BLUETOOTH Redes wireless Aula 08 Bluetooth Prof Espec

BLUETOOTH Redes wireless Aula 08 – Bluetooth Prof. Espec. Diovani Milhorim 1

Roteiro n n n Introdução Arquitetura Segurança Aplicações Estado da Arte Conclusões 2

Introdução n O que é “Bluetooth” ¡ n Padronização ¡ n Necessidade de interação com dispositivos de marcas diferentes Como surgiu ¡ n 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? n n n n 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 n n 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 n n 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 n Exemplo de uma Scatternet 9

Comunicação n n n 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 n 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 n n 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 n 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. 14

Protocolos Bluetooth Host (microprocessador/PC/PDA) Aplicações TCS RFCOMM SDP L 2 CAP HCI (Top) Physical Link (UART, USB, PCMCIA) HCI (Bottom) Link Manager Baseband Módulo Bluetooth (host controller) 15

Protocolos Bluetooth n n n 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 n n L 2 CAP: 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 17

Estabelecendo conexões n n n n Descobre-se um dispositivo ao qual pode-se conectar (Inquiry) Sincronização (Paging) Estabelecimento de um link (LMP) Canal de comunicação (L 2 CAP) Procura por serviços (SDP) Canal que emula porta serial (RFCOMM) Autenticação: verificação do PIN 18

Modos de operação n 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) 19

Segurança n n 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 20

Modos de segurança n 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 21

Tipos de ataque n n 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 22

Aplicações n n 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 23

Vantagens n n n 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 24

Desvantagens n n n Número limitado de dispositivos conectados Alcance curto Baixa taxa de dados 25

Dados gerais - Bluetooth n n n Distância: ¡ Classe 1 - alcance de 100 metros/0. 1 W ¡ Classe 2 - alcance de 10 metros/2. 5 m. W ¡ Classe 3 - alcance de 1 metro/1 m. W 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 26

Espectro de freguencia Fonte: The Right Technology at the Right Place at the Right Time. Aditya Agrawal. Abril, 2003. 27

Resumo n Tecnologia para curtas distâncias n Poucos dispositivos numa única rede n Baixa largura de banda n Esta é uma tecnologia que tende integrar equipamentos eletrônicos com roupas, carros, relógios, celulares, tocadores MP 3 28