Đề tài : Công nghệ Bluetooth ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KHOA THỐNG KÊ TIN HỌC MÔN : MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI : CÔNG NGHỆ BLUETOOTH GVHD :GV ĐẶNG TRUNG THÀNH SVTH :Nguyễn Thị Kiều Lê Thị Thanh Thảo Hoàng Thị Mỹ Hạnh Hồng Tiên Văn Tứ Lớp HP :MANTT02 Trang Đề tài : Công nghệ Bluetooth LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực đề tài nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn: -GVHD: GV ĐẶNG TRUNG THÀNH -Các bạn sinh viên lớp MANTT02 đóng góp ý kiến Do thời gian cịn hạn chế nên nhóm chúng em khơng tránh khỏi sai sót,mong thầy bạn góp ý kiến để viết hoàn thiện Trang Đề tài : Cơng nghệ Bluetooth CƠNG NGHỆ BLUETOOTH I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BLUETOOTH Khái niệm Bluetooth; BlueTooth công nghệ mạng không dây, cung cấp kết nối trao đổi thông tin thiết bị như:thiết bị trợ giúp cá nhân (PDA), điện thoại di động, máy vi tính, máy ảnh kỹ thuật số…thơng qua cách an tồn, tốn phạm vi từ 10m-100m BlueTooth truyền với tần số 2.4GHz sử dụng kỹ thuật phát sóng vơ hướng liên tục, với thay đổi kỹ thuật 1600 lần giây Các khái niệm dùng công nghệ Bluetooth 2.1 Master Unit Là thiết bị Piconet, Master thiết lập đồng hồ đếm xung kiểu bước nhảy để đồng tất thiết bị piconet mà quản lý, thường thiết bị chuyển đổi liệu Master định số kênh truyền thơng Mỗi Piconet có kiểu nhảy 2.2 Slave Unit Là tất thiết bị lại Piconet, thiết bị khơng Master phải Slave Tối đa Slave dạng Active 255 Slave dang Parked Piconet Trang Đề tài : Cơng nghệ Bluetooth Có dạng Slave Piconet:  Active : Slave hoạt động, có khả trao đổi thơng tin với Master Slave Active khác Piconet Các thiết bị trạng thái phân biệt thông qua địa MAC hay AMA ( số gồm bit ) Nên Piconet có tối đa thiết bị trạng thái ( cho Master cho Slave)  Standby: dạng inactive, thiết bị trạng thái không trao đổi liệu, sóng radio khơng có tác động lên, công suất giảm đến tối thiểu để tiết kiệm lượng, thiết bị khơng có khả dị mã truy cập Có thể coi thiết bị nằm ngồi vùng kiểm sốt Master  Parked: dạng inactive, thiết bị Piconet thường xuyên đồng với Piconet, khơng có địa MAC Chúng trạng thái “ngủ” Master gọi dậy tín hiệu “beacon” ( tín hiệu báo hiệu ) Các thiết bị trạng thái Packed đánh địa thông qua địa PMA (Packed Member Address ) Đây số bit để phân biệt Packed Slave với có tối đa 255 thiết bị trạng thái Piconet 2.3 Piconet Là tập hợp thiết bị kết nối thông qua kỹ thuật Bluetooth theo mơ hình Adhoc, Piconet có thiết bị Master Đây thường thiết bị đầi tiên tạo kết nối, có vai trị định số kênh truyền thơng thực đồng thành phần Piconet, thiết bị cịn lại Slave Đó thiết bị gửi yêu cầu đến Master Lưu ý rằng, Slave muốn thực liên lạc phải thông qua Master chúng không kết nối trực tiếp với nhau, Master đồng Slave thời gian tần số Trong Piconet có tối đa Slave hoạt động thời điểm Các mơ hình Piconet: • Piconet có Slave Hình: Piconet có Slave Trang Đề tài : Cơng nghệ Bluetooth • Piconet gồm nhiều Slave Hình: Piconet gồm nhiều Slave 2.4 Scatternet Là hay nhiều piconet độc lập không đồng bộ, piconet kết hợp lại truyền thơng với Lưu ý: • Một thiết bị vừa Master Piconet vừa làm Slave piconet khác • Vai trị thiết bị piconet không cố định, có nghĩa thay đổi từ Master thành Slave ngược lại (Ví dụ: Master khơng đủ khả cung cấp tài nguyên phục vụ cho piconet chuyển quyền cho Slave khác giàu tài nguyên hơn, mạnh hơn, piconet Clock kiểu nhảy bước đồng bộ) Trang Đề tài : Công nghệ Bluetooth Hình : Scatternet II CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA CÔNG NGHỆ BLUETOOTH: Cơ chế truyền sửa lỗi Kỹ thuật BlueTooth thật phức tạp Nó dùng kỹ thuật nhảy tần số Timeslot, thiết kế để làm việc môi trường nhiễu tần số radio, BlueTooth dùng chiến lược nhảy tần để tạo nên sức mạnh liên kết truyền thông truyền thông thông minh.Cứ lần gửi hay nhận packet xong, BlueTooth lại nhảy sang tần số mới, tránh nhiễu từ tín hiệu khác So sánh với hệ thống khác làm việc băng tần, sóng radio BlueTooth nhảy tần nhanh dùng packet ngắn hơn.Vì nhảy nhanh dùng packet ngắn làm giảm va chạm với sóng từ lị vi sóng phương tiện gây nhiễu khác khí Có phương pháp sử dụng việc kiểm tra tính đắn liệu truyền :  Forwad Error Correction : thêm số bit kiểm tra vào phần Header hay Payload packet  Automatic Repeat Request : liệu truyền lại bên nhận gửi thông báo nhận  Cyclic Redundancy Check : mã CRC thêm vào packet để kiểm chứng liệu Payload có không BlueTooth dùng kỹ thuật sửa lỗi tiến FEC (Forward Error Correction) để sửa sai nhiễu tự nhiên truyền khoảng cách xa.FEC cho phép phát lỗi, biết sửa sai truyền tiếp BlueTooth hỗ trợ kênh liệu bất đồng bộ, hay kênh tín hiệu thoại đồng lúc, hay kênh hỗ trợ lúc liệu bất đồng tín hiệu đồng Q trình hình thành Piconet Trang Đề tài : Cơng nghệ Bluetooth Một piconet tạo cách:  Có Master rồi, Master thực paging để kết nối với Slave  Một Unit (Master hay Slave) lắng nghe tín hiệu mà thiết bị truy cập (scaning)  Khi có chuyển đổi vai trị Master Slave  Khi có unit chuyển sang trạng thái active Để thiết lập kết nối mới, tiến trình Inquiry hay Paging (Page) bắt đầu Tiến trình Inquiry cho phép unit phát units tầm hoạt động với địa đồng hồ chúng Tiến trình Paging thực tạo kết nối Kết nối thực thiết bị mang địa Bluetooth Unit thiết lập kết nối phải thực tiến trình paging tự động trở thành Master kết nối Trong tiến trình Paging, áp dụng vài chiến lược Paging Có chiến lược Paging bắt buộc tất thiết bị Bluetooth hỗ trợ, chiến lược dùng Unit gặp lần trường hợp tiến trình Paging theo sau tiến trình Inquiry Hai Unit sau kết nối nhờ dùng chiến lược bắt buộc này, sau chọn chiến lược Paging khác Trang Đề tài : Công nghệ Bluetooth Sau thủ tục Paging, Master thăm dò Slave cách gửi packet POLL thăm dị hay packet NULL rỗng Chỉ có Master gửi tín hiệu POLL cho Slave, ngược lại khơng có Khi thiết bị tạo paging muốn tạo kết nối tầng Link Manager (LM), gửi yêu cầu kết nối host theo nghi thức Link Manager Protocol (LMP) Khi Unit quản lý host nhận thơng điệp, thơng báo cho host biết kết nối Thiết bị từ xa chấp nhận (gửi thông điệp chấp nhận theo nghi thức LMP) không chấp nhận kết nối (gửi thông điệp không chấp nhận theo nghi thức LMP) Sau thiết bị trao đổi liệu với Các vai trò thiết bị Piconet là:  Standby: Khơng làm  Inquiry: Tìm thiết bị vùng lân cận  Paging: Kết nối với thiết bi cụ thể  Connecting: Nhận nhiệm vụ Quá trình truy vấn tạo kết nối Quá trình hình thành Scatternet Trang Đề tài : Công nghệ Bluetooth Một Master hay Slave Piconet thành Slave Piconet khác bị Master Piconet khác thực tiến trình paging với Có nghĩa Unit tạo Piconet Ngược lại, Unit tham gia Piconet, thực Paging lên Master hay Slave Piconet khác Điều dẫn đến việc chuyển đổi vai trò Master Slave kết nối Các kết nối bên Piconet thiết lập thông qua Unit chia sẻ, Unit thuộc hay nhiều Piconet, dùng kỹ thuật phân chia thời gian để chuyển đổi qua lại Piconet Các cách hình thành Scatternet: có cách  Cách 1: Piconet cử Slave làm Slave piconet (các piconet độc lập với không đồng bộ) Slave phân chia timeslot, vài timeslot piconet vài timeslot piconet Sự hình thành Scatternet theo cách  Cách 2: Một Slave piconet trở thành Master piconet khác Cũng cách chia time slots cách Cách cho phép piconet đồng clock (xung nhịp) kiểu hopping (kiểu nhảy tần số) Vì Slave đóng vai trị Master 1Piconet mới, mang theo xung nhịp kiểu nhảy tần số piconet cũ, đồng cho Slave Piconet mà làm Master Trang Đề tài : Cơng nghệ Bluetooth Sự hình thành Scatternet theo cách Khi có nhiều piconet độc lập, bị nhiễu số kênh, packet bị truyền lại Nếu tín hiệu tiếng nói (như tín hiệu điện thoại) chúng bị bỏ qua Các tầng giao thức công nghệ Bluetooth: Trang 10 Đề tài : Công nghệ Bluetooth Baseband protocol nằm tầng vật lý Bluetooth Nó quản lý kênh truyền liên kết vật lý tách biệt khỏi dịch vụ khác sửa lỗi, chọn bước nhảy bảo mật Tầng Baseband nằm bên tầng radio chồng giao thức Bluetooth Nó với Link Manager thực cơng việc mức thấp kết nối, quản lý lượng, quản lý kết nối đồng không đồng bộ, quản lý gói tin, thực tìm kiếm yêu cầu kết nối đến thiết bị Bluetooth khác Tầng Baseband quản lý dạng kết nối: SCO Link (Synchronous Connection Oriented) kết nối đối xứng point – to – point Master Slave piconet, dùng chủ yếu để truyền liệu tiếng nói Và ACL Link (Asynchronous Connectionless Link) kết nối point –to-multipoint master tất Slave tham gia piconet Để gán cho thiết bị Bluetooth có loại địa khác BD_ADDR, AM_ADDR, PM_ADDR, AR_ADDR Mỗi gói tin Bluetooth bao gồm phần Access code (72 bit), header (54 bit) payload (0 – 2745 bit ): 72 bits 54 bits 0-2745 HEADER PAYLOAD ACCESS CODE Addr Type F A S Checksum 1 • Access code: dùng để đồng hóa, dùng trình tìm kiếm thiết bị yêu cầu kết nối Có loại khác Access code: Channel Access Code(CAC) dùng để xác định piconet nhất, Device Access Code (DAC) dùng để thực yêu cầu kết nối Inquiry Access Code (IAC) dùng để thực tìm kiếm thiết bị • Header: có 54 bits đó: + bits dùng cho việc định địa chỉ, có tối đa Active Slave + bits cho biết loại packet (một số không dùng đến) Trang 13 Đề tài : Công nghệ Bluetooth + bit điều khiển luồng + bit ARQ : cho biết packet Broadcast khơng có ACK + bit Sequencing : lọc bỏ packet trùng lặp lại + bits HEC: kiểm tra tính tồn vẹn Header + Tổng cộng có 18 bits, bit mã hóa với 1/3 FEC (Forward Error Correction) để có 54 bits • Payload : phần chứa liệu truyền đi, thay đổi từ 0-2744 bit/packet Payload liệu Voice data Ở tầng chế độ kết nối thể dạng Active mode (tham gia vào hoạt động mạng),Sniff mode (chế độ tiết kiệm lượng thiết bị trạng thái active), Hold mode (chế độ tiết kiệm thiết bị trạng thái active mưc trung bình) Park mode (chế độ tiết kiệm lượng thiết bị cịn mạng khơng tham gia trình trao đổi liệu chế độ tiết kiệm lượng nhất) Ngồi ra, Baseband cịn có chức khác sửa lỗi; quản lý lưu lượng liệu; đồng hóa; bảo mật 4.3 Link Manager Protocol: Link Manager (LM) thực việc thiết lập kênh truyền, xác nhận hợp lệ, cấu hình kênh truyền Nó tìm kiếm LM khác giao tiếp với chúng thông qua Link Manager Protocol Để thực vai trị mình, LM dùng dịch vụ tầng Link Controller bên cung cấp Về bản, lệnh LMP bao gồm PDU gửi từ thiết bị sang thiết bị khác 4.4 Host Controller Interface: HCI cung cấp giao diện cho phép tầng bên điều khiển Baseband Link Manager, đồng thời cho phép truy cập đến trạng thái phần cứng ghi điều khiển Về chất, giao diện cung cấp phương thức để truy cập đến khả băng tần sở HCI tồn phần: Host– Host controller – Transport layer Mỗi phần đóng vai trị,chức khác hệ thống HCI • HCI drive : nằm phần Host (phần mềm) Khi có kiện xảy ra, HCI event gửi đến Host Host phân tích gói tin nhận để xác định xem kiện xảy ra, sau chuyển gói tin lên tầng Trang 14 Đề tài : Công nghệ Bluetooth • HCI firmware: nằm Host Controller (nằm phần cứng Bluetooth) Nó cung cấp lệnh HCI cho phần cứng Bluetooth cách truy cập lệnh tầng Baseband, Link Manager • Host controller transport layer: HCI drive firmware giao tiếp với thông qua tầng Có nhiều loại transport layer như: USB, UART RS232 Nhờ vào transport layer mà phần cứng phần mềm trao đổi liệu mà khơng cần biết cách thức liệu trao đổi 4.5 L2CAP – Logical link control and adaption protocol: L 2CAP nằm bên giao thức băng tần sở (Baseband protocol) nằm tầng Data Link L2CAP cung cấp dịch vụ hướng kết nối phi kết nối cho tầng giao thức bên L2CAP có khả phân kênh, phân đoạn, tái tổ hợp L2CAP cho phép giao thức tầng cao ứng dụng truyền, nhận liệu Mỗi gói liệu L2CAP tối đa 64kilobytes 4.6 RFCOMM Protocol: Giao thức RFCOMM cho phép giả lập cổng serial thông qua giao thức L2CAP RFCOMM hỗ trợ tối đa 60 kết nối với lúc thiết bị Bluetooth Số kết nối tối đa tùy thuộc vào nhà sản xuất Một kết nối bao gồm ứng dụng chạy thiết bị riêng biệt (những thiết bi đầu cuối máy tính, máy in thành phần dùng để truyền liệu modem) Tín hiệu điều khiển RFCOMM giả lập mạch chuẩn RS232 4.7 Service Discovery Protocol (SDP): SDP cho phép ứng dụng tìm kiếm dịch vụ thuộc tính dịch vụ có thiết bị Bluetooth SDP cho phép làm điều nhiều cách: searching, tìm kiếm dịch vụ cụ thể Browsing lấy dịch vụ cung cấp III NHỮNG VẤN ĐỀ KHÁC CỦA CÔNG NGHỆ BLUETOOTH: Vấn đề sử dụng & quản lý lượng công nghệ BlueTooth 1.1 Giới thiệu Năng lượng vấn đề quan trọng thiết bị khơng dây thiết bị sử dụng lượng từ pin, điều làm phát sinh vấn đề liên quan thời gian sử dụng pin, thời gian dự phòng kích thước vật lý Trang 15 Đề tài : Cơng nghệ Bluetooth Khi kết nối BlueTooth ta phải cần lượng để trì kết nối, lượng để điều khiển vi xử lý thực chồng nghi thức BlueTooth lượng để khuếch đại tín hiệu âm đến cấp độ người sử dụng nghe được.Và thiết bị nhỏ khơng thể sử dụng loại pin lớn nên tiêu thụ lượng vấn đề quan tâm hàng đầu Kỹ thuật BlueTooth thực việc quản lý lượng đồng thời mức phần cứng phần mềm.Mặt hạn chế thời gian đáp ứng ứng dụng tăng lên khơng dùng việc quản lý lượng làm cho trình ứng dụng khơng cịn đáp ứng nhanh nữa.BlueTooth cung cấp số chế độ lượng thấp chế độ thích hợp với loại ứng dụng khác Bluetooth cung cấp chế độ có lượng thấp (low power mode) cho lạp trình riêng sử dụng hold, sniff park Mỗi chế độ có đặc điểm riêng thuận lợi cho lớp khác ứng dụng Hold mode thuận lợi cho ứng dụng dự báo điều khiển thời gian cho lần truyền liệu Khi mà khoảng thời gian lần truyền thương lượng cách độc lập với lần chế độ vơ thích hợp để ứng dụng giám sát thường xuyên kết nối tăng giảm “thời gian ngủ” (sleep time) cho phù hợp Hold mode tự biến Vì vậy, khơng nên dùng cho ứng dụng có nhu cầu hard latency Sniff mode cho phép thiết bị Bluetooth – enable lưu trữ lượng cách giảm số slot mà Master truyền, cách giảm số slot mà Slave phải nhận Chế độ thuyết phục so với hold mode lúc Slave hiểu cách định kỳ số slot điều làm cho sniff mode đặc biệt thuận lợi ứng dụng mà liệu đòi hỏi truyền khoảng thời gian cách Ứng dụng khơng thích hợp với sniff mode loại cần truyền lượng liệu lớn cách liên tục điều bắt buộc thiết bị phải giữ nguyên tình trạng awake 1.2Các chế độ lượng: 1.2.1 Active mode: Trong chế độ Active, thiết bị tham gia hoạt động kênh sóng radio Master xếp trình truyền phát liệu, gói tin chuyển phát băng tần xác định Slave phải kiểm tra gói tin khe thời gian dành riêng Trang 16 Đề tài : Công nghệ Bluetooth cho chúng Chế độ tiêu chuẩn kỹ thuật để so sánh với hiệu chế độ lượng thấp khơng tiêu tốn hầu hết lượng mà cịn có thơng lượng liệu truyền phát lớn Sự tiêu thụ lượng thiết bị phụ thuộc nhiều vào nhà sản xuất thiết bị ứng dụng chạy Những ứng dụng mà thích hợp với chế độ Active khơng có lợi khơng thể sử dụng chế độ lượng thấp khác (Hold, Park, Sniff) Một ứng dụng có nhu cầu tần số liệu truyền phát cao khó tiết kiệm lượng cần lượng ví cần lượng cho máy truyền phát sóng radio cho phần lớn chu kỳ hoạt động Tương tự ứng dụng u cầu độ trễ thấp khơng thích hợp để sử dụng chế độ lượng thấp 1.2.2 Hold mode Đây chế độ đơn giản chế độ lượng thấp Bluetooth Master Slave thỏa thuận với suốt thời gian mà thiết bị Slave chế độ Khi kết nối thiết lập chế độ này, khơng hỗ trợ gói liệu kết nối tiết kiệm lượng, theo dõi định kỳ khoảng thời gian lâu tham gia vào Piconet Điều quan trọng thời gian Hold thỏa thuận trước chế độ Hold thiết lập Hình : Chế độ Hold Hình cho thấy tương tác thiết bị sử dụng chế độ Hold Một khía cạnh quan trọng chế độ Hold lần chế độ thiết lập không Trang 17 Đề tài : Công nghệ Bluetooth bị hủy bỏ khoảng thời gian Hold phải kết thúc trước truyền thơng tái kích hoạt trở lại Những ứng dụng để đạt hiểu sử dụng chế độ Hold? Đó ứng dụng định điều khiểm thời gian truyền phát liệu lần ứng dụng sử dụng chế độ Hold cho việc quản lý lượng Ví dụ: Hệ thống phân phát email không dây Email phương tiện truyền thông đồng thông điệp phân phát đến đích sau vài giây đến vài Quan trọng hơn, người sử dụng phân phát email xảy bỏ qua độ trì hỗn nhỏ cho việc kéo dài thời gian sử dụng lượng thiết bị Một vấn đề chế độ Hold sử dụng liên kết SCO mà không cần gửi trao đổi gói liệu (Ví dụ: kiểm tra hoạt động thiết bị phát âm thanh) Tuy nhiên, chế độ Hold khơng thích hợp cho ứng dụng yêu cầu thời gian phản hồi nhanh khn mẫu lưu thơng khơng thể đốn trước (Ví dụ: thiết bị cảm biến, truy cập Web thơng qua liên kết khơng dây – trình duyệt Web khơng đốn biết khn mẫu lưu thơng ứng dụng) Và lưu ý chế độ Hold thiết lập, khơng thể bị hủy bỏ thời gian Hold thỏa thuận kết thúc 1.2.3 Sniffmode: Chế độ lượng thấp tiết kiệm lượng cách giảm số lượng khe thời gian mà master bắt đầu trình truyền phát liệu Do đó, giảm số khe thời gian mà Slave phải theo dõi Tsniff khoảng thời gian khe thời gian thỏa thuận Master Slave chế độ Sniff thiết lập Khi Slave theo dõi kênh truyền, làm việc khe Sniff attempt Sau giảm lượng cuối khoảng thời gian Sniff thời Thời gian tiếp nhận gói liệu cuối dành cho Slave quan trọng Vì vậy, Slave phải theo dõi khoảng thời gian Sniff timeout ngắn nhât sau gói tin cuối nhận xong Chế độ Sniff linh hoạt chế độ Hold Master Slave giải phóng chế độ Bởi chế độ Sniff đòi hỏi thiết bị Slave thay đổi trạng thái hoạt động mơt cách đinh kỳ nên thích hợp cho ứng dụng có truyền phát liệu cách Trang 18 Đề tài : Công nghệ Bluetooth Chế độ khơng thích hợp cho ứng dụng đòi hỏi thường xuyên truyền phát liệu lớn Đối với ứng dụng, thời gian truyền phát liệu quan trọng, chúng cần nhiều thời gian nên giảm lượng thời gian dài 1.2.4 Park mode: Chế độ Park chế độ lượng thấp cho phép tiết kiệm lượng Tuy nhiên, chế độ Park, thiết bị truyền nhận liệu khơng có liên kết SCO thiết lâp Trong chế độ này, Slave không tham gia vào Piconet, nhiên đồng với kênh truyền Piconet Chế độ có thêm thuận lợi cho phép Master hỗ trợ thiết bị Slave cách đưa thiết bị lại vào trạng thái Park thiết bị khác hoạt động trạng thái Active Slave chế độ Parrk hoạt động cách định kỳ để tái đồng với kênh truyền theo dõi thông điệp broadcast Để làm điều này, Master hỗ trợ cấu trúc tín hiệu phức tạp để liên lạc với Slave chế độ Park Tuy nhiên, cấu trúc tín hiệu thay đổi; sau Master dùng thơng điệp broadcast để thơng báo thay đổi cho Slave chế độ Park Ví dụ: máy tính xách tay Bluetooth dùng trình duyệt Web khơng dây Người sử dụng mở nhiều trang Web, thời điểm đọc trang trang khác chuyển sang trạng thái Park Mạng khơng thích hợp sử dụng chế độ Park mạng cảm biến cách cảm biến gửi liệu, yêu cầu phải hồi đáp lập tức, khơng cho phép có độ trể Vấn đề bảo mật liên quan đến cơng nghệ ? Trang 19 Đề tài : Cơng nghệ Bluetooth Phụ thuộc vào cách cấu hình Cơng nghệ Bluetooth an tồn Bạn thấy nhiều ưu điểm việc sử dụng xác nhận key mã hóa Nhưng nhiên, nhiều thiết bị Bluetooth có số lượng ngắn chữ số sử dụng mã PIN điều gây nguy hiểm cho thiết bị Nếu “phát ra” thiết bị Bluetooth bạn, người hồn tồn có khả gửi tin nhắn khơng u cầu đến lạm dụng dịch vụ Bluetooth bạn, điều gây nhiều vấn đề rắc rối Điều xấu kẻ lạ mặt tìm cách để xâm nhập hay sửa đổi liệu bạn Một ví dụ loại hình cơng kiểu này: kẻ cơng sử dụng kết nối Bluetooth để lấy thông tin quan trọng từ thiết bị bạn Các virus mã nguy hiểm khác lợi dụng công nghệ để làm hại thiết bị Nếu bị xâm nhập, liệu bạn bị sửa đổi, làm tổn hại hay bị đánh cắp Cho nên biết rõ người mà bạn gửi thông tin đến kết nối Bluetooth không tin tưởng Các giải pháp an toàn bảo mật sử dụng cơng nghệ BlueTooth An tồn bảo mật công nghệ Bluetooth: Trong công nghệ mặt khác vấn đề an tồn tuyệt đối có lẽ không bảo đảm Chúng ngày phát triển quan trọng kỹ thuật Security Mode 1: Không bảo mật Trang 20 Đề tài : Công nghệ Bluetooth Ở chế độ thiết bị thực quy trình bảo mật nào, hoạt động bảo mật (xác nhận mã hóa) hồn tồn bị bỏ qua Kết thiết bị bluetooth chế độ cho phép thiết bị bluetooth khác kết nối với Chế độ áp dụng cho ứng dụng không yêu cầu bảo mật trao đổi business card Security Mode 2: Bảo mật thi hành cấp độ dịch vụ Thiết bị Bluetooth không thực biện pháp an toàn trước thiết lập kênh truyền cấp độ Logical Link Control Adaptation Protocol (nhận L2CAP_ ConnectReq) tiến trình thiết lập kênh truyền thân thực L2CAP nằm tầng data link cung cấp dịch vụ kết nối có định hướng phi kết nối tầng cao Q trình bảo mật có thực hay không tùy thuộc vào yêu cầu kênh truyền dịch vụ Ở cấp độ bảo mật này, người quản lý bảo mật điều khiển truy cập vào dịch vụ thiết bị.Quản lý bảo mật tập trung bao gồn kiểm soát việc điều khiển truy cập với giao thức khác ngườ dùng thiết bị Đối với ứng dụng có yêu cầu bảo mật khác sử dụng song song ta thay đổi việc kiểm sốt an tồn mức độ tin cậy để hạn chế trruy cập Do đó, cho phép truy cập vào dịch vụ mà không truy cập vào dịch vụ khác Trong cấp độ khái niệm cấp phép áp dụng tức cho phép thiết bị truy cập vào dịch vụ hay khơng?Và cấp độ thiết bị Bluetooth phân loại yêu cầu an toàn dịch vụ sử dụng theo đặc điểm : Yêu cầu phân quyền, yêu cầu xác nhận yêu cầu mã hóa Tuy nhiên, dịch vụ khơng u cầu biện pháp an tồn bảo mật cấp độ giống với cấp độ Security Mode 3: Bảo mật thi hành cấp độ liên kết Thiết bị Bluetooth thực quy trình bảo mật trước kênh truyền thiết lập Đây chế bảo mật “gắn liền” khơng nhận thấy biện pháp bảo mật cấp độ ứng dụng Chế độ hỗ trợ việc xác nhận chiều hay hai chiều mã hóa Những điều tùy thuộc vào link key bí mật dùng cặp thiết bị Để tạo key này, quy trình pairing thực hiên hai thiết bị giao tiếp lần Thiết bị Bluetooth bác bỏ yêu cầu kết nối máy chủ tùy thuộc vào cài đặt máy chủ Tạo Bluetooth key từ số Pin Trang 21 Đề tài : Công nghệ Bluetooth Pin mã người dùng chọn ngẫu nhiên ký số nhiều hơn, Pin code dùng thiết bị bluetooth thay đổi từ 1-16byte, dùng để kết hợp với thiết bị khác để đảm bảo an toàn cho trình pairing Trong số ứng dụng thường chọn số Pin byte Tuy nhiên vấn đề bảo mật giảm tối thiểu đột nhập hacker nên chọn số Pin dài Và đặc điểm kỹ thuật Bluetooth thiết bị giao tiếp với nhan tạo link key trình khởi tạo sau người dùng đưa số Pin nhận diện vào thiết bị Sau q trình khởi tạo hồn thành, thiết bị xác nhận cạch tự động “trong suốt” đồng thời thực mã hóa Nó tạo link key dùng cho phương thức trao đổi key tầng cao sau nhập link key vào Bluetooth module Tiến hành mã hóa Bluetooth Đặc tả Bluetooth cho phép chế độ mã hóa khác để hỗ trợ cho an toàn dịch vụ - Chế độ mã hóa 1: khơng thực mã hóa truyền thơng - Chế độ mã hóa 2: truyền thơng đại chúng khơng cần bảo vệ truyền cho cá nhân phải mã hóa theo kink key riêng biệt Ưu, nhược so sánh BlueTooth với vài công nghệ không dây khác 4.1 Ưu điểm khuyết điểm công nghệ Bluetooth: 1.1 Ưu điểm: - Sóng radio sử dụng băng tần khơng cần đăng ký - Có khả xun qua vật thể rắn phi kim - Khả kết nối point –point, point – multipoint - Sử dụng lượng - Sử dụng “frequency hopping” giúp giảm đụng độ tối đa - Có khả hỗ trợ kênh thoại kênh liệu - Có khả bảo mật từ đến 12 bit - Thiết bị nhỏ gọn - Giá rẻ - Thiết bị cài đặt dể dàng - Được đỡ đầu tập đoàn khổng lồ 1.2 Khuyết điểm: - Do sử dụng mơ hình adhoc nên khơng thể thiết lập ứng dụng thời gian thực Trang 22 Đề tài : Cơng nghệ Bluetooth - Khoảng cách kết nối cịn ngắn so với công nghệ mạng không dây khác - Số thiết bị active, pack lúc mốt piconet cịn hạn chế - Tốc độ truyền khơng phải mạng Bluetooth So sánh Bluetooth với công nghệ không dây khác Công nghệ không dây ý tưởng mới, thời đại công nghệ nay, nhu cầu phát triển hệ thống không dây ngày nhiều lĩnh vực khác Vấn đề cơng nghệ thích hợp lĩnh vực nào, trường hợp nào; điều phụ thuộc vào phạm vi hoạt động khả bảo mật, lượng tính ứng dụng cơng nghệ Có cơng nghệ cho phép kết nối khơng dây khoảng cách xa lại đắt; giá rẻ khoảng cách lại ngắn; có thiết bị vấn đề tiết kiệm lượng lại đặt lên đầu Vì vậy, Bluetooth cơng nghệ dung hòa vấn đề sử dụng lượng, khoảng cách, giá cả, bảo mật tính dể sử dụng 4.2.1 BlueTooth với Wifi : - Wifi chuẩn IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) phát triển, trở thành chuẩn phổ biến kết nối không dây -Truy cập với khoảng cách -Truy cập với khoảng cách trung bình dài - 11 Mbps, chia sẻ -Các thiết bị sử dụng sóng - 11 Mbps, chia sẻ -Các thiết bị sử dụng sóng radio khác, vật liệu xây radio khác, vật liệu xây dựng, trang thiết bị -Khơng an tồn khơng dựng, trang thiết bị -Bảo mật thấp.Vẫn phụ bảo vệ tốt.Cần giải thuộc vào thẩm định quyền trục trặc mạng, cấp độ ứng dụng mật truy cập bất hợp pháp, đánh Bảo mật Ethernet) Ethernet) Băng thông Nhiễu BLUETOOTH -Thay cáp cá nhân (Usb chuẩn Ethernet( Wiless Sử dụng điển hình WIFI -Phiên khơng dây hóa cắp phiên làm việc truy Tiêu thụ lượng cập trái phép -Khá cao - Thấp Trang 23 Đề tài : Công nghệ Bluetooth Khoảng cách 200m-11 Mbps 30 – 100 m ( trời) Khoảng cách 500m- Mbps 40m- 11 Mbps 10m – 30m (trong nhà) Năng lượng truyền 100m- Mbps 20 dBm-FHSS 20dBm tối đa 30 dBm-DSSS Số kênh 11 DSSS 79 79-FHSS Tần số 2.4GHz-b/g 2.4GHz 5.8GHz-a Giá thành Cao Thấp Kết nối theo đường Không Không Hỗ trợ số laptop Hỗ trợ laptop đại, đại, PDA : đòi external nhiều điện thọai di động, H/W card, Notebook PDA, thiết bị điện tử, thiết bị computer, destop computer, tự động công nghiệp sever văn phòng Ở tầm hoạt động Bất nơi có hai thiết bị WLAN, thiết bị Bluetooth thẳng Thiết bị hỗ trợ Vị trí sử dụng thường tịa nhà Ngày bắt đầu phát 1990 1998 Số thiết bị Nhiều, chia sẻ Tối đa 8, chia sẻ truy cập đồng thời IP&P2P P2P triển 4.2.2 Bluetooth với IrDA IrDA ( Infrared Data Association ) tổ chức thương mại phi lợi nhuận 160 công ty thành viên thiết bị máy tính, viễn thơng, phần mềm, adapter Sử dụng điển hình IrDA Kỹ thuật khơng dây dùng tia Bluetooth Thay cáp cá nhân hồng ngoại để truyền liệu Truy cập mạng không dây Giao tiếp point-to-point với khoảng cách trung bình Trang 24 Đề tài : Công nghệ Bluetooth point-to-multipoint khoảng Băng thông cách ngắn 4Mbps – 16Mbps 1Mbps, chia sẻ Version 1.1 1.2 732.1 Kbps, version 2.0 2.1 Mbps, thấp Bị ảnh hưởng độ ánh sáng Nhiễu bị nhiễu Các thiết bị sử dụng sóng radio khác, vật liệu xây Bảo mật dựng, trang thiết bị Bảo mật cấp độ thấp Bảo mật thấp Tiêu thụ lượng độ an tồn cao Rất thấp Thấp Khơng cần phải trì kết Có chế độ lượng thấp nối nên thời gian sử dụng pin giúp tăng thời gian sử dụng Khoảng cách dài 10cm – 1m pin Người dùng cần phải gần access point, khoảng Giá thành Kết nối theo đường Rất thấp Bắt buộc 10m Thấp Không thẳng Thiết bị hỗ trợ Trong nhiều điện thoại di Hỗ trợ laptop đại, động, PC, PDA, modem, nhiều điện thoại di động, camera nhiều thiết bị PDA, thiết bị điện tử, thiết bị điện tử khác y tế tự động công nghiệp công nghiệp Nhiều, chia sẻ văn phịng Tối đa 8, chia sẻ Số thiết bị truy cập đồng thời Tầm ứng dụng tương lai Bluetooth: Cơng nghệ Bluetooth thay cáp dẫn phạm vi vừa Nó cung cấp kết nối trao đổi thông tin thiết bị thiết bị trợ giúp nhân (PDA), điện thoại di động, máy tính xách tay, PC, máy in, máy ảnh thơng qua cách an tồn, tốn phạm vi sóng vơ tuyến liên tục hay giúp kết nối không dây đến tai nghe hệ thống âm ôtô để rảnh tay lái xe… Trang 25 Đề tài : Công nghệ Bluetooth Công nghệ không dây cá nhân hiệp hội hỗ trợ Bluetooth thành lập năm 1998 gồm Ericssson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba số lượng tham giam vào ngày nhiều, có khoảng 3400 thành viên; mà số sản phẩm sử dụng công nghệ, pham vi ứng dụng ngày gia tăng Thể tính ưu việt công nghệ chuẩn mở cho phép truyền giọng nói, liệu kỹ thật số, hỗ trợ ứng dụng song điểm đa điểm Chính vậy, tương lai trở nên rõ ràng giá kỹ thuật rẽ nhiều so với lợi ích mà mang lại MỤC LỤC Lời cảm ơn trang I Giới thiệu tổng quan công nghệ Bluetooth trang Khái niệm Bluetooth trang Các khái niệm dùng Bluetooth trang 2.1 Master Unit trang 2.2 Slave Unit .trang 2.3 Piconet trang 2.4 Scatternet trang II Cách thức hoạt động công nghệ Bluetooth trang Trang 26 Đề tài : Công nghệ Bluetooth Cơ chế truyền sửa lỗi trang Quá trình hình thành Piconet .trang Quá trình hình thành Scatternet trang Các tầng giao thức công nghệ Bluetooth trang 10 4.1 Bluetooth Radio trang 11 4.2 Baseband trang 12 4.3 Link Manager Protocol trang 14 4.4 Host Controller Interface trang 14 4.5 L2CAP- Logical link control and adaption protocol .trang 15 4.6 RFCOMM Protocol trang 15 4.7 Service Discovery Protocol .trang 15 III Những vấn đề khác công nghệ Bluetooth trang 15 Vấn đề sử dụng quản lý lượng Bluetooth trang 15 1.1 Giới thiệu trang 15 1.2 Các chế độ lượng trang 16 1.2.1 Active mode trang 16 1.2.2 Hold mode .trang 17 1.2.3 Sniff mode .trang 18 1.2.4 Park mode trang 18 Vấn đề bảo mật liên quan đến công nghệ gì? trang 19 Các giải pháp an toàn bảo mật sử dụng Bluetooth trang 20 3.1 An tồn bảo mật cơng nghệ Bluetooth trang 20 3.1.1 Security Mode .trang 20 3.1.2 Security Mode trang 20 3.1.3 Security Mode trang 21 3.1.4 Tạo Bluetooth key từ số pin trang 21 Trang 27 ... Trang Đề tài : Cơng nghệ Bluetooth CƠNG NGHỆ BLUETOOTH I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BLUETOOTH Khái niệm Bluetooth; BlueTooth công nghệ mạng không dây, cung cấp kết nối trao đổi thông tin... 22 Đề tài : Công nghệ Bluetooth - Khoảng cách kết nối cịn ngắn so với cơng nghệ mạng khơng dây khác - Số thiết bị active, pack lúc mốt piconet hạn chế - Tốc độ truyền mạng Bluetooth So sánh Bluetooth. .. tầng giao thức công nghệ Bluetooth: Trang 10 Đề tài : Cơng nghệ Bluetooth Hình : Chồng giao thức Bluetooth 4.1 Bluetooth Radio: Tầng Bluetooth radio tầng thấp định nghĩa đặc tả Bluetooth Nó định