítóbeállítások, ciklusok különféle megvalósításai, feltételek és aritmetikai műveletek. Avishai Wool és Yaniv Shaked megtalálta a módját, hogy jelentősen lerövidítse a PIN-kód brutális erőltetéséhez szükséges időt.

A PIN-kód hosszának növelése nem csodaszer. Csak a biztonságos helyen lévő eszközök, például Bluetooth headset vagy autós kihangosító készülék párosítása védhet részben a leírt támadások ellen. A kommunikáció inicializálása (bekapcsolt állapotban) ezekkel az eszközökkel a nap folyamán sokszor megtörténhet, és a felhasználónak nem mindig van lehetősége védett helyen tartózkodni.

Alkalmazás

A BT2 eszközök működési sugara nem haladja meg a 16 m-t, a BT1-nél - legfeljebb 100 m-t (A osztály). Ezeket a számokat a rálátás szabványa deklarálja, a valóságban 10-20 m-nél nagyobb távolságra nem kell munkára számítani, a gyakorlatban ez a távolság nem elegendő a támadások hatékony kihasználásához. Ezért még a Defcon-2004 támadási algoritmusainak részletes tanulmányozása előtt bemutatták a nyilvánosságnak a John Herington által kifejlesztett BlueSniper puskaantennát. Az eszköz egy hordozható eszközhöz - laptophoz / PDA-hoz csatlakozik, és elegendő irányítással és teljesítménnyel rendelkezik (hatékony működés 1,5 km-ig).

Együttélés más protokollokkal

Az FHSS munkacsatorna széles frekvenciatartományban történő gyakori váltása lehetőséget ad más protokollokkal való együttélésre. Az adaptív AFH bevezetésével a helyzet valamelyest javult [32] .

Hibakeresés és tanúsítás

A hibakeresést és a szabványnak való megfelelés ellenőrzését megnehezítik a tartomány aktív szomszédai (például Wi-Fi). Léteznek megoldások az összes kapcsolat egyidejű dekódolására és nyomon követésére mind a 79 Bluetooth-csatornán.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ https://techterms.com/definition/bluetooth
  2. ↑ bluetooth . "Akadémiai helyesírási forrás ACADEMOS" . bluetooth. Letöltve: 2018. március 9. Az eredetiből archiválva : 2018. március 10. Archiválva : 2018. március 10. a Wayback Machine -nál
  3. ↑ GRAMOTA.RU - referencia és információs internetes portál "orosz nyelven" | Szótárak | Szóellenőrzés . Letöltve: 2022. május 5. Az eredetiből archiválva : 2020. október 22. Archiválva 2020. október 22-én a Wayback Machine -nél
  4. ↑ Hogyan érhetsz el 1 km-nél nagyobb hatótávolságot a Bluetooth Low Energy - Novel Bits használatával . Letöltve: 2020. június 6. Az eredetiből archiválva : 2020. június 6. Archiválva : 2020. június 6. a Wayback Machine -nél
  5. ↑ Monson, Heidi Bluetooth technológia és következményei . SysOpt.com (1999. december 14.). Letöltve: 2009. február 17. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 24.. Archiválva az eredetiből 2011. augusztus 24-én.
  6. ↑ A Bluetooth SIG-ről (nem elérhető link) . Bluetooth SIG. Letöltve: 2008. február 1. Az eredetiből archiválva : 2006. március 18..   Archivált : 2006. március 18. a Wayback Machine -nél
  7. ↑ Kardach, Jim Hogyan kapta a Bluetooth nevét (2008. május 3.). Letöltve: 2009. február 24. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 24.. Archiválva az eredetiből 2011. augusztus 24-én.
  8. ↑ #244488. kérdés . Gramota.ru . - "Elfogadható: "bluetooth". De jobb latinul írni. Letöltve: 2018. március 9. Az eredetiből archiválva : 2020. október 22. Archiválva 2020. október 22-én a Wayback Machine -nél
  9. ↑ A Bluetooth SIG-ről  (  elérhetetlen link) . Bluetooth SIG . Letöltve: 2008. március 20. Az eredetiből archiválva : 2006. január 10.. Archivált : 2006. március 18. a Wayback Machine -nél
  10. ↑ 1 2 3 Vishnevsky et al. Szélessávú vezeték nélküli adatátviteli hálózatok. - M . : Technosfera, 2005. - 592 p. — ISBN 5-94836-049-0 .
  11. ↑ Joshua Wright. A gyakori Bluetooth-tévhitek  eloszlatása . NÉLKÜL. Letöltve: 2018. augusztus 25. Az eredetiből archiválva : 2007. október 26.. Archiválva : 2007. október 30. a Wayback Machine -nél
  12. ↑ Soltanian A., Van Dyck RE A Bluetooth-rendszer teljesítménye elhalványuló, szétszórt csatornákban és interferenciában  // IEEE Global Telecommunications Conference, 2001 (GLOBECOM '01). - S. 3499-3503 .
  13. ↑ 1 2 BLUETOOTH SIG Bemutatja a BLUETOOTH alacsony energiafogyasztású vezeték nélküli technológiát, a következő generációs BLUETOOTH vezeték nélküli technológiát  (hun.)  (nem elérhető hivatkozás) . Hivatalos oldal. Hozzáférés dátuma: 2010. január 16. Az eredetiből archiválva : 2009. december 20. Archivált : 2009. december 20. a Wayback Machine -nél
  14. ↑ Biteleva A. Multimédiás hozzáférés technológiái (elérhetetlen link) . Tele-Sputnik magazin 8(82) (2002. augusztus). Letöltve: 2010. január 15. Az eredetiből archiválva : 2012. január 18..   Archiválva : 2012. január 18. a Wayback Machine -nél
  15. ↑ IEEE Std 802.15.1-2005 – IEEE szabvány az információtechnológiához – Távközlés és információcsere rendszerek között – Helyi és nagyvárosi hálózatok – Speciális követelmények 15.1. rész: Vezeték nélküli közeg hozzáférés-szabályozás (MAC) és fizikai réteg (PHY) előírásai vezeték nélküli személyi használatra Területi hálózatok (WPAN)
  16. ↑ Guy Kewney. A nagy sebességű Bluetooth egy lépéssel közelebb került: jóváhagyva a megnövelt adatátviteli sebességet . Newswireless.net (2004. november 16.). Letöltve: 2008. február 4. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 24.. Archiválva az eredetiből 2011. augusztus 24-én.
  17. ↑ 1 2 Specifikációs dokumentumok (lefelé irányuló kapcsolat) . Bluetooth SIG. Letöltve: 2008. február 4. Az eredetiből archiválva : 2008. január 17..   Archiválva : 2008. január 17. a Wayback Machine -nél
  18. ↑ HTC TyTN specifikáció (PDF). HTC. Letöltve: 2008. február 4. Az eredetiből archiválva : 2008. március 8.. Archiválva : 2006. október 12. a Wayback Machine -nél
  19. ↑ David Meyer. A Bluetooth 3.0 ultraszéles sáv nélkül jelent meg . zdnet.co.uk (2009. április 22.). Letöltve: 2009. április 22. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 24.. Archiválva az eredetiből 2011. augusztus 24-én.
  20. ↑ A SIG bemutatja a Bluetooth 4.2-t . Letöltve: 2015. augusztus 13. Az eredetiből archiválva : 2015. augusztus 23.. Archivált : 2015. augusztus 23. a Wayback Machine -nél
  21. ↑ Bluetooth 5.0: Miért számít az új vezeték nélküli szabvány . Letöltve: 2016. szeptember 4. Az eredetiből archiválva : 2016. szeptember 16.. Archiválva : 2016. szeptember 16. a Wayback Machine -nál
  22. ↑ Bluetooth 5.0 - négyes hatótávolság, dupla sebesség | Hírek és vélemények | PCMag.com . Letöltve: 2017. október 4. Az eredetiből archiválva : 2017. szeptember 4.. Archiválva : 2017. szeptember 4. a Wayback Machine -nál
  23. ↑ Cris Hoffman. Bluetooth 5.1: Újdonságok és miért számít ? Hogyan geek (2019. január 31.). Letöltve: 2019. február 4. Az eredetiből archiválva : 2019. február 3.. Archiválva : 2019. február 3. a Wayback Machine -nél
  24. ↑ Archivált másolat . Letöltve: 2020. január 17. Az eredetiből archiválva : 2020. január 8.. Archiválva : 2020. január 8. a Wayback Machine -nél
  25. ↑ A Bluetooth SIG új hangátviteli szabványt vezetett be / Sudo Null IT News
  26. ↑ A vezeték nélküli fejhallgatók új korszakának küszöbén: hamarosan megjelenik az elmúlt évek legnagyobb Bluetooth-frissítése // Ferra.ru , 2022. június 12.
  27. ↑ Bluetooth  (angol)  // Wikipédia. — 2021-11-18.
  28. ↑ ComputerPress No. 3, 2013 , p. 36.
  29. ↑ Prof. Avishai gyapjú . Letöltve: 2008. december 19. archiválva az eredetiből: 2018. december 23. Archiválva : 2018. december 23. a Wayback Machine -nél
  30. ↑ Yaniv Shaked, Avishai Wool. A Bluetooth  PIN -kód feltörése - Villamosmérnöki Rendszerek Iskola, Tel Aviv Egyetem, 2005. - május 2.  
  31. ↑ Ellisys. Bluetooth biztonság – Igazságok és  fikciók . Az eredetiből archiválva : 2016. november 23. Archiválva : 2016. november 23. a Wayback Machine -nál
  32. ↑ Együttélési problémák a 2,4 GHz-es vezeték nélküli audio streaming esetén bluetooth személyhívás és WLAN jelenlétében . Hozzáférés dátuma: 2016. december 7. Az eredetiből archiválva : 2016. december 20. Archiválva : 2016. december 20. a Wayback Machine -nél

Irodalom

Linkek


  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban