Bluetooth

1Autor: Ron Nitzsche IAV02 14.April 2008

Geschichte• 1980 Gedanke das Kabelwirrwar zu reduzieren• 1993 Unternehmenszusammenschluss -> Ziel:

Entwicklung eines herstellerübergreifendes Protokolls für die Datenübertragung(Infrarot)

• Zahlreiche Nachteile auf Infrarotbasis führten zur Entwicklung des Bluetooth-Funkstandard

2Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

Technischer Hintergrund• Bluetoothgeräte senden SRD´s im lizenzfreien ISM-BAND

2,402 – 2,480 GHz• Weltweit zulassungfreie Betreibung• Störungen durch: WLAN´s, Schnurlostelefone oder

Mikrowellenherde • Robustheit durch Frequenzsprungverfahren• Theoretisch 706,25 kBit/s beim Empfang bei gleichzeitigen

57,6 kBit/s beim Senden• asymmetrische Datenübertragung• Übertragung von Sprache und Daten• drei Teilnehmer in einem Piconet (Sprache)• Verschlüsselung möglich

3Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

Versionen• Bluetooth 1.0 und 1.1B:

732,2 kBit/sSicherheitsprobleme

• Bluetooth 1.1B:732,2 kBit/sAnzeige der Signalstärke

• Bluetooth 1.2:Übertragungsrate: 732,2 kBit/sImplementation Frequenz-Hopping, störungsmindernd

• Bluetooth 2.0 + EDR:2,1 Mbit/sEDR (Enhanced Data Rate) dreifache Datenübertragung, abwärtskompatibel

• Bluetooth 2.1 + EDR:2,1 Mbit/sAugust 2007, einfacheres Koppeln von Geräten

• Seattle Release:geplante Übertragungsrate: 480 Mbit/sEntwicklungsphase, zahlreiche neue Dienste angekündigt

4Quelle: http://www.xonio.com

Klassen & Reichweite• Klasse Max. Leistung Max. Leistung Reichweite im Freien

1 100 mW 20 dBm ~100 m 2 2,5 mW 4 dBm ~50 m 3 1 mW 0 dBm ~10 m

• Reichweite abhängig von Antennenbauform, Störungen und Hindernissen

5Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

Abhörsicherheit• Unsicher falls zu kurzer PIN-Code gewählt -> Man-in-the-middle-Angriff möglich durch - bestehende Verbindung unterbrechen - bei Teilnehmer-Authentifizierung PIN sniffen - durch knacken des PIN den Verbindungsschlüssel erhalten

• Gegenmaßnahmen - lange PIN´s verwenden (8-16 Zeichen) - bekannte Clients in Authentifizierungslisten permanent speichern - Reaktivierung durch PIN´s deaktivieren - unerwartete Reauthentifizierung ablehnen

6Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

Systemarchitektur• Bluetooth-Netzwerk (Piconet) bis zu 255 Teilnehmer• Acht Geräte gleichzeitig aktiv, 247 geparkte• Inaktive Geräte halten Synchronisation• Master (ein Netz) - Slave (max 7 Teilnehmer, mehrere Netze)• Master steuert Kommunikation durch Vergabe von Sendeslots• Max 10 Piconetze bilden ein Scatternet (Datenrate sinkt stark)

7Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

Bluetooth-Basisband• Synchrone Übertragung (nur Sprache) mit 64kBit/s• Asynchrone Übertragung (restliche Daten) nur für Geräte mit

speicherndem Verhalten möglich• Asymetrisch: 732,2kBits/s -><- 57,6kBits/s• Symetrisch: 433,9kBits/s -><- 433,9kBits/s• Paket 72-bit-Zugriffscode, 54-bit-Header, 0-2745-bit-Daten(V1.2)• ab V2.0+ EDR 0-8168-bit-Daten

8Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Bluetooth http://www.chip.de

Verbindungsaufbau• Bluetooth Aktivierung startet Identifizierung (2s) über individuelle

48-bit Seriennummer• Im Standby scannen unverbundene Geräte alle 2,56s

32 Hop-Frequenzen• Verbindungsersteller wird zum Master• Master sendet zur Identifizierung unbekannter Geräte eine Inquiry

Message• Anschließend eine Page-Message zum Verbinden• Bei bekannten Geräten wird sendet der Master nur die

Authentifizierungsliste über 16 identische Page-Telegramme auf 16 unterschiedlichen Hopping-Frequenzen

9Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

Bluetooth - Protokolle & Profile• Protokolle entwickelt von Bluetooth Special Interest Group • In Profilen inkludierte Protokolle ermöglichen das Implementieren

von Diensten und Anwendungen• Clientabgleich untereinander klärt Bereitstellung vorhandener

Dienste• Anwendungsbeispiele:

- Übermittlung von Audiodaten- Übertragung von Bilddaten- Ermittlung vorhandener Profile- Sichere Verbindung zwischen medizinischen Geräten- CAN- oder Profibus-Kommunikation

10Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

Stromspar- & Sicherheitsmodi• Stromsparmodi:

• Hold-, Sniff- und Parkmodus möglich

• Sicherheitsmodi:

• Zwischen 3 Modi wählbar

11Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

Fazit & Ausblick• Viele Einsatzmöglichkeiten• Leicht zu Implementieren• Sichere Datenübertragung

• Ausblick Seattle-Release:

• 480 Mbit/s• Unterstützung auf WLAN-Basis• Highspeed-Kanäle

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Quellen: http://de.wikipedia.org/wiki/Bluetooth http://www.xonio.com http://www.chip.de Autor: Ron Nitzsche IAV02 14.April 2008