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BLUETOOTH

André Oquendo Silva Danilo Cunha Frederico Leite Beneti Lucas Lucieto Michel Bastos Orlando Bordoni. BLUETOOTH. Roteiro. Introdução Arquitetura Segurança Aplicações Estado da Arte Conclusões. Introdução. O que é “Bluetooth”

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Presentation Transcript

  1. André Oquendo Silva Danilo Cunha Frederico Leite Beneti Lucas Lucieto Michel Bastos Orlando Bordoni BLUETOOTH

  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. 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) Protocolos Bluetooth

  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 RFCOMM SDP L2CAP PPP IP TCP/UDP

  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 Relógio display Periféricos Acesso à serviços Identificação pessoal

  26. Outras aplicações: • Fiat Stilo – Celular • Fone de ouvido sem fio • Novos formatos para celular • Medicina Java ring Headset Joia digital Medidor de pulso

  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 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/bluetooth.html

  39. ? Bluetooth

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