Bluetooth

Bluetooth
Uroven' (po modeli OSI)	Fizicheskii
Naznachenie protokola	Energoeffektivnaia besprovodnaia sviaz' ustroistv
Spetsifikatsiia	IEEE 802.15.1
Razrabotchik	Bluetooth SIG
Mediafaily na Vikisklade

Bluetooth (ot slov angl. blue -- sinii i tooth -- zub, proiznositsia /blu:tu:th/), bliutus^[1][2] -- proizvodstvennaia spetsifikatsiia besprovodnykh personal'nykh setei (Wireless personal area network, WPAN). Bluetooth obespechivaet obmen informatsiei mezhdu takimi ustroistvami, kak personal'nye komp'iutery (nastol'nye, karmannye, noutbuki), mobil'nye telefony, internet-planshety, printery, tsifrovye fotoapparaty, myshi, klaviatury, dzhoistiki, naushniki, garnitury i akusticheskie sistemy na nadiozhnoi, besplatnoi, povsemestno dostupnoi radiochastote dlia blizhnei sviazi. Dal'nost' sviazi v starykh versiiakh protokola sostavliala do 10 m; v bolee novykh versiiakh mozhno dostich' do 1500 m^[3], no dal'nost' sil'no zavisit ot raznykh faktorov^[4], v tom chisle pregrad i pomekh, dazhe v odnom pomeshchenii.

Slovo Bluetooth -- adaptatsiia na angliiskii iazyk datskogo slova <> (<>). Tak kogda-to prozvali korolia vikingov Kharal'da I, zhivshego v Danii okolo tysiachi let nazad. Prozvishche etot korol' poluchil za tiomnyi perednii zub. Kharal'd I pravil v X veke Daniei i chast'iu Norvegii i ob'edinil vrazhdovavshie datskie plemena v edinoe korolevstvo. Podrazumevaetsia, chto Bluetooth delaet to zhe samoe s protokolami sviazi, ob'ediniaia ikh v odin universal'nyi standart^[5][6][7]. Khotia <> v sovremennykh skandinavskikh iazykakh oznachaet <>, vo vremena vikingov ono takzhe moglo oznachat' <>. Takim obrazom, istoricheski pravil'no bylo by perevesti datskoe Harald Blatand skoree kak Harald Blacktooth, chem kak Harald Bluetooth.

V russkom tekste portal Gramota.ru rekomenduet pisat' <>, no takzhe schitaet dopustimym -- <>^[8].

Logotip Bluetooth iavliaetsia sochetaniem dvukh nordicheskikh (<>) run: Khagalaz mladshego futarka (h) i Berkana (b), zvukovye znacheniia kotorykh sootvetstvuiut initsialam Kharal'da I Sinezubogo -- h i b (dat. Harald Blatand, norv. Harald Blatann). Logotip pokhozh na bolee staryi logotip dlia Beauknit Textiles, podrazdeleniia korporatsii Beauknit. V niom ispol'zuetsia sliianie otrazhennoi K i V dlia <>, on shire i imeet skruglennye ugly, no v obshchem takoi zhe.

Raboty po sozdaniiu Bluetooth nachal proizvoditel' telekommunikatsionnogo oborudovaniia Ericsson v 1994 godu kak besprovodnuiu al'ternativu kabeliam RS-232. Pervonachal'no eta tekhnologiia byla prisposoblena pod potrebnosti sistemy FLYWAY v funktsional'nom interfeise mezhdu puteshestvennikami i sistemoi.

Spetsifikatsiia Bluetooth byla razrabotana gruppoi Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG)^[9][10], kotoraia byla osnovana v 1998 godu. V neio voshli kompanii Ericsson, IBM, Intel, Toshiba i Nokia. Vposledstvii Bluetooth SIG i IEEE dostigli soglasheniia, na osnove kotorogo spetsifikatsiia Bluetooth stala chast'iu standarta IEEE 802.15.1 (data opublikovaniia -- 14 iiunia 2002 goda).

Klass[11]	Maksimal'naia moshchnost', mVt	Maksimal'naia moshchnost', dBm	Radius deistviia, m
1	100	20	100
2	2,5	4	10
3	1	0	menee 10

Printsip deistviia osnovan na ispol'zovanii radiovoln. Radiosviaz' Bluetooth osushchestvliaetsia v ISM-diapazone (angl. Industry, Science and Medicine), kotoryi ispol'zuetsia v razlichnykh bytovykh priborakh i besprovodnykh setiakh. Chastoty Bluetooth: 2,402-2,48 GGts.^[12][13]. V Bluetooth primeniaetsia metod rasshireniia spektra so skachkoobraznoi perestroikoi chastoty^[14] (angl. Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS). Metod FHSS prost v realizatsii, obespechivaet ustoichivost' k shirokopolosnym pomekham, a oborudovanie nedorogoe.

Soglasno algoritmu FHSS, v Bluetooth nesushchaia chastota signala skachkoobrazno meniaetsia 1600 raz v sekundu^[10] (vsego vydeliaetsia 79 rabochikh chastot shirinoi v 1 MGts, a v Iaponii, Frantsii i Ispanii polosa uzhe -- 23 chastotnykh kanala). Posledovatel'nost' perekliucheniia mezhdu chastotami dlia kazhdogo soedineniia iavliaetsia psevdosluchainoi i izvestna tol'ko peredatchiku i priiomniku, kotorye kazhdye 625 mks (odin vremennoi slot) sinkhronno perestraivaiutsia s odnoi nesushchei chastoty na druguiu. Takim obrazom, esli riadom rabotaiut neskol'ko par priiomnik-peredatchik, to oni ne meshaiut drug drugu. Etot algoritm iavliaetsia takzhe sostavnoi chast'iu sistemy zashchity konfidentsial'nosti peredavaemoi informatsii: perekhod proiskhodit po psevdosluchainomu algoritmu i opredeliaetsia otdel'no dlia kazhdogo soedineniia. Pri peredache tsifrovykh dannykh i audiosignala (64 kbit/s v oboikh napravleniiakh) ispol'zuiutsia razlichnye skhemy kodirovaniia: audiosignal ne povtoriaetsia (kak pravilo), a tsifrovye dannye v sluchae uteri paketa informatsii budut peredany povtorno.

Protokol Bluetooth podderzhivaet ne tol'ko soedinenie <>, no i <>^[10].

Ustroistva versii 1.0 (1998) i 1.0B imeli plokhuiu sovmestimost' mezhdu produktami razlichnykh proizvoditelei. V versiiakh 1.0 i 1.0B byla obiazatel'noi peredacha adresa ustroistva (BD_ADDR) na etape ustanovleniia sviazi, chto delalo nevozmozhnoi realizatsiiu anonimnosti soedineniia na protokol'nom urovne i bylo osnovnym nedostatkom dannoi spetsifikatsii.

V Bluetooth 1.1 bylo ispravleno mnozhestvo oshibok, naidennykh v versii 1.0B, dobavlena podderzhka dlia neshifrovannykh kanalov, indikatsiia urovnia moshchnosti prinimaemogo signala (RSSI).

Glavnye uluchsheniia:

• Bystroe podkliuchenie i obnaruzhenie.
• Adaptivnaia perestroika chastoty s rasshirennym spektrom (AFH), kotoraia povyshaet stoikost' k radiopomekham.
• Bolee vysokie, chem v versii 1.1, skorosti peredachi dannykh, prakticheski do 1 Mbit/s.
• Rasshirennye sinkhronnye podkliucheniia (eSCO), kotorye uluchshaiut kachestvo peredachi golosa v audiopotoke, pozvoliaia povtorno peredavat' povrezhdionnye pakety, i pri neobkhodimosti mogut uvelichit' zaderzhku audio dlia luchshei podderzhki parallel'noi peredachi dannykh.
• V Host Controller Interface (HCI) dobavlena podderzhka triokhprovodnogo interfeisa UART.
• Utverzhdion kak standart IEEE Standard 802.15.1-2005^[15].
• Vvedeny rezhimy upravleniia potokom dannykh (Flow Control) i povtornoi peredachi (Retransmission Modes) dlia L2CAP.

Bluetooth versii 2.0 byl vypushchen 10 noiabria 2004 g. Imeet obratnuiu sovmestimost' s predydushchimi versiiami 1.x. Osnovnym novovvedeniem stala podderzhka Enhanced Data Rate (EDR) dlia uskoreniia peredachi dannykh. Nominal'naia skorost' EDR -- okolo 3 Mbit/s, odnako na praktike eto pozvolilo povysit' skorost' peredachi dannykh tol'ko do 2,1 Mbit/s. Dopolnitel'naia proizvoditel'nost' dostigaetsia s pomoshch'iu razlichnykh radiotekhnologii peredachi dannykh^[16].

Standartnaia (bazovaia) skorost' peredachi dannykh ispol'zuet GFSK-moduliatsiiu radiosignala pri skorosti peredachi 1 Mbit/s. EDR ispol'zuet sochetanie moduliatsii GFSK i PSK s dvumia variantami, p/4-DQPSK i 8DPSK. Oni imeiut bol'shie skorosti peredachi dannykh po vozdukhu -- 2 i 3 Mbit/s sootvetstvenno^[17].

Bluetooth SIG izdala spetsifikatsiiu kak <>, kotoraia podrazumevaet, chto EDR iavliaetsia dopolnitel'noi funktsiei. Krome EDR, est' i drugie neznachitel'nye usovershenstvovaniia k spetsifikatsii 2.0, i produkty mogut sootvetstvovat' <>, ne podderzhivaia bolee vysokuiu skorost' peredachi dannykh. Po krainei mere odno kommercheskoe ustroistvo -- HTC TyTN Pocket PC -- ispol'zuet <> v svoikh tekhnicheskikh spetsifikatsiiakh^[18].

Soglasno spetsifikatsii 2.0 + EDR, u EDR imeiutsia sleduiushchie preimushchestva:

• V nekotorykh sluchaiakh uvelichenie skorosti peredachi v tri raza (2,1 Mbit/s).
• Umen'shenie slozhnosti neskol'kikh odnovremennykh podkliuchenii iz-za dopolnitel'noi polosy propuskaniia.
• Snizhenie potrebleniia energii blagodaria umen'sheniiu nagruzki.

2007 god. Dobavlena tekhnologiia rasshirennogo zaprosa kharakteristik ustroistva (dlia dopolnitel'noi fil'tratsii spiska pri sopriazhenii), energosberegaiushchaia tekhnologiia Sniff Subrating, kotoraia pozvoliaet uvelichit' prodolzhitel'nost' raboty ustroistva ot odnogo zariada akkumuliatora v 3--10 raz. Krome togo, obnovlionnaia spetsifikatsiia sushchestvenno uproshchaet i uskoriaet ustanovlenie sviazi mezhdu dvumia ustroistvami, pozvoliaet proizvodit' obnovlenie kliucha shifrovaniia bez razryva soedineniia, a takzhe delaet ukazannye soedineniia bolee zashchishchionnymi blagodaria ispol'zovaniiu tekhnologii Near Field Communication.^[proiasnit']

V avguste 2008 goda Bluetooth SIG predstavila versiiu 2.1 + EDR. Novaia redaktsiia Bluetooth snizhaet potreblenie energii v piat' raz, povyshaet uroven' zashchity dannykh i oblegchaet raspoznavanie i soedinenie Bluetooth-ustroistv blagodaria umen'sheniiu kolichestva shagov, za kotorye ono vypolniaetsia.

3.0 + HS^[17] byla priniata Bluetooth SIG 21 aprelia 2009 goda. Ona podderzhivaet teoreticheskuiu skorost' peredachi dannykh do 24 Mbit/s. Eio osnovnoi osobennost'iu iavliaetsia dobavlenie AMP (Alternate MAC/PHY), dopolnenie k 802.11 kak vysokoskorostnoe soobshchenie. Dlia AMP byli predusmotreny dve tekhnologii: 802.11 i UWB, no UWB otsutstvuet v spetsifikatsii^[19].

Moduli s podderzhkoi novoi spetsifikatsii soediniaiut v sebe dve radiosistemy: pervaia obespechivaet peredachu dannykh v 3 Mbit/s (standartnaia dlia Bluetooth 2.0) i imeet nizkoe energopotreblenie; vtoraia sovmestima so standartom 802.11 i obespechivaet vozmozhnost' peredachi dannykh so skorost'iu do 24 Mbit/s (sravnima so skorost'iu setei Wi-Fi). Vybor radiosistemy dlia peredachi dannykh zavisit ot razmera peredavaemogo faila. Nebol'shie faily peredaiutsia po medlennomu kanalu, a bol'shie -- po vysokoskorostnomu. Bluetooth 3.0 ispol'zuet bolee obshchii standart 802.11 (bez suffiksa), to est' nesovmestim s takimi spetsifikatsiiami Wi-Fi, kak 802.11b/g/n.

30 iiunia 2010 goda Bluetooth SIG utverdil spetsifikatsiiu Bluetooth 4.0. Vkliuchaet v sebia protokoly:

• Klassicheskii Bluetooth,
• Vysokoskorostnoi Bluetooth
• Bluetooth s nizkim energopotrebleniem (BLE, Bluetooh Low Energy).

Vysokoskorostnoi Bluetooth osnovan na Wi-Fi, a klassicheskii Bluetooth sostoit iz protokolov predydushchikh spetsifikatsii Bluetooth.

Chastoty raboty sistemy Bluetooth (moshchnost' ne bolee 0,0025 Vt).

Polosa chastot: 2 402 000 000 -- 2 480 000 000 Gts (2,402 -- 2,48 GGts)

Protokol Bluetooth s nizkim energopotrebleniem prednaznachen prezhde vsego dlia miniatiurnykh elektronnykh datchikov (ispol'zuiushchikhsia v sportivnoi obuvi, trenazhiorakh, miniatiurnykh sensorakh, razmeshchaemykh na tele patsientov i t. d.). Nizkoe energopotreblenie dostigaetsia za schiot ispol'zovaniia osobogo algoritma raboty. Peredatchik vkliuchaetsia tol'ko na vremia otpravki dannykh, chto obespechivaet vozmozhnost' raboty ot odnoi batareiki tipa CR2032 v techenie neskol'kikh let^[13]. Standart predostavliaet skorost' peredachi dannykh 1 Mbit/s pri razmere paketa dannykh 8--27 bait. V novoi versii dva Bluetooth-ustroistva smogut ustanavlivat' soedinenie menee chem za 5 ms i podderzhivat' ego na rasstoianii do 100 m. Dlia etogo ispol'zuetsia usovershenstvovannaia korrektsiia oshibok, a neobkhodimyi uroven' bezopasnosti obespechivaet 128-bitnoe AES-shifrovanie.

Datchiki temperatury, davleniia, vlazhnosti, skorosti peredvizheniia i t. d. na baze etogo standarta mogut peredavat' informatsiiu na razlichnye ustroistva kontrolia: mobil'nye telefony, KPK, PK i t. p.

Pervyi chip s podderzhkoi Bluetooth 3.0 i Bluetooth 4.0 byl vypushchen kompaniei ST-Ericsson v kontse 2009 goda.

V kontse 2013 goda Bluetooth Special Interest Group (SIG) predstavila spetsifikatsiiu Bluetooth 4.1. Odno iz uluchshenii, realizovannykh v spetsifikatsii Bluetooth 4.1, kasaetsia sovmestnoi raboty Bluetooth i mobil'noi sviazi chetviortogo pokoleniia LTE. Standart predusmatrivaet zashchitu ot vzaimnykh pomekh putiom avtomaticheskogo koordinirovaniia peredachi paketov dannykh.

3 dekabria 2014 Bluetooth Special Interest Group (SIG) predstavila spetsifikatsiiu Bluetooth 4.2^[20]. Osnovnye uluchsheniia -- povyshenie konfidentsial'nosti i uvelichenie skorosti peredachi dannykh.

16 iiunia 2016 goda Bluetooth Special Interest Group (SIG) predstavila spetsifikatsiiu Bluetooth 5.0^[21][22]. Izmeneniia kosnulis' v osnovnom rezhima s nizkim potrebleniem i vysokoskorostnogo rezhima. Radius deistviia uvelichen v chetyre raza, skorost' uvelichena vdvoe. Takzhe versiia Bluetooth 5.0 polnost'iu sovmestima s predydushchimi versiiami Bluetooth.

V etom tipe protokola byli ser'ioznye kachestvennye obnovleniia, kotorye pozvolili nazvat' novuiu versiiu ne 4.3, a imenno 5.0. Bluetooth 5.0 -- bol'shoe obnovlenie <>, no ono pochti ne zatragivaet besprovodnuiu peredachu zvuka.

Ot predydushchikh versii Bluetooth 5.1 otlichaetsia tem, chto u pol'zovatelei est' vozmozhnost' opredeliat' mestopolozhenie i napravlenie s maksimal'noi tochnost'iu^[23]. Eshchio luchshe optimizirovalos' energopotreblenie i uvelichilas' nadiozhnost' soedineniia po Bluetooth Low Energy.

Spetsifikatsiia^[24] opublikovana SIG 6 ianvaria 2020 goda. Novye funktsii:

• Uluchshennaia versiia protokola atributov ATT -- Enhanced Attribute protocol (EATT), kotoryi bolee bezopasen, tak kak ispol'zuet tol'ko shifrovannoe soedinenie. EATT podderzhivaet parallel'nye tranzaktsii, a takzhe pozvoliaet izmeniat' blok maksimal'noi peredachi ATT (MTU) vo vremia soedineniia. V EATT dobavlen novyi L2CAP-rezhim bezopasnogo upravleniia potokom -- Enhanced Credit Based Flow Control Mode.
• Novyi LE Power Control -- pozvoliaet ustroistvam dinamicheski optimizirovat' moshchnost' dlia sviazi mezhdu podkliuchennymi ustroistvami. Priiomniki Bluetooth LE teper' mogut otslezhivat' uroven' signala i zaprashivat' izmeneniia urovnia moshchnosti peredachi v podkliuchennykh ustroistvakh, kak pravilo, dlia podderzhaniia optimal'nogo urovnia signala kak s tochki zreniia kachestva signala, tak i s tochki zreniia snizheniia energopotrebleniia.
• LE Isochronous Channels -- funktsiia dlia podderzhki novogo standarta peredachi audio LE Audio^[25], sleduiushchego pokoleniia Bluetooth-audio. Pozvoliaet peredavat' dannye s priviazkoi ko vremeni na odno ili neskol'ko ustroistv dlia sinkhronizirovannoi po vremeni obrabotki (primer: besprovodnye naushniki s razdel'nymi priiomnikami), a takzhe dlia parallel'noi transliatsii na neogranichennoe kolichestvo ustroistv.
• Bluetooth LE Audio (s 2022 g.)^[26]

13 iiulia 2021 goda Bluetooth SIG opublikoval spetsifikatsiiu^[27] iadra Bluetooth versii 5.3. Uluchsheniia funktsii Bluetooth 5.3:

• Connection subrating -- pozvoliaet meniat' parametry soedineniia s minimal'nymi zaderzhkami
• Vvedenie psevdosluchainoi zaderzhki dlia intervala periodicheskikh uvedomlenii (advertising interval) pozvoliaet izbezhat' kollizii
• Periferiinye ustroistva mogut predostavliat' podkliuchennomu tsentral'nomu ustroistvu dannye al'ternativnykh radiokanalov, kotorye mogut ispol'zovat'sia tsentral'nym ustroistvom pri vypolnenii vybora kanala vo vremia adaptivnoi skachkoobraznoi perestroiki chastoty
• Uluchsheniia v upravlenii razmerom kliucha shifrovaniia

V etoi versii spetsifikatsii byli udaleny sleduiushchie funktsii:

• Al'ternativnoe rasshirenie MAC i PHY (AMP)

7 fevralia 2023 goda kompaniia Bluetooth SIG vypustila versiiu 5.4 bazovoi spetsifikatsii Bluetooth. V etu novuiu versiiu dobavleny sleduiushchie funktsii:

• Periodicheskie opoveshcheniia s otvetami (PAwR)
• Zashifrovannye dannye opoveshchenii
• Kharakteristiki urovnei bezopasnosti obshchego profilia atributov (LE GATT)
• Vybor kodirovaniia opoveshchenii

3 sentiabria 2024 goda byl anonsirovan Bluetooth 6.0^[29]. V novuiu versiiu tekhnologii dobavili neskol'ko novykh vozmozhnostei:

• Uluchshilas' potokovaia peredacha audio.
• Uluchsheny sluzhby opredeleniia mestopolozheniia.
• Usilena bezopasnost' i povyshena tochnost' izmereniia rasstoianiia.
• Poiavilas' tekhnologiia Bluetooth Channel Sounding, kotoraia znachitel'no povyshaet tochnost' opredeleniia rasstoianiia mezhdu ustroistvami^[30].

7 maia 2025 goda byl anonsirovan Bluetooth 6.1^[31]. V novuiu versiiu tekhnologii dobavili:

• Bluetooth Randomized RPA -- tekhnologiiu dlia povysheniia konfidentsial'nosti i energoeffektivnosti ustroistv.

3 noiabria 2025 goda vyshla spetsifikatsiia Bluetooth 6.2^[32], imeiushchaia novye i uluchshennye funktsii^[33]:

• Sokrashchionny zaderzhki podkliucheniia;
• Zashchita ot radiochastotnykh atak i spufinga;
• Uluchshena integratsiia Bluetooth LE Audio.

Vnedrenie podderzhki standarta v potrebitel'skie ustroistva ozhidaetsia ne ranee kontsa 2026 goda.

Bluetooth imeet mnogourovnevuiu arkhitekturu, sostoiashchuiu iz osnovnogo protokola, protokolov zameny kabelia, protokolov upravleniia telefoniei i zaimstvovannykh protokolov. Obiazatel'nymi protokolami dlia vsekh stekov Bluetooth iavliaiutsia: LMP, L2CAP i SDP. Krome togo, ustroistva, sviazyvaiushchiesia s Bluetooth, obychno ispol'zuiut protokoly HCI i RFCOMM.

LMP

Link Management Protocol ispol'zuetsia dlia ustanovleniia i upravleniia radiosoedineniem mezhdu dvumia ustroistvami. Realizuetsia kontrollerom Bluetooth.

HCI

Host/controller interface opredeliaet sviaz' mezhdu stekom khosta (to est' komp'iutera ili mobil'nogo ustroistva) i kontrollerom Bluetooth.

L2CAP

logical Link Control and Adaptation Protocol ispol'zuetsia dlia mul'tipleksirovaniia lokal'nykh soedinenii mezhdu dvumia ustroistvami, ispol'zuiushchimi razlichnye protokoly bolee vysokogo urovnia. Pozvoliaet fragmentirovat' i peresobirat' pakety.

SDP

Service Discovery Protocol pozvoliaet obnaruzhivat' uslugi, predostavliaemye drugimi ustroistvami, i opredeliat' ikh parametry.

RFCOMM

Radio Frequency Communications -- protokol zameny kabelia, sozdaiot virtual'nyi posledovatel'nyi potok dannykh i emuliruet upravliaiushchie signaly RS-232.

BNEP

Bluetooth Network Encapsulation Protocol ispol'zuetsia dlia peredachi dannykh iz drugikh stekov protokolov cherez kanal L2CAP. Primeniaetsia dlia peredachi IP-paketov v profile Personal Area Networking.

AVCTP

Audio/Video Control Transport Protocol ispol'zuetsia v profile Audio/Video Remote Control dlia peredachi komand po kanalu L2CAP.

AVDTP

Audio/Video Distribution Transport Protocol ispol'zuetsia v profile Advanced Audio Distribution dlia peredachi stereozvuka po kanalu L2CAP.

TCS

Telephony Control Protocol -- Binary -- protokol, opredeliaiushchii signaly upravleniia vyzovom dlia ustanovleniia golosovykh soedinenii i soedinenii dlia peredachi dannykh mezhdu ustroistvami Bluetooth. Ispol'zuetsia tol'ko v profile Cordless Telephony.

Zaimstvovannye protokoly vkliuchaiut v sebia: Point-to-Point Protocol (PPP), TCP/IP, UDP, Object Exchange Protocol (OBEX), Wireless Application Environment (WAE), Wireless Application Protocol (WAP).

Profil' -- nabor funktsii ili vozmozhnostei, dostupnykh dlia opredelionnogo ustroistva Bluetooth. Dlia sovmestnoi raboty Bluetooth-ustroistv neobkhodimo, chtoby vse oni podderzhivali obshchii profil'.

Nizheukazannye profili opredeleny i odobreny gruppoi razrabotki Bluetooth SIG^[34]:

• Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) -- razrabotan dlia peredachi dvukhkanal'nogo stereoaudiopotoka, naprimer, muzyki, k besprovodnoi garniture ili liubomu drugomu ustroistvu. Profil' polnost'iu podderzhivaet nizkokompressirovannyi kodek Sub_Band_Codec (SBC) i optsional'no -- inye kodeki.
• Audio/Video Remote Control Profile (AVRCP) -- razrabotan dlia upravleniia standartnymi funktsiiami televizorov, oborudovaniia Hi-Fi i prochego, to est' pozvoliaet sozdavat' ustroistva s funktsiiami distantsionnogo upravleniia. Mozhet ispol'zovat'sia v sviazke s profiliami A2DP ili VDP.
• Basic Imaging Profile (BIP) -- razrabotan dlia peresylki izobrazhenii mezhdu ustroistvami i vkliuchaet vozmozhnost' izmeneniia razmera izobrazheniia i konvertirovanie v podderzhivaemyi format prinimaiushchego ustroistva.
• Basic Printing Profile (BPP) -- pozvoliaet peresylat' tekst, soobshcheniia elektronnoi pochty, vCard i drugie elementy na printer. Profil' ne trebuet ot printera spetsificheskikh draiverov, chto vygodno otlichaet ego ot HCRP.
• Common ISDN Access Profile (CIP) -- dlia dostupa ustroistv k ISDN.
• Cordless Telephony Profile (CTP) -- profil' besprovodnoi telefonii.
• Device ID Profile (DIP) -- pozvoliaet identifitsirovat' klass ustroistva, proizvoditelia, versiiu produkta.
• Dial-up Networking Profile (DUN) -- protokol predostavliaet standartnyi dostup k Internetu ili k drugomu telefonnomu servisu cherez Bluetooth. Baziruetsia na SPP, vkliuchaet v sebia komandy PPP i AT, opredelionnye v spetsifikatsii ETSI 07.07.
• Fax Profile (FAX) -- predostavliaet interfeis mezhdu mobil'nym ili statsionarnym telefonom i PK, na kotorom ustanovleno programmnoe obespechenie dlia faksov. Podderzhivaet nabor AT-komand v stile ITU T.31 i/ili ITU T.32. Golosovoi zvonok ili peredacha dannykh profilem ne podderzhivaetsia.
• File Transfer Profile (FTP_profile) -- obespechivaet dostup k failovoi sisteme ustroistva. Vkliuchaet standartnyi nabor komand FTP, pozvoliaiushchii poluchat' spisok katalogov, izmeneniia katalogov, poluchat', peredavat' i udaliat' faily. V kachestve transporta ispol'zuetsia OBEX, baziruetsia na GOEP.
• General Audio/Video Distribution Profile (GAVDP) -- baza dlia A2DP i VDP.
• Generic Access Profile (GAP) -- baza dlia vsekh ostal'nykh profilei.
• Generic Object Exchange Profile (GOEP) -- baza dlia drugikh profilei peredachi dannykh, baziruetsia na OBEX.
• Hard Copy Cable Replacement Profile (HCRP) -- predostavliaet prostuiu al'ternativu kabel'nomu soedineniiu mezhdu ustroistvom i printerom. Minus profilia v tom, chto dlia printera neobkhodimy spetsifichnye draivera, chto delaet profil' neuniversal'nym.
• Hands-Free Profile (HFP) -- ispol'zuetsia dlia soedineniia besprovodnoi garnitury i telefona, peredaiot monozvuk v odnom kanale.
• Human Interface Device Profile (HID) -- obespechivaet podderzhku ustroistv s HID (Human Interface Device), takikh kak myshi, dzhoistiki, klaviatury i pr. Ispol'zuet medlennyi kanal, rabotaet na ponizhennoi moshchnosti.
• Headset Profile (HSP) -- ispol'zuetsia dlia soedineniia besprovodnoi garnitury (Headset) i telefona. Podderzhivaet minimal'nyi nabor AT-komand spetsifikatsii GSM 07.07 dlia vozmozhnosti sovershat' zvonki, otvechat' na zvonki, zavershat' zvonok, nastraivat' gromkost'. Cherez profil' Headset, pri nalichii Bluetooth 1.2 i vyshe, mozhno vyvodit' na garnituru vsio zvukovoe soprovozhdenie raboty telefona. Naprimer, proslushivat' na garniture vse signaly podtverzhdeniia operatsii, mp3-muzyku iz pleera, melodii zvonka, zvukovoi riad videorolikov. Garnitury, podderzhivaiushchie takoi profil', imeiut vozmozhnost' peredachi stereozvuka, v otlichie ot modelei, kotorye podderzhivaiut tol'ko profil' Hands-Free.
• Intercom Profile (ICP) -- obespechivaet golosovye zvonki mezhdu Bluetooth-sovmestimymi ustroistvami.
• LAN Access Profile (LAP) -- obespechivaet dostup Bluetooth-ustroistvam k vychislitel'nym setiam LAN, WAN ili Internet posredstvom drugogo Bluetooth-ustroistva, kotoroe imeet fizicheskoe podkliuchenie k etim setiam. Bluetooth-ustroistvo ispol'zuet PPP poverkh RFCOMM dlia ustanovki soedineniia. LAP takzhe dopuskaet sozdanie Bluetooth-setei ad-hoc.
• Object Push Profile (OPP) -- bazovyi profil' dlia peresylki <>, takikh kak izobrazheniia, virtual'nye vizitnye kartochki i dr. Peredachu dannykh initsiiruet otpravliaiushchee ustroistvo (klient), a ne priiomnoe (server).
• Personal Area Networking Profile (PAN) -- pozvoliaet ispol'zovat' protokol Bluetooth Network Encapsulation v kachestve transporta cherez Bluetooth-soedinenie.
• Phone Book Access Profile (PBAP) -- pozvoliaet obmenivat'sia zapisiami telefonnykh knig mezhdu ustroistvami.
• Serial Port Profile (SPP) -- baziruetsia na spetsifikatsii ETSI TS07.10 i ispol'zuet protokol RFCOMM. Profil' emuliruet posledovatel'nyi port, predostavliaia vozmozhnost' zameny standartnogo RS-232 besprovodnym soedineniem. Iavliaetsia bazovym dlia profilei DUN, FAX, HSP i AVRCP.
• Service Discovery Application Profile (SDAP) -- ispol'zuetsia dlia predostavleniia informatsii o profiliakh, kotorye ispol'zuet ustroistvo-server.
• SIM Access Profile (SAP, SIM) -- pozvoliaet poluchit' dostup k SIM-karte telefona, chto pozvoliaet ispol'zovat' odnu SIM-kartu dlia neskol'kikh ustroistv.
• Synchronisation Profile (SYNCH) -- pozvoliaet sinkhronizirovat' personal'nye dannye (PIM). Profil' zaimstvovan iz spetsifikatsii infrakrasnoi sviazi i adaptirovan gruppoi Bluetooth SIG.
• Video Distribution Profile (VDP) -- pozvoliaet peredavat' potokovoe video. Podderzhivaet H.263, standarty MPEG-4 Visual Simple Profile, H.263 profiles 3, profile 8 podderzhivaiutsia optsional'no i ne soderzhatsia v spetsifikatsii.
• Wireless Application Protocol Bearer (WAPB) -- protokol dlia organizatsii P-to-P (Point-to-Point) soedineniia cherez Bluetooth.

V iiune 2006 goda Avishai Vul^[35] i Ianiv Shaked opublikovali stat'iu^[36], soderzhashchuiu podrobnoe opisanie ataki na ustroistva Bluetooth. Material soderzhal opisanie kak aktivnoi, tak i passivnoi ataki, pozvoliaiushchei poluchit' PIN-kod ustroistva i zatem soedinit'sia s dannym ustroistvom. Passivnaia ataka pozvoliaet sootvetstvuiushche ekipirovannomu zloumyshlenniku <> (sniffing) protsess initsializatsii soedineniia i v dal'neishem ispol'zovat' poluchennye v rezul'tate proslushki i analiza dannye dlia ustanovleniia soedineniia (spoofing). Estestvenno, dlia provedeniia takoi ataki zloumyshlenniku nuzhno nakhodit'sia v neposredstvennoi blizosti i neposredstvenno v moment ustanovleniia sviazi. Eto ne vsegda vozmozhno. Poetomu rodilas' ideia aktivnoi ataki. Byla obnaruzhena vozmozhnost' otpravki v opredelionnyi moment osobogo soobshcheniia, pozvoliaiushchego nachat' protsess initsializatsii s ustroistvom zloumyshlennika. Obe protsedury vzloma dostatochno slozhny i vkliuchaiut neskol'ko etapov, osnovnoi iz kotorykh -- sbor paketov dannykh i ikh analiz. Sami ataki osnovany na uiazvimostiakh v mekhanizme autentifikatsii i sozdaniia kliucha-shifra mezhdu dvumia ustroistvami.

Initsializatsiei Bluetooth-soedineniia priniato nazyvat' protsess ustanovki sviazi. Ego mozhno razdelit' na tri etapa:

• generatsiia kliucha Kinit,
• generatsiia kliucha sviazi (on nosit nazvanie link key i oboznachaetsia kak Kab),
• autentifikatsiia.

Pervye dva punkta vkhodiat v tak nazyvaemuiu protseduru paringa.

Paring (pairing), ili sopriazhenie, -- protsess sviazi dvukh (ili bolee) ustroistv s tsel'iu sozdaniia obshchego sekretnogo znacheniia Kinit, kotoroe oni budut v dal'neishem ispol'zovat' pri obshchenii. V nekotorykh perevodakh ofitsial'nykh dokumentov po Bluetooth mozhno takzhe vstretit' termin <>. Pered nachalom protsedury sopriazheniia na obeikh storonakh neobkhodimo vvesti PIN-kod.

Kinit formiruetsia po algoritmu E22, kotoryi operiruet sleduiushchimi velichinami:

• BD_ADDR -- unikal'nyi MAC-adres Bluetooth-ustroistva dlinoi 48 bit;
• PIN-kod i ego dlina;
• IN_RAND -- sluchainaia 128-bitnaia velichina.

Dlia sozdaniia kliucha sviazi Kab ustroistva obmenivaiutsia 128-bitnymi slovami LK_RAND(A) i LK_RAND(B), generiruemymi sluchainym obrazom. Dalee sleduiut pobitovyi XOR s kliuchom initsializatsii Kinit i snova obmen poluchennym znacheniem. Zatem vychisliaetsia kliuch po algoritmu E21.

Dlia etogo neobkhodimy velichiny:

• BD_ADDR
• 128-bitnyi LK_RAND (kazhdoe ustroistvo khranit svoio i poluchennoe ot drugogo ustroistva znacheniia)

Na dannom etape pairing zakanchivaetsia i nachinaetsia poslednii etap initsializatsii Bluetooth -- Mutual authentication, ili vzaimnaia autentifikatsiia. Osnovana ona na skheme <>. Odno iz ustroistv stanovitsia verifikatorom, generiruet sluchainuiu velichinu AU_RAND(A) i posylaet ego sosednemu ustroistvu (v otkrytom vide), nazyvaemomu pred'iavitelem. Kak tol'ko pred'iavitel' poluchaet eto <>, nachinaetsia vychislenie velichiny SRES po algoritmu E1, i ona otpravliaetsia verifikatoru. Sosednee ustroistvo proizvodit analogichnye vychisleniia i proveriaet otvet pred'iavitelia. Esli SRES sovpali, to ustroistva meniaiutsia roliami i protsess povtoriaetsia zanovo.

E1-algoritm operiruet takimi velichinami:

• Sluchaino sozdannoe AU_RAND
• link key Kab
• Svoi sobstvennyi BD_ADDR

Esli zloumyshlenniku udalos' proslushat' efir, i vo vremia protsedury sopriazheniia on perekhvatil i sokhranil vse soobshcheniia, to dalee naiti PIN mozhno, ispol'zuia perebor.

Pervym, kto zametil etu uiazvimost', byl anglichanin Olli Vaitkhauz (Ollie Whitehouse) v aprele 2004 goda. On pervym predlozhil perekhvatit' soobshcheniia vo vremia sopriazheniia i popytat'sia vychislit' PIN metodom perebora, ispol'zuia poluchennuiu informatsiiu. Tem ne menee metod imeet odin sushchestvennyi nedostatok: ataku vozmozhno provesti tol'ko v sluchae, esli udalos' podslushat' vse autentifikatsionnye dannye. Drugimi slovami, esli zloumyshlennik nakhodilsia vne efira vo vremia nachala sopriazheniia ili zhe upustil kakuiu-to velichinu, to on ne smozhet prodolzhit' ataku.

Vulu i Shakedu udalos' naiti reshenie trudnostei, sviazannykh s atakoi Vaitkhauza. Byl razrabotan vtoroi tip ataki. Esli protsess sopriazheniia uzhe nachat i dannye upushcheny, provesti ataku nevozmozhno. No esli ustroistva uzhe uspeli sviazat'sia, sokhranili kliuch Kab i pristupili k vzaimnoi autentifikatsii, mozhno zastavit' ustroistva zanovo initsiirovat' protsess sopriazheniia, chtoby provesti vysheopisannuiu ataku na sopriazhenie.

Dannaia ataka trebuet otpravki nuzhnykh soobshchenii v nuzhnyi moment vremeni. Dostupnye v prodazhe standartnye ustroistva dlia etikh tselei ne podkhodiat.

Ispol'zovav liuboi iz etikh metodov, zloumyshlennik mozhet pristupit' k bazovoi atake na sopriazhenie. Takim obrazom, imeia v arsenale eti dve ataki, zloumyshlennik mozhet besprepiatstvenno pokhitit' PIN-kod. Dalee, imeia PIN-kod, on smozhet ustanovit' soedinenie s liubym iz etikh ustroistv. I stoit uchest', chto v bol'shinstve ustroistv bezopasnost' na urovne sluzhb, dostupnykh cherez Bluetooth, ne obespechivaetsia na dolzhnom urovne. Bol'shinstvo razrabotchikov delaet stavku imenno na bezopasnost' ustanovleniia sopriazheniia. Poetomu posledstviia deistvii zloumyshlennika mogut byt' razlichnymi: ot krazhi zapisnoi knizhki telefona do ustanovleniia iskhodiashchego vyzova s telefona zhertvy i ispol'zovaniia ego kak proslushivaiushchego ustroistva.

V protokole Bluetooth aktivno ispol'zuiutsia algoritmy E22, E21, E1, osnovannye na shifre SAFER+. Brius Shnaier podtverdil, chto uiazvimost' otnositsia k kriticheskim. Podbor PIN na praktike prekrasno rabotaet i mozhet byt' vypolnen v real'nom vremeni^[37]. Nizhe privedeny rezul'taty, poluchennye na Pentium 4 HT s chastotoi 3 GGts:

Dlina (znakov)	Vremia (sek)
4	0,063
5	0,75
6	7,609

Konkretnye realizatsii vysheopisannykh atak mogut rabotat' s razlichnoi skorost'iu. Sposobov optimizatsii mnozhestvo: osobye nastroiki kompiliatora, razlichnye realizatsii tsiklov, uslovii i arifmeticheskikh operatsii. Avishai Vul i Ianiv Shaked nashli sposob znachitel'no sokratit' vremia perebora PIN-koda.

Uvelichenie dliny PIN-koda ne iavliaetsia panatseei. Ot opisannykh atak mozhet chastichno zashchitit' tol'ko sopriazhenie ustroistv v bezopasnom meste, naprimer Bluetooth-garnitura ili avtomobil'noe handsfree-ustroistvo. Initsializatsiia sviazi (pri vkliuchenii) s dannymi ustroistvami mozhet proiskhodit' mnogokratno v techenie dnia, i ne vsegda u pol'zovatelia est' vozmozhnost' nakhodit'sia pri etom v zashchishchionnom meste.

Radius raboty ustroistv BT2 ne prevyshaet 16 m, dlia BT1 -- do 100 m (klass A). Eti chisla deklariruiutsia standartom dlia priamoi vidimosti, v real'nosti ne stoit ozhidat' raboty na rasstoianii bolee 10--20 m. Na praktike takoi distantsii dlia effektivnogo primeneniia atak nedostatochno. Poetomu eshchio do detal'noi prorabotki algoritmov ataki na Defcon-2004 publike byla predstavlena antenna-vintovka BlueSniper, razrabotannaia Dzhonnom Kheringtonom (John Herington). Ustroistvo podkliuchaetsia k portativnomu ustroistvu -- noutbuku/KPK i imeet dostatochnuiu napravlennost' i moshchnost' (effektivnaia rabota do 1,5 km).

Chastaia smena rabochego kanala FHSS v shirokom diapazone chastot daiot shans na sovmestnoe sushchestvovanie s drugimi protokolami. S vvedeniem adaptivnoi AFH situatsiia nemnogo uluchshilas'^[38].

Otladka i kontrol' sootvetstviia standartu oslozhniaetsia aktivnymi sosediami po diapazonu (naprimer Wi-Fi). Sushchestvuiut resheniia, pozvoliaiushchie dekodirovat' i otslezhivat' vse soedineniia odnovremenno vo vsekh 79 kanalakh Bluetooth.

• IEEE 802.15.4
• Stek Bluetooth
• Bliudzheking
• UWB
• Wi-Fi

• Sergei Asmakov. Interfeis Bluetooth: razberemsia s niuansami // Komp'iuterPress : zhurnal. -- 2013. -- 12 marta (No. 3 (279)). -- S. 34--36. -- ISSN 0868-6157.

• Bluetooth tutorial
• Spetsifikatsii (angl.)
• Bluetooth-bezopasnost'
• Bluetooth 2.0/EDR -- khorosho dodelannoe staroe
• Yaniv Shaked, Avishai Wool. Cracking the Bluetooth PIN
• NFC Forum

Istochnik -- https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Bluetooth&oldid=149814826

Kategorii:

• Bluetooth
• Radiosviaz'
• Besprovodnye seti
• Setevye standarty
• Umnyi dom
• Avtomatizatsiia

Skrytye kategorii:

• Vikipediia:Cite web (ne ukazan iazyk)
• Vikipediia:Cite web (zamenit' webcitation-arkhiv: deadlink no)
• Vikipediia:Stat'i s ispol'zovaniem aliasov iazykovykh kodov
• Stranitsy, ispol'zuiushchie volshebnye ssylki ISBN
• PRO:IT:Stat'i po alfavitu
• PRO:IT:Posledniaia pravka: v proshlom godu
• Vikipediia:Stat'i, trebuiushchie vneseniia iasnosti
• Vikipediia:Stat'i s shablonami nedostatkov po alfavitu
• Stat'i so ssylkami na Vikisklad