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BLUETOOTH

Redes wirelessAula 08 – BluetoothProf. Espec. Diovani Milhorim

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Roteiro

Introdução Arquitetura Segurança Aplicações Estado da Arte Conclusões

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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

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Por que 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

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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 - PiconetEscravos

Mestre

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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

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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

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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

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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

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Comunicação

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

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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

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)

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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 (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

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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