Technische Universität München

Bluetooth

Medin Imamovic

Proseminar Kryptographische Protokolle SS 2009

Technische Universität München

Inhalt

1 Einleitung

1.1 Technische Grundlagen

1.2 Protokollstack

2 Schlüsselmanagement

2.1 Authentifikation

3 Sicherheit

3.1 Sicherheitsmängel

4 Ausblick

5 Beispiel

2Medin Imamovic

Technische Universität München

1 Einleitung

• Bluetooth – Technologie zur drahtlosen Kommunikation

• 1994 entwickelt von Ericsson

• Name – Wikingerkönig Harald Blatand (Blauzahn)

• 1998 Gründung der Bluetooth-SIG (Special Interest Group)

• Juli 1999 Veröffentlichung der Bluetooth Spezifikation Version 1.0

3Medin Imamovic

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1.1Technische Grundlagen

• Kommunikation:

SCO (Synchronous Connection Oriented)

-leitungsvermittelt Kommunikation

-zur Übertragung von Sprachdaten

ACL (Asynchronous Connection Less)

-paketvermittelte Kommunikation

-zur Übertragung aller anderen Daten

4Medin Imamovic

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1.1 Technische Grundlagen

• Bluetooth-Netze:

-Piconetz

5Medin Imamovic

M

SS

S

M = Master

S = Slave

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1.1 Technische Grundlagen

• Scatternetz

6Medin Imamovic

M = Master

S = Slave

S

S

S

S

S

M M

Piconetz 1 Piconetz 2

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Scatternetz Beispiel

7Medin Imamovic

Laptop von

Benutzer A

Laptop von

Benutzer B

Handy

von APDA

von A

Drucker

Handy

von B

PDA

von B

Piconetz A

Piconetz B

Piconetz Konferenz

Abb. [Q1] S.863

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Exkurs: ISO – OSI Schichtung

Medin Imamovic 8

Übertragungsmedium

Anwendungsschicht

Darstellungsschicht

Bitübertragungs-

schicht

Sicherungsschicht

Vermittlungsschicht

Transportschicht

Kommunikations-

steuerungschicht

Transportorientierte

Schichten

Anwendungsorientierte

Schichten

Abb. [Q3]

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1.2 Protokollstack

Medin Imamovic 9

Bluetooth-Funk

Basisband

ACL SCO

LMP

L2CAP

SpracheRFCOMM

PPP

vCard/vCal

OBEX

Audio

SDPTCS BIN

AT-

BefehleUDP TCP

IP

WAE

WAP

Abb. [Q1] S.864

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2 Schlüsselmanagement

• Verbindungsschlüssel

– Geräteschlüssel

– Initialisierungsschlüssel

– Kombinationsschlüssel

– Masterschlüssel

Medin Imamovic 10

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• Besteht aus:

- 128 Bit Zufallszahl

- 48 Bit Geräteadresse BD_ADDR

• Wird im Speicher des Geräts abgelegt und in der Regel nicht

mehr geändert

Medin Imamovic 11

Geräteschlüssel

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Initialisierungsschlüssel

Medin Imamovic 12

Gerät A Gerät B

E 22 E 22

RAND (128 Bit)

128 Bit IK 128 Bit IK

PIN

PIN-Länge

BD_ADDR(B)

PIN

PIN-Länge

BD_ADDR(B)

RAND RAND

Abb. [Q1] S.874

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Kombinationsschlüssel I

Medin Imamovic 13

E 21 E 21

RAND_A RAND_B

BD_ADDR_A BD_ADDR_B

K_A K_B

XOR XORRAND_A

IKC1

RAND_B

IK

C2

Schritt 1

Schritt 2

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Kombinationsschlüssel II

Medin Imamovic 14

Schritt 3

Schritt 4

E 21 E 21BD_ADDR_B BD_ADDR_A

C2 XOR IK = RAND_B C1 XOR IK = RAND_A

K_B K_A

K_AB = K_A XOR K_B K_AB = K_A XOR K_B

Abb. [Q1] S.875

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Masterschlüssel

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•Temporär

•Austausch von Informationen zu mehreren Empfänger

•Wird vom Master mittels E21 und zweier Zufallszahlen erzeugt

•Ist 128 Bit lang

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2.1 Authentifikation

Medin Imamovic 16

E1BD_ADDR B

Abb. [Q1] S.876

Gerät A Gerät B

E1BD_ADDR B

RAND A

Verbindungskey K

RAND A

Verbindungskey K

RAND A

ACO ACOSRES‘ SRES

SRES

Prüfung: SRES‘ = SRES ?

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3 Sicherheit

• Modus 1 (Non-Secure-Mode)

-Keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen

-Frequency Hopping

• Modus 2 (Service-Level Enforced Security)

-Sicherheitsdienste auf Dienstebene

• Modus 3 (Link-Level Enforced Security) -Absicherung auf Verbindungsebene

-Authentifizierung und Verschlüsselung

Medin Imamovic 17

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3.1 Sicherheitsmängel

• PIN Eingabe

• Ressourcenschwache Geräte benutzten zur Kommunikation

nur die Geräteadresse

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Ausblick

• Meist genutzte Technologie zur Datenübermittlung

• Neueste Version Bluetooth 3.0 – Datenübertragung mit 480

Mb/s

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Abb. [Q1] S.876

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Beispiel

Norwegisches Zentrum für Telemedizin

• Mithilfe der Bluetooth Wireless-Technologie wurde am Norwegischen

Zentrum für Telemedizin (NST) in Tromsø eine automatisierte und

drahtlose Lösung entwickelt, die die Patienten in ihrem täglichen Leben

möglichst wenig beeinträchtigt.

• Die Lösung umfasst ein herkömmliches Blutzuckermessgerät, einen

Bluetooth-Adapter für den seriellen Anschluss und ein Bluetooth-fähiges

Mobiltelefon

Medin Imamovic 20

[Q2]

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Viel Dank für die Aufmerksamkeit !