Bluetooth este un set de specificații (un standard) pentru orețea personală (engleză:personal area network, PAN)fără fir (wireless), bazată pe underadio. Bluetooth mai este cunoscut ca șistandardulIEEE 802.15.1. Prin tehnologia Bluetooth se elimină firele și cablurile dintre dispozitivele staționare și mobile, facilitează atât comunicațiile de date cât și pe cele vocale și oferă posibilitatea implementării unor rețele ad-hoc și a sincronizării între diverse dispozitive.
HagallBjarkanHandsfree BluetoothUSB-BluetoothTransmitator Bluetooth pentru PC
„Bluetooth” este o traducere în engleză a cuvântului scandinavBlåtand/Blåtann, cum era supranumitregelevikingilorHarald I al Danemarcei dinsecolul al X-lea. Harald I era renumit ca fiind foarte comunicativ, unul dintre scopurile sale era să determine oamenii să comunice între ei și în timpul domniei sale Danemarca și Norvegia au fost unite. Înromânăbluetooth s-ar traduce „dinte albastru”. Logo-ul Bluetooth își are originile tot în istoria nordică. Pictograma este o combinație a inițialelor regelui Harald,Hagal șiBjarkan. Aceste simboluri provin dintr-unalfabet runic, folosit încă dinsecolul al IX-lea.[1]
Specificația Bluetooth a fost formulată pentru prima dată în 1994 de Sven Mattisson și Jaap Haartsen, muncitori în orașulLund,Suedia, la divizia detelefoniemobilă a companieiEricsson. La20 mai1998 a fost fondată grupareaBluetooth Special Interest Group (SIG), care are rolul de a gestiona tehnologia Bluetooth și de a urmări evoluția acestei tehnologii.
Industrie: au fost dezvoltate produse industriale bazate pe Bluetooth care sunt utilizate într-o mare varietate pentru automatizarea industrială și comunicarea fără fir între diferitele componente ale mașinilor.
Industria auto: comunicare wireless între telefoane mobile cu transmițătoare GSM încorporate, sistemul stereo auto compatibil Bluetooth.
Medicină: Monitoarele deglucoză din sânge, pulsometrele, inhalatoarele pentruastm și alte dispozitive medicale care pot fi purtate, utilizează tehnologia Bluetooth pentru a ajuta la administrarea medicamentelor, la diagnosticarea leziunilor și la transmiterea în siguranță a informațiilor critice de la pacienți la furnizori.
Domotică: Bluetooth permite controlul automat, centralizat al sistemelor esențiale ale unei clădiri, incluzând încălzirea, ventilația și aerul condiționat, iluminatul, sistemele de securitate.[3]
Printr-o rețea Bluetooth se poate face schimb de informații între diverse aparate precumtelefoane mobile,laptop-uri,calculatoare personale, imprimante, camere foto și video digitale sauconsole video prin unde radio criptate (sigure) și de rază mică, desigur numai dacă aparatele respective sunt înzestrate și cu Bluetooth.
Aparatele care dispun de Bluetooth comunică între ele atunci când se află în aceeași rază de acțiune. Ele folosesc un sistem de comunicații radio, așa că nu este nevoie să fie poziționate față în față pentru a transmite; dacă transmisia este suficient de puternică, ele pot fi chiar și în camere diferite.
Această versiune publicată în 2004, este compatibilă înapoi cu versiunile 1.x. Principala îmbunătățire este introducerea unei viteze de transmisie mai mari numiteEnhanced Data Rate, care permite o viteză de 3,2 Mbps. Îmbunătățirea a creat următoarele efecte:
viteza de transmisie de 3 ori mai mare,
consum de energie mai mic,
rata erorilor de transmisie (BER -bit error rate) mai scăzută.
Versiunea 3.0 High Speed a fost adoptată de către Bluetooth SIG în data de 21 aprilie 2009. Bluetooth 3.0 îmbunătățește viteza de transfer teoretică până la 24 Mb/s. Saltul vitezei a fost posibil datorită introducerii unei legături 802.11. Vitezele îmbunătățite nu pot fi prezente și în cadrul unei conexiuni cu un standard mai vechi datorită lipsei legăturii 802.11 în dispozitivele de generație mai veche.
Versiunea 4.0 a tehnologiei Bluetooth Specification (numită Bluetooth Smart) a fost adoptată la 30 iunie 2010. Aceasta include protocoalele Bluetooth High Speed șiBluetooth Low Energy (BLE). Bluetooth Low Energy, cunoscut anterior sub numele deWibree, este un subset al tehnologiei Bluetooth v4.0, destinat aplicațiilor de putere foarte scăzută destinat să asigure un consum de energie și costuri considerabil reduse.
Lansat în decembrie 2016. Noile sale caracteristici se concentrează în principal pe tehnologia emergentă a Internet of Things. Bluetooth 5 oferă trei îmbunătățiri majore de caracteristici comparativ cu versiunile anterioare:
viteză de transfer de date dublă de la 1 Mbps la 2 Mbps și timpii de transmisie sunt reduși la jumătate
rază de acțiune de patru ori mai mare (în spațiu liber, raza de acțiune a semnalelor Bluetooth se așteaptă a depăși 1000 m utilizând același nivel de energie)
dimensiune de pachet de publicitate de opt ori mai mare.
Samsung a lansat Galaxy S8 cu suport Bluetooth 5 în aprilie 2017, în septembrie 2017iPhone 8,iPhone 8 Plus șiiPhone X au asistență Bluetooth 5. De asemeneaApple a integrat și Bluetooth v5.0 în noua lor ofertăHomePod lansată pe 9 februarie 2018.
Caracteristicile îmbunătățite oferite de Bluetooth 5 pavează calea către numeroase aplicații noi pentruIIoT (Industry 4.0). Exemplele includ upgrade de firmware, rețele senzoriale industriale mari, urmărirea bunurilor, clădiri conectate și control industrial de timp real.[4]
Introdusă în 2020, versiunea aduce îmbunătățiri semnificative în modul de frecvență radioBluetooth LE (Low Energy). Printre alte caracteristici noi sunt:
noul profil EATT (Enhanced Attribute Protocol), care îmbunătățește performanța atunci când există mai multe dispozitive BLE conectate simultan
securitate crescută prin realizarea conexiunilor criptate implicite sub profilul EATT
consumul este redus și stabilitatea semnalului este crescută permițând optimizarea dinamică a puterii de transmisie (LE Power Control)
este permisă trimiterea audio către mai multe dispozitive în mod sincron (Canale izocrone LE).
Lansată în 2023, ultima versiune v5 permite o comunicare bidirecțională sigură între un punct de acces fără fir (AP) și mii de noduri finale de putere foarte mică.
Anunțată în 2024, noua versiune a standardului aduce îmbunătățiri importante și caracteristici noi:
TehnologiaChannel Sounding, prin care două dispozitive cu Bluetooth 6.0 vor putea identifica mai bine distanța dintre ele, pe o arie largă și cu o precizie de până la un singur centimetru. Noi posibilități pentru aplicații bazate pe proximitate.
Îmbunătățiri semnificative pentru aplicațiile de localizare de tip Find My.
Transfer de date mai eficient prin transmiterea de cadre de date mari în pachete la nivel de legătură mai mici, care ar putea duce la o gestionare mai eficientă a energiei și la o experiență de utilizare mai fluidă.
Optimizări ale canalelor radio și ale modului în care sunt transmise datele.
Apple ar putea folosi atât tehnologiile Bluetooth 6.0, cât șiUltra-wideband împreună pentru a îmbunătăți Localizarea de Precizie pentru noile modele deiPhone, dar și pentruAirTags.[5]
Componenta hard a Bluetooth constă într-o parte analogică radio și o parte digitală, HostController (HC). HC conține o parte de procesare a semnalului digital, numit Link Controller (LC), un nucleu de procesor (CPU core) și interfețele cu mediul gazdă. LC constă într-o structură hard care realizează procesări la nivelul benzii de bază (BB) și al protocoalelor stratului fizic. Între funcțiile LC sunt incluse transferurile asincrone și sincrone, codarea audio și criptarea. CPU core permite modulului Bluetooth să mânuiască procedurile Inquiry și să filtrezecererile Page fără a implica dispozitivul gazdă. Soft-ul Link Manager (LM) rulează în CPU core, descoperă alte LM-uri și comunică cu ele prin intermediul Link Manager Protocol (LMP).
Pentru a asigura compatibilitatea între diverse implementări hard, dispozitivele hard utilizează Host Controller Interface (HCI) ca o interfață comună între gazda Bluetooth (un laptop) și nucleul Bluetooth. Protocoalele nivelelor superioare, precum Service Discovery Protocol (SDP), RFCOMM și Telephony Control protocol (TCS) sunt interfațate cu serviciile din banda de bază prin intermediul Logic Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP). Printre sarcinile pe care le are L2CAP se numără segmentarea și reasamblarea pentru a permite pachetelor de date mai mari să fie transportate printr-o conexiune Bluetooth în banda de bază. SDP permite aplicațiilor să afle informații despre serviciile disponibile și despre caracteristicile acestora când, de exemplu dispozitivele sunt mutate sau închise.
Standardul Bluetooth utilizează o varietate de protocoale pentru schimbul wireless de date constând din protocoale de bază, protocoale de înlocuire a cablurilor, protocoale de control telefonic și protocoale adoptate. Stiva de protocoale permite Bluetooth să descopere ce servicii pot acestea oferi și să utilizeze aceste servicii. Diferite protocoale sunt utilizate pentru diferite aplicații.
Protocoale de bază
Link Manager Protocol (LMP) este responsabil de stabilirea și controlul legăturii între dispozitivele Bluetooth, incluzând controlul și negocierea dimensiunilor pachetelor din banda de bază. Mai este de asemenea utilizat și în procedurile de securizare: autentificare și criptare. LMP controlează de asemenea modurile energetice și ciclurile de lucru ale dispozitivelor radio Bluetooth și stările conexiunilor unei unități Bluetooth într-o rețea.
Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) suportă pentru protocoalele superioare proceduri de multiplexare, de segmentare și reasamblare a pachetelor și de control a calității serviciilor (Quality of Service - QoS). L2CAP permite protocoalelor și aplicațiilor de nivel superior să transmită și să primească pachete de date de până la 64 kB lungime. Informațiile audio pot fi împachetate și trimise și utilizând protocoale de comunicație prin legături la nivelul L2CAP.
Service Discovery Protocol (SDP) este un element important în cadrul Bluetooth, deoarece SD stă la baza tuturor modelelor de utilizare. Cu ajutorul SDP, informațiile despre dispozitive, servicii și caracteristici ale dispozitivelor pot fi tabelate în liste, cu ajutorul cărora utilizatorul, cunoscând astfel serviciile dispozitivelor din vecinătate, poate selecta între aceste servicii. După aceasta, se pot stabili conexiuni cu unul sau mai multe dispozitive Bluetooth.
Protocoale de înlocuire a cablurilor
Radio Frequency Communication (RFCOMM) oferă o interfață serială asemănătoare cuRS-232.
Protocoale de control telefonic
Telephony Control Specification Binary (TCS BIN) este un protocol folosit pentru controlul comunicatiilor telefonice cu flux audio sau de date.
HTTP (HyperText Transfer Protocol) și FTP (File Transfer Protocol) sunt protocoale adiționale care pot fi adăugate ca protocoale de bază.
Protocoale adoptate Protocoalele adoptate sunt protocoale definite de alte organizații de standardizare și integrate în arhitectura Bluetooth:
Point-to-Point Protocol (PPP) este un protocol de transmisie pentru internet, printr-o legătură Point-to-Point.
User Datagram Protocol (UDP), Transmission Control Protocol (TCP) și Internet Protocol (IP) sunt protocoale utilizate pentru suitaTCP/IP
Object Exchange Protocol (OBEX) protocol de comunicații care facilitează schimbul de obiecte binare (transfer de date în formatvCard și vCalendar)
Infrared Mobile Communicaion (IrMC), protocolIrDA ce permite sincronizarea acestor tipuri de obiecte.
Pentru ca un dispozitiv să poată utiliza serviciile Bluetooth oferite sau să le ofere el însuși, acesta trebuie să fie compatibil cu diverse profiluri. Un profil Bluetooth se bazează întotdeauna pe specificațiile generale Bluetooth și, opțional, pe protocoale sau specificații suplimentare. Profilurile specifică modul de utilizare a stivei de protocoale Bluetooth pentru a asigura interoperabilitatea dispozitivelor. De asemenea specifică comportamentele generale pe care dispozitivele Bluetooth le utilizează pentru a comunica cu alte dispozitive Bluetooth. Numărul de profiluri continuă să crească odată cu apariția de noi aplicații.[8]
Advanced Audio Distribution Profile (A2DP): transmitere (streaming) a datelor audio
Audio/Video Remote Control Profile (AVRCP): telecomandă pentru audio/video
Basic Imaging Profile (BIP): transmiterea de imagini
Basic Printing Profile (BPP): imprimare
Common ISDN Access Profile (CIP): conexiuniISDN prinCAPI
Cordless Telephony Profile (CTP): telefonie fără fir
Device ID Profile (DIP): informații suplimentare despre clasa Bluetooth a dispozitivului
Dial-up Networking Profile (DUN): Conexiune internet dial-up
Extended Service Discovery Profile (ESDP): descoperire avansată a serviciului
Generic Access Profile (GAP): control al accesului
Generic Attribute Profile (GATT): date de la senzori, transmisie eficientă din punct de vedere energetic a unor cantități mici de date (Bluetooth Low Energy).
Generic Audio/Video Distribution Profile (GAVDP): transmisie de date audio/video
Generic Object Exchange Profile (GOEP): schimb de obiecte binare
Hard Copy Cable Replacement Profile (HCRP): cerere de imprimare
Health Device Profile (HDP): conexiune sigură între dispozitivele medicale
Hands-Free Profile (HFP): pentru dispozitive hands-free (auto)
Human Interface Device Profile (HID): Interfețe cu utilizatorul
Headset Profile (HSP): recepție audio prin setul de căști
Un grup de dispozitive Bluetooth care folosesc același canal pentru a comunica între ele poartă numele de piconet. Un piconet este o rețea cu o configurație de tip stea. Dispozitivul central are rolul demaster celelalte dispozitive funcționează caslave. Scatternet este o rețea ce poate fi formată prin conexiunea a două sau mai multe rețele tip piconet.
Într-o rețea mesh, toate nodurile din rețea comunică între ele, amplificând semnalul și extind intervalul de utilizare. RețeauaBluetooth Mesh permite crearea de rețele wirelessmany-to-many (m:m) de mari dimensiuni de câteva zeci, sute sau mii de dispozitive pentru a comunica între ele. Specificațiile Bluetooth Mesh au fost definite prin specificațiileMesh Profile șiMesh Model de către Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG) și au fost lansate la scurt timp după lansarea specificațiilor Bluetooth v5. Bluetooth Mesh poate fi folosit de către orice dispozitiv compatibil cu Bluetooth v4.0 sau v5.0.[11][12][13]
Mesh Profile: definește cerințele fundamentale pentru a permite o soluție interoperabilă de rețea pentru tehnologia Bluetooth LE
Mesh Model: introduce modele utilizate pentru a defini funcționalitatea de bază a nodurilor dintr-o rețea
Sistemul de securitate al tehnologiei Bluetooth are la bazăalgoritmul decriptareSAFER+. Există mai multe metode pentru a asigura securitatea unei legături Bluetooth:
Autentificarea, prin care se verifică identitatea fiecărui dispozitiv din rețea.
Pairing, este o procedură prin care se autentifică două dispozitive, bazată pe stabilirea de comun acord a unei parole care se introduce de către utilizatorii ambelor dispozitive. În urma procedurii de pairing, cele doua dispozitive apar unul celuilalt ca fiind sigure. Procedura de pairing pentru două dispozitive se realizează o singura dată, nefiind necesară la urmatoarele conexiuni între cele două dispozitive.
Autorizarea, este procesul prin care se decide care dispozitiv din raza de acoperire are sau nu voie sa acceseze un anumit serviciu.
Criptarea, asigură confidențialitatea datelor trimise. Se folosește o cheie cu lungimea între 8 si 128 biți.
Tehnologia Bluetooth și dispozitivele asociate sunt susceptibile la amenințări generale din rețea wireless, și de asemenea, de atacuri specifice legate de Bluetooth, cum ar fi:
Bluejacking este un atac efectuat asupra telefoanelor mobile cu funcția Bluetooth prin trimiterea de mesaje nesolicitate către utilizatorul unei conexiuni Bluetooth activată. Mesajele nu dăunează dispozitivului, dar pot atrage atenția utilizatorul să răspundă într-un mod sau să adauge noul contact în agenda telefonică a dispozitivului.
Bluebugging exploatează un defect de securitate înfirmware-ul unor dispozitive Bluetooth mai vechi pentru a avea acces la dispozitiv și la comenzile sale. Acest atac permite accesul la date, plasarea apelurilor telefonice, interceptarea apelurilor telefonice, trimite mesaje și exploatează alte servicii sau funcții oferite de dispozitiv.
Bluesnarfing permite obtinerea accesului la un dispozitiv compatibil Bluetooth exploatând un defect de firmware în dispozitive mai vechi. Acest atac forțează o conexiune la un dispozitiv Bluetooth, permițând accesul la datele stocate pe dispozitiv, inclusivIMEI pentru a direcționa toate apelurile primite de la dispozitivul utilizatorului către dispozitivul atacatorului. Bluesniping a apărut ca o formă specifică de Bluesnarfing, eficientă pe arii mai extinse.
Car Whisperer este o tehnică de hacking care poate fi folosită de atacatori pentru a accesa sistemul bluetooth handsfree instalat în automobile pentru a intercepta conversația din interiorul unei mașini.[15][16]
