1

BLUETOOTH

André Oquendo SilvaDanilo CunhaFrederico Leite BenetiLucas LucietoMichel BastosOrlando Bordoni

2

Roteiro

Introdução Arquitetura Segurança Aplicações Estado da Arte Conclusões

3

Introdução

O que é “Bluetooth” Tecnologia sem fio, para comunicação à curta distância

entre diversos dispositivos Padronização

Necessidade de interação com dispositivos de marcas diferentes

Como surgiu 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

4

Porque Bluetooth

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

5

Arquitetura

Fonte: Intel (Treands In Telecom: Wireless Service for the Mainstream)

6

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

7

Topologia de rede - Piconet

Escravos

Mestre

8

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

9

Topologia de rede - Scatternet Exemplo de uma Scatternet

Fonte: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialblue/pagina_1.asp

10

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

11

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

12

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

13

Comunicação

Fonte: SIG (Special Interest Group). Specification of the Bluetooth System. 2001.

14

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.

15

Protocolos Bluetooth

HCI (Top)

L2CAP

TCS

Aplicações

Baseband

Link Manager

HCI (Bottom)

RFCOMM SDP

Host (microprocessador/PC/PDA)

Módulo Bluetooth (host controller)

Physical Link(UART, USB, PCMCIA)

16

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

17

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

18

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

19

Estabelecendo conexões

Funcionamento de uma aplicação bluetooth

INQUIRY PAGING LMP

SDP L2CAPRFCOMM

IP TCP/UDPPPP

20

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)

21

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

22

Modos de segurança

Existem três modos: Modo de segurança 1: Sem segurança (non-

secure) 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

23

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

24

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

25

Aplicações

Periféricos

Acesso à serviços

Identificação pessoal

Relógio display

26

Outras aplicações:

Fiat Stilo – Celular Fone de ouvido sem fio Novos formatos para celular Medicina

Medidor de pulso

Java ring

Joia digital

Headset

27

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

28

Desvantagens

Número limitado de dispositivos conectados

Alcance curto

29

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

30

Estado da Arte - Infrared

Distancia: Até 1 metro Largura de banda: Até 4 Mbps Não atravessa objetos sólidos Precisa de visada

31

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

32

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

33

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

34

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

35

Estado da Arte

Fonte: The Right Technology at the Right Place at the Right Time. Aditya Agrawal. Abril, 2003.

36

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

37

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

38

Bibliografia

Bluetooth: O que éhttp://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialblue/pagina_1.asp

BlueTooth.com: Learnhttp://www.bluetooth.com/Bluetooth/Learn/

BlueToothhttp://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

BlueTooth Tutorialhttp://www.tutorial-reports.com/wireless/bluetooth/tutorial.php

BlueToothhttp://www.students.ic.unicamp.br/%7Era007293/bluetooth/bluetooth.html

39

Bluetooth

?