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BLUETOOTH

André Oquendo SilvaDanilo CunhaFrederico Leite BenetiLucas LucietoMichel BastosOrlando Bordoni

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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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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

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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 - Piconet

Escravos

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

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

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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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Estabelecendo conexões

Funcionamento de uma aplicação bluetooth

INQUIRY PAGING LMP

SDP L2CAPRFCOMM

IP TCP/UDPPPP

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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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Aplicações

Periféricos

Acesso à serviços

Identificação pessoal

Relógio display

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Outras aplicações:

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

Medidor de pulso

Java ring

Joia digital

Headset

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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

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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

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Estado da Arte - Infrared

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

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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

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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

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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

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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

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Estado da Arte

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

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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

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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

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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

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Bluetooth

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