Bluetooth
Bluetooth – это технология беспроводной передачи данных на небольшое расстояние (несколько десятков метров максимум) между различными типами устройств: мобильные телефоны, наушники, автомобили, медицинские аппараты и мн. др. Сегодня эта технология нашла очень широкое распространение. Bluetooth является универсальной и недорогой технологией. Рассмотрим историю ее создания, возможности, принципы действия.
История стандартизации Bluetooth
Разработка технологии Bluetooth началась в 1994 году компанией Ericsson как альтернатива проводному способу передачи данных с помощью многопарного кабеля (протокол RS-232). В 1998 году к Ericsson присоединились Nokia, IBM, Toshiba и была образована группа Special Interest Group (SIG), которая продолжила разработку данного стандарта. Позднее в SIG вошли еще многие компании и сейчас их насчитывается около 14000. Первый стандарт Bluetooth v1.0 был утвержден в 1999 году. Он обладал множеством недостатков: скорость была очень низкой, соединения часто обрывались, наблюдались конфликты в радиоэфире. Далее следовали версии v1.0B – в конце 2000 года, v1.1 – 2002 год. В 2005 году появился стандарт Bluetooth v1.2, однако скорость не превышала 700 кбит/сек.
Версия Bluetooth v2.0 появилась в 2004 году и предоставляла возможность передачи до 3 Мбит/сек. Данной скорости уже вполне достаточно для обмена мультимедийным контентом, а также передачи потокового видео и аудио высокой четкости. Именно эта версия стандарта в настоящее время наиболее распространена. Однако разработка данного стандарта продолжалась и в 2007 году появляется Bluetooth v2.1, главными преимуществами которого были увеличенные возможности по обеспечению безопасности соединений, а также более высокая энерго эффективность.
Bluetooth v3.0 был выпущен в апреле 2009 года и предусматривает скорость передачи данных уже до 24 Мбит/сек. Кроме того, предусматривалась возможность взаимодействия с WiFi. При этом Bluetooth используется только для передачи сигнальной информации, а по WiFi передаются непосредственно пользовательские данные. Bluetooth v4.0 был выпущен только в апреле 2010 года. Он основан на совместном использовании с WiFi и объединяет преимущества обеих технологий. 4 версия предусматривает сниженное энергопотребление, более высокие скорости передачи данных и увеличенный радиус действия.
Принцип действия Bluetooth
Технология Bluetooth объединяет устройства в так называемые пико сети (piconet), т.е. небольшие по численности и расстоянию между устройствами беспроводные сети передачи данных. В простейшем случае пико сеть – это два связанных между собой Bluetooth устройства. Устройство, которое инициирует и поддерживает соединение называется master, а другое – slave. Мастер может организовать до семи соединений к различным slave. Однако общая суммарная скорость передачи данных не может превышать максимум для данной технологии.
Принцип организации пикосетей Bluetooth
Роли master/slave не строго фиксированы и могут изменяться в зависимости от загрузки устройств и других факторов. При этом в зависимости от текущей структуры сети устройство может выполнять разные роли в разных соединениях, а также может носить одну и ту же роль, например slave для разных master.
Для работы устройств по технологии Bluetooth отведен частотный диапазон от 2.402 до 2.480 ГГц. Причем технология Bluetooth предусматриваю работу различных пико сетей в одном и том же пространстве (например, комнате) и на одной и той же частоте. Таких сетей может быть несколько, и соединения не будут интерферировать (мешать) друг с другом. Существует несколько особенностей технологии Bluetooth, которые позволяют вышеуказанные возможности.
Во-первых, каждое устройство начинает работу в сети на минимально возможной мощности (1 мВт) предотвращая тем самым появление интерференции с уже работающими устройствами. Далее мощность может постепенно увеличиваться, вплоть до 3 Вт что позволяет работать на расстоянии до 100 метров.
Во-вторых, Bluetooth на радио интерфейсе использует технологию spread-spectrum frequency hopping – размазывание спектра с помощью перескоков по частоте. Суть ее заключается в том, что весь доступный спектр делится на 79 подканалов. Участвующие в соединении устройства меняют частоту 1600 раз в секунду, причем это происходит случайным, известным только этим устройствам способом. Поэтому очень мала вероятность того, что два или более одновременно активных соединения будут работать на одной и той же частоте в одно и то же время. Даже если это и произойдет, то это нанесет очень незначительный ущерб, который может быть легко устранен повтором пакета или алгоритмом коррекции ошибок.
Безопасность Bluetooth
Из-за того, что Bluetooth – это беспроводная технология, и она использует общую среду передачи информации между устройствами, доступ к объектам сети может быть получен достаточно легко. В свою очередь, по Bluetooth-соединениям часто передается важная и конфиденциальная информация, а сами соединения могут использоваться как пути передачи вирусов и шпионажа. Поэтому аспектам безопасности в данной технологии уделяется не последнее значение.
Технология Bluetooth предусматривает несколько режимов обеспечения безопасности. В зависимости от устройства в которое встраивается передатчик может применяться тот или иной набор режимов. Практически во всех случаях пользователь может установит некоторый круг доверия и включить в него те устройства, с которыми разрешается доступ без прохождения процедур безопасности. Если же запрос в установлении соединения поступит от устройства не входящего в этот круг, то пользователь сам будет решать: разрешить ли ему доступ или нет? Кроме этого, процедуры безопасности предусматривают настройку ограничений по доступу в различные области памяти и к различным услугам на сопряженном устройстве. От обладателя устройства, к которому ведется обращение, также требуется подтверждение на запрос о доступе к тем или иным услугам. В конце концов, пользователь может отключить Bluetooth-передатчик вообще и запретить доступ всем устройствам, что полностью исключит возможность неавторизованного доступа.
Одной из наиболее актуальных угроз для Bluetooth устройств – это распространение мобильных вирусов, которые используют для своего распространения соединения этой технологии. Однако за счет введения процедуры подтверждения о принятии соединения передача вирусов не принимает лавинообразного характера. Кроме того, перед отправкой к следующему устройству такой вирус должен быть предварительно запущен на телефоне-источнике, что также не способствует их распространению.
Существуют также еще 3 специфические для Bluetooth проблемы, которые находят большое распространение в последнее время: Bluejacking, Bluebugging и Car Whisperer. Bluejacking предусматривает рассылку своего рода «визитных карточек», которые предлагают добавить новое устройство в список разрешенных. Если пользователь не раздумывая сделает это, то злоумышленники получат доступ к желаемому объекту. Bluebugging – это еще более опасная проблема, которая основана на поиске прорех в системе безопасности технологии. В случае успеха доступ к содержимому устройства может быть получен без ведома владельца. Car Whisperer предусматривает использование стандартной аудио системы автомобиля, которые в последнее время часто оснащаются Bluetooth для подслушивания разговоров внутри салона.
Выше перечислены только известные проблемы, против которых уже появились или разрабатываются средства защиты. Можно предсказывать и дальнейшее возникновение атак на Bluetooth, т.к. в случае успеха пользователи получают очень широкое поле для деятельности.
Дальнейшее развитие Bluetooth
С появлением стандарта Bluetooth v4.0 становится очевидным, что интерес к данной технологии не угасает. Новый релиз предусматривает высокие скорости передачи данных (десятки мегабит в секунду), низкое энергопотребление и широкий радиус действия. Однако не только эти преимущества делают привлекательными данную технологию. Главные преимущества заключаются в возможности быстрого установления соединения (буквально за считанные секунды) и не требуют никакой инфраструктуры. Кроме того, эта технология является очень универсальной и хорошо подходит для связи всевозможных устройств в единую сеть. Эти факторы позволяют говорить о том, что Bluetooth и в дальнейшем будет широко использоваться для организации локальных беспроводных сетей.
