BLUETOOTH
André Oquendo Silva
Danilo Cunha
Frederico Leite Beneti
Lucas Lucieto
Michel Bastos
Orlando Bordoni
1
Roteiro






Introdução
Arquitetura
Segurança
Aplicações
Estado da Arte
Conclusões
2
Introdução

O que é “Bluetooth”


Padronização


Necessidade de interação com dispositivos de marcas
diferentes
Como surgiu


Tecnologia sem fio, para comunicação à curta distância
entre diversos dispositivos
Bluetooth SIG: Consórcio entre grandes empresas
(Ericsson, Nokia, IBM, Intel e Toshiba ), para padronizar a
comunicação
O significado do nome “Bluetooth”

Rei Viking Harald Blatand
3
Porque Bluetooth
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





Conexão sem cabos
Infravermelho (melhor
tecnologia da época)
Demanda de acesso
móvel
Solução Padronizada
Baixo consumo
Baixo custo
Transmissão de voz e
dados
Fonte: www.bluetooth.com
4
Arquitetura
Fonte: Intel (Treands In Telecom: Wireless Service for the Mainstream)
5
Arquitetura – Topologia de rede - Piconet




Rede formada por até 8 dispositivos (1
mestre)
Sincronização do clock e sequência do salto
de frequência com o mestre
Comunicação somente entre mestre e
escravos, não existe direta entre escravos
Mestre centraliza a comunicação
6
Topologia de rede - Piconet
Escravos
Mestre
7
Topologia de rede - Piconet




Em um mesmo local, podem existir várias
Piconets
Cada piconet um canal físico diferente
(mestre diferente, clock diferente, sequência
do salto de frequência diferente)
Scatternet: conjunto de Piconets
Mestre de uma Piconet não pode ser mestre
de outra Piconet
8
Topologia de rede - Scatternet

Exemplo de uma Scatternet
Fonte: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialblue/pagina_1.asp
9
Comunicação





A comunicação entre os dispositivos é feita através
do estabelecimento de um canal Frequency
Hopping
Transmissor envia dados em uma série de
freqüências
Receptor, em sincronia (saltando na mesma série
de freqüências) com o transmissor recebe os dados
Para a operar na faixa ISM de 2,45 GHz, foram
definidas 79 portadoras espaçadas de 1 MHz
A seqüência particular de freqüências de um canal é
estabelecida pelo dispositivo mestre da piconet
10
Comunicação

O dispositivo mestre muda sua freqüência de
transmissão 1600 vezes por segundo
Fonte: BILLO, Eduardo A. Uma pilha de protocolos Bluetooth adaptável à aplicação. 2003
11
Comunicação




O compartilhamento do canal entre os
dispositivos, é possível graças a
multiplexação por tempo do canal
Canal dividido em slots de 625 µs
TDD (Time Division Duplex)
Slots utilizados de modo alternado
12
Comunicação
Fonte: SIG (Special Interest Group). Specification of the Bluetooth System. 2001.
13
Estados de estabelecimento conexões

Três elementos são utilizados para o
estabelecer conexões entre os dispositivos

Scan: verifica se existe algum outro dispositivo
tentando estabelecer uma conexão.

Inquiry: mensagem para determinar quais outros
dispositivos estão na área de alcance de um
dispositivo. A resposta deve conter identidade e
informações para o sincronismo.

Page: transmissão de dois pedidos de conexão em
diferentes portadoras, a cada 1,25 ms.
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Protocolos Bluetooth
Host (microprocessador/PC/PDA)
Aplicações
TCS
RFCOMM
SDP
L2CAP
HCI (Top)
Physical Link
(UART, USB, PCMCIA)
HCI (Bottom)
Link Manager
Baseband
Módulo Bluetooth (host controller)
15
Protocolos Bluetooth



Baseband: lida com o controle dos canais
físicos e lógicos, do acesso ao meio, e de
serviços como detecção e correção de erros
LMP: responsável pela configuração e
gerenciamento das conexões Baseband
HCI: interface padrão de acesso ao
Baseband e ao LMP
16
Protocolos Bluetooth




L2CAP: fornece serviços de dados
orientados à conexão e sem conexão,
multiplexação e segmentação e remontagem
SDP: fornece os meios para as aplicações
clientes descobrirem a existência de serviços
RFCOMM: emulação de portas seriais
TCS: controle de sinalização para o
estabelecimento de conversa e chamada de
dados. Ex: H = hangup, D = dial
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Estabelecendo conexões







Descobre-se um dispositivo ao qual pode-se
conectar (Inquiry)
Sincronização (Paging)
Estabelecimento de um link (LMP)
Canal de comunicação (L2CAP)
Procura por serviços (SDP)
Canal que emula porta serial (RFCOMM)
Autenticação: verificação do PIN
18
Estabelecendo conexões

Funcionamento de uma aplicação bluetooth
INQUIRY
PAGING
LMP
RFCOMM
SDP
L2CAP
PPP
IP
TCP/UDP
19
Modos de operação

Após a conexão os dispositivos estão
prontos para e trocar informações, existindo
quatro modos de operação:




Active Mode – transmissão ativa
Sniff Mode – modo econômico
Hold Mode – scan, inquiry e page
Park Mode – escravo inativo (até 255 escravos)
20
Segurança


Por utilizar um meio de transmissão compartilhado é
impossível impedir que pessoas má intencionadas
escutem os pacotes de transmissão do bluetooth no
raio da piconet.
Assim a única forma para esta tecnologia prover
segurança é implementá-la nas camadas de
aplicação e camada de link
21
Modos de segurança

Existem três modos:



Modo de segurança 1: Sem segurança (nonsecure)
Modo de segurança 2: Segurança estabelecida
no nível do serviço (service-Level enforced
Security) – após estabelecimento da conexão
Modo de segurança 3: Segurança estabelecida
no nível do link (link-Level Enforced Security) –
antes do estabelecimento da conexão
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Tipos de ataque




Snarf: Conectar-se ao dispositivo sem alertar o
dono do mesmo e conseguir acesso ao dispositivo
Backdoor: Conecta-se ao dispositivo com
conhecimento do dono deixando uma “porta” aberta
para iniciar um ataque posterior
Bluebug: Obter acesso ao conjunto de comandos
AT podendo emitir comandos de alto nível do celular
e acesso a canais de dados, voz e mensagens
Bluejacking: mensagem anônima
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Aplicações




Conexão sem fio, entre PC e periféricos
Conexão automática, PC-celular (mesmo
dono), que por exemplo envie mensagens de
e-mail
Pode funcionar como uma identificação
pessoal
Acesso a serviços: ingresso, recados
24
Aplicações
Relógio display
Periféricos
Acesso à serviços
Identificação pessoal
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Outras aplicações:




Fiat Stilo – Celular
Java ring
Fone de ouvido sem fio
Novos formatos para celular
Medicina
Headset
Joia digital
Medidor de pulso
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Vantagens





Não exige visada direta entre transmissor e receptor
Grande quantidades de dispositivos usando
bluetooth
Facilmente integrada aos protocolos de
comunicação
Facilidade de uso
Baixo consumo de energia
27
Desvantagens

Número limitado de dispositivos conectados

Alcance curto
28
Estado da Arte - Bluetooth

Distância:





Classe 1 - alcance de 100 metros/0.1W
Classe 2 - alcance de 10 metros/2.5mW
Classe 3 - alcance de 1 metro/1mW
Freqüência: 2.4 GHz
Largura da banda:


Assíncrono a uma taxa máxima de 723,2 kbps
Bidirecional síncrono com taxa de 432 kbps que
suporta tráfego de voz entre os dois dispositivos
29
Estado da Arte - Infrared




Distancia: Até 1 metro
Largura de banda: Até 4 Mbps
Não atravessa objetos sólidos
Precisa de visada
30
Estado da Arte - Ultra-Wideband






Distância: Até 10 metros
Freqüência: 3.1GHz até 10.6GHz
Largura de banda: até 500Mbps (até 2
metros) / 110Mbps (até 10 metros)
Até o momento não foi regulamentado
mundialmente (somente nos EUA)
Baixo consumo de energia, baixo custo do
chip.
Não precisa de visada
31
Estado da Arte - Wi-Fi





Distância: Até 100 metros
Freqüência: 5GHz para versão “a” / 2.4GHz
para versões “b” e “g”
Largura de banda: até 54Mbps para versão
“a” e “g” / até 11Mbps para versão “b”
Consumo de energia é maior que o bluetooth
Não precisa de visada
32
Estado da Arte - ZigBee






Distância: Até 100 metros
Freqüência: 2.4 GHz, 915MHz, 868MHz
Largura de banda: 250 Kbps, 40 Kbps, 20
Kbps
O objetivo do ZigBee é tornar-se um padrão
na área industrial
Baixo custo
Não precisa de visada
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Estado da Arte - WiMAX






Distância: Até 50 km
Freqüência: entre 2GHz e 11GHz
Largura de banda: até 70Mbps
Suporta mobilidade com velocidade de até
100km/h
Não precisa de visada.
Criado para competir com DSL
34
Estado da Arte
Fonte: The Right Technology at the Right Place at the Right Time. Aditya Agrawal. Abril, 2003.
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Conclusões

Padronização: permite a interação de diversos
tipos de dispositivos

Baixo custo de implantação: não encarece um
produto que suporte a tecnologia

Baixo consumo de energia: permite seu uso em
pequenos dispositivos móveis sem prejudicar a
duração da bateria
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Conclusões

Tecnologia para curtas distâncias

Poucos dispositivos numa única rede

Baixa largura de banda

Esta é uma tecnologia que tende integrar
equipamentos eletrônicos com roupas, carros,
relógios, celulares, tocadores MP3
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Bibliografia





Bluetooth: O que é
http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialblue/pagina_1.asp
BlueTooth.com: Learn
http://www.bluetooth.com/Bluetooth/Learn/
BlueTooth
http://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth
BlueTooth Tutorial
http://www.tutorial-reports.com/wireless/bluetooth/tutorial.php
BlueTooth
http://www.students.ic.unicamp.br/%7Era007293/bluetooth/blueto
oth.html
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Bluetooth
?
39