Скандинавский стандарт: забытые провода, свободные руки, синие зубы

Скандинавский стандарт: забытые провода, свободные руки, синие зубы

Датский король Харальд, правивший в течении многих лет X века, вошел в историю как очень прогрессивный исторический деятель. Ему приписываются такие заслуги, как объединение Дании, Норвегии и части Швеции, и обращение Дании в христианство. Прозвище короля — Blatand — дошло до нас благодаря летописцам и на английском звучит как Bluetooth — «светло синий зуб».

Из-за чего королю дали столь необычное имя, историки затрудняются ответить: нельзя исключать, что летописи просто-напросто испортили слово, означавшее на языке викингов, что их король, в отличие от остальных датчан, был смуглым и черноволосым (Bletand).

Спустя тысячу лет, в первой половине 90-ых годов двадцатого века, шведская компания Ericsson задумала объединить посредством беспроводной связи сотовые телефоны, компьютеры и другие периферийные устройства. Во второй половине 90-ых годов двадцатого века была создана несколько Bluetooth SIG (Special Interest Group), объединившая Ericsson, Intel, IBM, Toshiba, Nokia (на данный момент насчитывается более двух тысяч участников). Создатели стандарта, взявшего столь историческое наименование, замахнулись на далекую возможность: реализовать единый стандарт беспроводной связи, войти в историю и наряду с этим выделить роль скандинавских государств (шведской компании Ericsson и финской Nokia) в этом событии. Кроме того сам логотип Bluetooth является комбинацией рунической буквы H (по имени короля — Harald), латинской B и знака Q.

Неприятности совместимости

Первыми устройствами с помощью Bluetooth, показавшимися на рынке, стали беспроводные гарнитуры и мобильные телефоны. Мощность электромагнитного излучения, которая определяет степень действия на живой организм, при bluetooth-гарнитуры в много раз меньше, чем мощность излучения самого телефона.

Дабы установить связь между устройствами, и обеспечить кодировку и декодировку данных, существуют программные процедуры — профили. Bluetooth 1.1 включает в себя много профилей, употребляющихся для реализации самых различных функций (см. врезку). Многие из них употребляются лишь в том месте, где они нужны (к примеру, в принтере бессмысленно реализовывать профиль для аудиосвязи). Чем больше профилей реализовано в конкретном устройстве, тем лучше обстоят дела с его совместимостью.

Но любой реализованный профиль — это не только увеличение цены устройства, но и дополнительная задача для разработчика. Не обошлось и без курьезов: к примеру, в первых моделях телефона Nokia 7650 подключение гарнитуры было вовсе нереально — в протоколе Bluetooth была реализована только передача данных, но не было аудиопрофилей.

Передача голоса может осуществляться по одному из двух профилей: Headset либо Handsfree. Headset снабжает минимальный комплект функций: установление связи с телефоном, ответ на входящий звонок, окончание беседы, голосовой комплект, перевод вызова и изменение громкости с телефона на гарнитуру. Профиль Handsfree к этому комплекту функций додаёт такие функции, как повтор последнего собранного номера, отклонение входящего вызова, удержание вызова.

Сейчас многие производимые гарнитуры и мобильные телефоны поддерживают оба этих профиля, и неприятности с совместимостью в большинстве случаев не появляется.

Как трудится Bluetooth

Связь Bluetooth осуществляется в ISM-диапазоне (Industry, Science & Medicine), что употребляется в разных беспроводных сетях и бытовых приборах (вольный от лицензирования диапазон 2,4−2,48 ГГц). Спектр сигнала формируется по способу FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum — широкополосный сигнал по способу частотных скачков). Реализация FHSS несложна, он снабжает устойчивость к широкополосным помехам, а оборудование стоит недорого.

В соответствии с методу FHSS, в Bluetooth несущая частота сигнала скачкообразно изменяется 1600 раз в секунду (всего выделяется 79 рабочих частот, а в Японии, Испании и Франции полоса уже — 23 частотных канала). Последовательность переключения между частотами для каждого соединения есть псевдослучайной и известна лишь приёмнику и передатчику, каковые каждые 625 мкс (один временной слот) синхронно перестраиваются с одной несущей частоты на другую.

Так, в случае если рядом трудятся другие пары «приемник-передатчик», то они практически не будут мешать друг другу. Данный метод есть кроме этого составной частью совокупности защиты конфиденциальности передаваемой информации: переход происходит по псевдослучайному методу и определяется раздельно для каждого соединения.

При передаче цифровых данных и аудиосигнала (64 кбит/с в обоих направлениях) употребляются разные схемы кодирования: аудио-сигнал не повторяется (в большинстве случаев), а цифровые данные в случае утери пакета информации будут переданы повторно. Без помехоустойчивого кодирования это снабжает передачу данных со скоростями 723,2 Кбит/с с обратным каналом 57,6 Кбит/с, либо 433,9 Кбит/с в обоих направлениях.

Надёжная сообщение

Важная головная боль для разработчиков — безопасность Bluetooth-соединения. Настройка безопасности всецело возложена на пользователей, а многие из них пренебрегают этим из-за неграмотности либо лени. В людном публичном месте поиск Bluetooth-сетей обязательно найдёт около вас еще 5−10 устройств (сотовых телефонов, КПК и т. д.), с половиной из которых возможно соединиться, а часть из них кроме того разрешает пользоваться по окончании соединения всеми данными!

А это разрешает не только скачать файлы и телефонную книгу, но и позволяет, к примеру, подключиться к интернету через GPRS, пользуясь телефоном соседа.

То, как отреагирует ваш сотовый телефон на поисковый запрос другого устройства, зависит от того, в каком из трех режимов он находится: Discoverable Mode (режим отклика), Limited Discoverable Mode (режим ограниченного отклика) либо Non-Discoverable Mode (режим отказа в отклике).

В первом случае ответ будет дан на любой запрос, во втором — ответ на запрос будет дан только при соблюдении определенных ограничивающих условий. И, наконец, в третьем случае ваш телефон вовсе не ответит на поступивший запрос. Но, это относится только обнаружения вашего Bluetooth-устройства.

Имеется еще и параметр, определяющий возможность самой установки соединения по окончании обнаружения: в случае если это Non-Connectable Mode (недоступный режим), то установление соединения будет не разрещаеться, а при Connectable Mode (дешёвый режим) между двумя устройствами начинается согласование параметров соединения.

Каждое устройство имеет собственный неповторимый 48-битный адрес. При настройке параметров соединения неповторимые адреса двух устройств, и PIN-код (для гарнитур это поставляемый производителем комплект цифр, значительно чаще 0000) употребляются для вычисления ключа инициализации, благодаря которому происходит процедура аутентификации (опознания) устройства, запрашивающего соединение.

После этого в ходе установления связи устройства генерируют ключи связи и обмениваются ими, по окончании чего удаляют ключ инициализации. Последний этап — вычисление ключа шифрования, что будет известен лишь этим двум устройствам, именно он употребляется для шифрования передаваемых данных. На этом процедура инициализации заканчивается.

При последующем соединении данной же пары устройств процедура инициализации будет подобной, за исключением первого шага — вычисление ключа инициализации больше не пригодится, устройства будут опознавать друг друга по своим неповторимым адресам.

Дыры для хакеров

К сожалению, дыр в безопасности Bluetooth до тех пор пока много, а это хорошая почва для хакеров. Кроме того обрисованная выше поддержания связи и процедура установления между двумя устройствами не дает полной гарантии безопасности. Неточности в программном обеспечении телефонов разрешают преступнику взять полный контроль над вашим телефоном (см. врезку).

Непременно, в случае если пользователь устанавливает недоступный режим любой раз, в то время, когда Bluetooth-соединение не употребляется, возможность стать жертвой хакерской атаки значительно ниже. Разработчики кроме этого советуют осуществлять первое подключение Bluetooth-устройств в привычной обстановке и в отсутствие нежелательного окружения. Так как при первом подключении происходит открытый обмен данными, перехватив каковые, хакер может сам вычислить связи и ключи инициализации.

Причем, не обращая внимания на то что соединения и радиус-действия на сегодня образовывает 7−10 м, существует хакерское оборудование, разрешающее взламывать телефоны с расстояния более 1,5 км! Таковой «хакерский боекомплект» складывается из снаружи похожей на снайперскую винтовку чувствительной антенны, соединенной с ноутбуком. Но, компании, входящие в Bluetooth SIG, не спят и ведут постоянные разработки, призванные обеспечить безопасность соединений.

Что дальше?

Прогнозы разработчиков относительно перспектив развития рынка Bluetooth-телефонов и гарнитур очень и очень оптимистичны. IMS Research прогнозирует, что в 2005 году число создаваемых Bluetooth -гарнитур достигнет 28,2 млн., а к 2009 году увеличится до 147 млн.

Что касается телефонов со встроенным модулем Bluetooth, то ожидается, что их число в 2005 году превысит 131 млн., а к 2009 достигнет 463 млн. Уже в текущем году ожидается появление на рынке новых устройств с помощью спецификаций Bluetooth 2.0 и скоростью передачи данных до 2,1−3 Мбит/с (беспроводные стереонаушники и т. п.).

Но стандарт не лишен ограничений и недостатков, что стимулирует производителей искать новые ответа. Не смотря на то, что Bluetooth и снабжает возможность построения персональных беспроводных сетей, но кроме того обещанный рост пропускной свойстве до 3 Мбит/с не обеспечит комфортной работы, к примеру, с мультимедиа-приложениями.

До недавнего времени как главный соперник протокола Bluetooth рассматривалась разработка WiFi, предназначенная для построения беспроводных локальных сетей: пропускная свойство предположений IEEE802.11a/g достигает 54 Мбит/с. Но энергопотребление чипов WiFi значительно выше, чем Bluetooth, и для применения в мобильных устройствах, где емкость батарей есть крайне важным причиной, он не хорошо приспособлен.

А вот самая серьёзной конкуренции возможно ожидать от готовящегося к выходу стандарта Wireless USB (WUSB). Данный стандарт основан на технологии UWB (Ultra Wideband — сверхширокая полоса пропускания), предназначенной для беспроводной передачи данных на расстояния до 3 либо 10 метров с пропускной свойством до 480 Мбит/с и 110 Мб/с соответственно.

В группу Wireless USB Promoter Group входят такие компании, как Intel, Микрософт, Agere Systems, Hewlett Packard, NEC, Philips Semiconductors и Samsung, и в июне они официально заявили об окончании разработки спецификации стандарта WUSB версии 1.0. Но, компании, входящие в Bluetooth SIG, также проявляют интерес к UWB, и в полной мере быть может, что следующие поколения Bluetooth будут применять эту разработку.

Руль: игрушечный и настоящий

Разработка Bluetooth не исчерпывается лишь телефонными и компьютерными применениями: существуют и очень нестандартные Bluetooth-устройства. К примеру, игрушечный автомобиль Сони Ericsson Bluetooth Remote Control CAR-100, управляемый с клавиатуры мобильного телефона, либо камера на колесиках Сони Ericsson ROB-1, передающая изображения на дисплей телефона. "Нокиа" специально для обладателей сотовых телефонов Nokia, оснащенных фотокамерами, создала устройство Image Viewer Unit SU-2, которое подключается к телевизору либо проектору и по протоколу Bluetooth считывает с телефона фотографии и демонстрирует их на громадном экране.

Но, имеется и более важные применения. Русский компания «Альтоника» разрабатывает противоугонные совокупности, применяющие разработку Bluetooth для идентификации обладателя машины по его мобильному телефону. При снятии автомобили с охраны, и по окончании каждого открывания дверей автомобиля со стороны водителя при трудящемся двигателе происходит опознавание телефона, и в случае если телефон не будет обнаружен, двигатель блокируется.

Так, сотовый телефон с Bluetooth в этом случае является универсальным «электронным ключом» обладателя. А совокупность RoadSnoop, созданная шинной компанией Nokian Tyres, разрешает кроме того передавать на сотовый телефон с Bluetooth текущие информацию о давлении в шинах. Так что в следующий раз, садясь в собственный автомобиль, удостоверьтесь в надежности, не забыли ли вы собственный сотовый телефон.

Очевидно, с разработкой Bluetooth.

Синезубые профили

Главные профили, определенные Bluetooth SIG:

Generic Access Profile (GAP). Профиль неспециализированного доступа (определяет правила установления соединения между устройствами). Serial Port Profile (SPP).

Профиль последовательного порта (определяет правила, по которым между двумя устройствами эмулируется последовательное соединение). Service Discovery Application Profile (SDAP). Профиль обнаружения предлагаемых устройством одолжений. Generic Object Exchange Profile (GOEP).

Профиль неспециализированного назначения для обмена объектами. Для реализации конкретных приложений перечисленные профили нужны, но недостаточны. Для этого используются дополнительные профили более большого уровня:

Cordless Telephone Profile перенаправляет телефонные вызовы на Bluetooth-устройство. Intercom на данный момент снабжает двустороннюю голосовую сообщение малого радиуса действия между двумя bluetooth-устройствами. Dail-up Networking Profile — снабжает сообщение Bluetooth-устройства с модемом. Fax Profile употребляется для эмуляции сотовым телефоном факс-модема при, в то время, когда телефон соединен через Bluetooth с компьютером пользователя.

LAN Access Profile разрешает создавать маленькие беспроводные Intranet-сети, объединяющие телефоны либо компьютеры.

Object Push Profile передача объекта с дешёвого сервера к пользователю через Bluetooth (подобно FTP). Headset Profile: беспроводная сообщение с гарнитурой, управляемой устройством с аудиовходом (сотовым телефоном). Handsfree Profile определяет сотрудничество между двумя устройствами (громкой связью и мобильным телефоном). снабжает двустороннее дистанционное управление.

File Transfer Profile снабжает передачу файлов между Bluetooth-устройствами. Synchronization Profile — снабжает синхронизацию объектов между Bluetooth-устройствами. Полный перечень профилей возможно обнаружить сайте SIG.

Хакерские атаки

Bluesnarfing. Bзлом мобильного устройства, применяющий уязвимости в совокупности авторизации с целью доступа к хранящейся в нем информации (адресной книге, файлам и т. д.).

Вluetracking. Oтслеживание перемещений Bluetooth-устройства, а вместе с ним и его обладателя.

Bluebugging. Управление чужим телефоном при помощи отправки на него команд: позвонить, соединиться с интернетом, переслать SMS-сообщение либо контакты из адресной книги.

Denial-Of-Service Attacks. Oвладение ресурсами мобильного устройства, делающее его недоступным для пользователя (другими словами практически отказ устройства от работы).

Helomoto. Атака записывает необходимое хакеру устройство в перечень известных на телефон жертвы. Преступник приобретает обычный комплект функций, дешёвых с вашего телефона.

Bluejacking. Oтправление неизвестных сообщений и других объектов (к примеру, картин) на телефон, находящийся в радиусе действия Bluetooth и «открытый» к установлению соединения. Это возможно отнести к безобидному развлечению.

В случае если вам пришло такое послание — задумайтесь, из-за чего вы не защищаете собственный телефон от чужого вторжения. Но, Nokia сравнительно не так давно внесла предложение пользователям собственных телефонов особый комплект функций для защиты от для того чтобы «обмена и» несанкционированного знакомства информацией, тем самым переведя bluejacking из разряда уязвимостей в разряд изюминок собственных телефонов.

Эволюция Bluetooth

Bluetooth 1.0 (1999). Первое описание нового стандарта, практически это «пробная версия». Первая гарнитура, с профилем Handsfree, появляется в ноябре этого же года. Bluetooth 1.1 (2001).

Обновлен последовательность существующих профилей; добавлены новые профили, а также Headset. Bluetooth 1.2 (2003). Всецело совместим с 1.1. Трансформации касаются улучшения качества связи. Разработка адаптивной перестройки частоты (AFH) снижает уровень обоюдных помех, создаваемый при работе разных устройств в одном диапазоне. Реализована улучшенная передача голоса, направленная на улучшение качества и подавление шумов голосовой связи.

Bluetooth 2.0 (2004). Скорость передачи данных (EDR) увеличена более чем в 2 раза. Снижено энергопотребление при сохранении дальности связи. Добавлен упрощенный сценарий множественного подключения. Улучшена обработка параметра BER (частота происхождения неточностей). В 2005 году ожидаются первые устройства, поддерживающие Bluetooth 2.0.

Любая следующая версия Bluetooth совместима со всеми прошлыми. Предстоящие замыслы касаются улучшения безопасности соединения, улучшения сценариев множественного подключения, повышения предельного количества устройств в одной пикосети с 8 до 256. Ожидается, что дальность связи Bluetooth-устройств в 2006 году будет доведена до 100 метров, а 80% сотовых телефонов будут поддерживать эту разработку.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№34, август 2005).

<

h4>

Вопрос к сосудистому врачу: Что делать в то время, когда синеют пальцы рук на холоде?

Статьи, которые будут Вам интересны: