BLUETOOTH
Redes wireless
Aula 08 – Bluetooth
Prof. Espec. Diovani Milhorim
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Roteiro
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

Introdução
Arquitetura
Segurança
Aplicações
Estado da Arte
Conclusões
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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
Por que 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)
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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
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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
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Topologia de rede - Scatternet

Exemplo de uma
Scatternet
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)
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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
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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
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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)
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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
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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
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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
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Desvantagens



Número limitado de dispositivos
conectados
Alcance curto
Baixa taxa de dados
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Dados gerais - 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
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Espectro de freguencia
Fonte: The Right Technology at the Right Place at the Right Time. Aditya Agrawal. Abril, 2003.
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Resumo

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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