Bluetooth

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Logo Bluetooth

Bluetooth è una specifica industriale per reti personali senza fili (WPAN: Wireless Personal Area Network). Fornisce un metodo standard, economico e sicuro per scambiare informazioni tra dispositivi diversi attraverso una frequenza radio sicura a corto raggio. Bluetooth cerca i dispositivi entro un raggio di qualche decina di metri, tali dispositivi sono coperti dal segnale e li mette in comunicazione tra di loro. Questi dispositivi possono essere ad esempio palmari, telefoni cellulari, personal computer, portatili, stampanti, fotocamere digitali, console per videogiochi.

La specifica Bluetooth è stata sviluppata da Ericsson e in seguito formalizzata dalla Bluetooth Special Interest Group (SIG). SIG, la cui costituzione è stata formalmente annunciata il 20 maggio 1999, è un'associazione formata da Sony Ericsson, IBM, Intel, Toshiba, Nokia e altre società che si sono aggiunte come associate o come membri aggiunti.

Il nome è ispirato a Harald Blåtand, re Aroldo I di Danimarca ^[1], abile diplomatico che unì gli scandinavi introducendo nella regione il Cristianesimo e conosciuto con il soprannome di Dente blu poiché ghiotto di mirtilli. Gli inventori della tecnologia devono aver ritenuto che fosse un nome adatto per un protocollo capace di mettere in comunicazione dispositivi diversi (così come il re unì i popoli della penisola scandinava con la religione).

Il logo della tecnologia unisce infatti le rune nordiche (Hagall) e (Berkanan), analoghe alle moderne H e B. È probabile che l'Harald Blåtand a cui si deve l'ispirazione sia quello ritratto nel libro The Long Ships di Frans Gunnar Bengtsson, un best-seller svedese ispirato alla storia vichinga.

Indice

1 Informazioni generali
- 1.1 Classi dei dispositivi
2 Caratteristiche suddivise per versione
3 Sicurezza
4 Profili Bluetooth
5 Ulteriori sviluppi tecnologici
6 Note
7 Voci correlate
8 Collegamenti esterni

[modifica] Informazioni generali

Auricolare Bluetooth

Questo standard è stato progettato con l'obiettivo primario di ottenere bassi consumi, un corto raggio di azione (da 1 a 100 metri) e un basso costo di produzione per i dispositivi compatibili.

Lo standard doveva consentire il collegamento wireless tra periferiche come stampanti, tastiere, telefoni, microfoni, ecc, a computer o PDA o tra PDA e PDA. Attualmente più di un miliardo di dispositivi montano un'interfaccia Bluetooth^[2].

I telefoni cellulari che integrano chip Bluetooth sono venduti in milioni di esemplari e sono abilitati a riconoscere e utilizzare periferiche Bluetooth in modo da svincolarsi dei cavi. BMW è stato il primo produttore di autoveicoli a integrare tecnologia Bluetooth nelle sue automobili in modo da consentire ai guidatori di rispondere al proprio telefono cellulare senza dover staccare le mani dal volante. Attualmente molti altri produttori di autoveicoli forniscono di serie o in opzione vivavoce Bluetooth che integrati con l'autoradio dell'automobile permettono di utilizzare il cellulare mantenendo le mani sul volante a quindi aumentando la sicurezza della guida.

Adattatore Bluetooth USB per computer

Comunque lo standard include anche comunicazioni a lunga distanza tra dispositivi per realizzare delle LAN wireless. Ogni dispositivo Bluetooth è in grado di gestire simultaneamente la comunicazione con altri 7 dispositivi sebbene essendo un collegamento di tipo master slave solo un dispositivo per volta può comunicare con il server. Questa rete minimale viene chiamata piconet. Le specifiche Bluetooth consentono di collegare due piconet in modo da espandere la rete. Tale rete viene chiamata scatternet. Dispositivi in grado di gestire due piconet e quindi in grado di fare da ponte tra le due reti dovrebbero apparire nei prossimi due anni. Ogni dispositivo Bluetooth è configurabile per cercare costantemente altri dispositivi e per collegarsi a questi. Può essere impostata una password per motivi di sicurezza se lo si ritiene necessario.

Il protocollo Bluetooth lavora nelle frequenze libere di 2,45 Ghz. Per ridurre le interferenze il protocollo divide la banda in 79 canali e provvede a commutare tra i vari canali 1600 volte al secondo. La versione 1.1 e 1.2 del Bluetooth gestisce velocità di trasferimento fino a 723,1 kbit/s. La versione 2.0 gestisce una modalità ad alta velocità che consente fino a 3 Mbit/s. Questa modalità però aumenta la potenza assorbita. La nuova versione utilizza segnali più brevi e quindi riesce a dimezzare la potenza richiesta rispetto al Bluetooth 1.2 (a parità di traffico inviato).

Bluetooth non è uno standard comparabile con il Wi-Fi dato che questo è un protocollo nato per fornire elevate velocità di trasmissione con un raggio maggiore, a costo di una maggior potenza dissipata e di un hardware molto più costoso. Infatti il Bluetooth crea una personal area network (PAN) mentre il Wi-FI crea una local area network. Il Bluetooth può essere paragonato al bus USB mentre il Wi-FI può essere paragonato allo standard ethernet.

Molti adattatori Bluetooth sono disponibili in commercio, alcuni includono anche una porta IrDA.

[modifica] Classi dei dispositivi

I dispositivi dotati di Bluetooth si dividono in 3 classi:

Classe	Potenza (mW)	Potenza (dBm)	Distanza (Approssimativa)
Classe 1	100 mW	20 dBm	~ 100 metri
Classe 2	2,5 mW	4 dBm	~ 10 metri
Classe 3	1 mW	0 dBm	~ 1 metro

[modifica] Caratteristiche suddivise per versione

[modifica] Bluetooth 1.0 e 1.0B

Le versione 1.0 e 1.0B sono afflitte da molti problemi e spesso i prodotti di un costruttore hanno grosse difficoltà nel comunicare con il prodotto di un'altra società. Tra lo standard 1.0 e 1.0B vi sono state delle modifiche nel processo di verifica dell'indirizzo fisico associato a ogni dispositivo Bluetooth. Il vecchio metodo rendeva impossibile rimanere anonimi durante la comunicazione e quindi un utente malevole dotato di uno scanner di frequenze poteva intercettare eventuali informazioni confidenziali. La versione B apportò anche delle modifiche alla gestione dell'ambiente Bluetooth in modo da migliorare l'interoperabilità.

[modifica] Bluetooth 1.1

La versione 1.1 risolve errori introdotti nella versione 1.0B e permette la comunicazione su canali non cifrati.

[modifica] Bluetooth 1.2

Questa versione è compatibile con la precedente 1.1 e aggiunge le seguenti novità:

Adaptive Frequency Hopping (AFH), questa tecnica fornisce maggior resistenza alle interferenze elettromagnetiche, provvedendo a evitare di utilizzare i canali soggetti a forti interferenze.
Fornisce una modalità di trasmissione a alta velocità.
extended Synchronous Connections (eSCO), fornisce una modalità di trasmissione audio a alta qualità, in caso di perdita dei dati questi vengono ritrasmessi per migliorare la qualità audio.
Rilevatore della qualità del segnale
Fornisce un interfaccia per gestire fino a tre UART
Accesso alle informazioni di sincronizzazione per le applicazioni Bluetooth

[modifica] Bluetooth 2.0

La nuova versione è retrocompatibile con tutte le precedenti versioni e offre i seguenti miglioramenti:

Evita di saltare tra i canali per ragioni di sicurezza. Commutare tra i canali per aumentare la sicurezza non è una buona strategia, risulta relativamente semplice controllare tutte le frequenze simultaneamente, la nuova versione del Bluetooth utilizza la crittografia per garantire l'anonimato.
Supporta le trasmissioni multicast/broadcast, consente la trasmissione di elevati flussi di dati senza controllo degli errori a più dispositivi simultaneamente.
Enhanced Data Rate (EDR) porta la velocità di trasmissione fino a 3 Mbit/s^[3].
Include una gestione della qualità del servizio.
Protocollo per l'accesso a dispositivi condivisi.
Tempi di risposta notevolmente ridotti
Dimezzamento della potenza utilizzata grazie all'utilizzo di segnali radio di minore potenza.

[modifica] Il futuro del Bluetooth

La versione successiva del Bluetooth, chiamata in codice Lisbon, prevede l’arricchimento di caratteristiche per aumentare la sicurezza, l’usabilità e il valore del Bluetooth. Sono stati definiti i seguenti punti di sviluppo:

Atomic Encryption Change – permette un cambio di password periodico per collegamenti criptati, incrementando così la sicurezza.
Extended Inquiry Response – provvede più informazioni durante la procedura di richiesta in modo da permettere un miglior filtraggio dei dispositivi prima di effettuare la connessione. Queste informazioni includono il nome del dispositivo, una lista di servizi e altro.
Sniff Subrating – riduce il consumo di potenza quando i dispositivi sono nello stato di sniff, particolarmente sui collegamenti con flussi di dati asimmetrici. Le Human Interface Devices (HID) beneficeranno di questo profilo potendo incrementare la carica della batteria di mouse e tastiera da 3 a 10 volte l’attuale standard.
Miglioramenti nel QoS – permetterà a dati audio e video di essere trasmessi con qualità superiore.
Simple Pairing – miglioramento nel controllo dei bit attraverso parità per motivi di sicurezza.

Questa versione è stata presentata in preversione a marzo del 2007 e si prevede che venga standardizzata in un tempo compreso tra i tre e i sei mesi.^[4]

La versione successiva a Lisbon è stata denominata Seattle. La più importante innovazione è l’apertura a Ultra wideband (UWB) che permetterà una velocità di trasferimento più elevata.

[modifica] Sicurezza

Nel Novembre del 2003 Ben e Adam Laurie di A.L. Digital Ltd. scoprirono delle falle di sicurezza nel protocollo Bluetooth. Queste falle consentivano l'accesso a dati personali da parte di un estraneo. È da segnalare che i difetti riguardavano alcune pessime implementazioni del protocollo e non affliggevano tutti i dispositivi Bluetooth.

In un esperimento successivo, Martin Herfurt del trifinite.group ha dimostrato durante il CeBIT quanto era importante il problema della sicurezza. Utilizzando un nuovo tipo di attacco chiamato BlueBug è riuscito a forzare alcuni dispositivi.

Nell'aprile del 2004 l'esperto di sicurezza @Stake rivelò la possibilità di forzare il Bluetooth e di accedere a una serie di dati personali. Il suo attacco si era basato su un'analisi del dispositivo Bluetooth che gli aveva permesso di recuperare il codice utilizzato per cifrare la trasmissione dei dati.

Nell'agosto del 2004 durante il world-record-setting experiment è stato dimostrato che è possibile intercettare il segnale Bluetooth anche a un miglio di distanza utilizzando un'antenna direzionale ad elevato guadagno e bassissima distorsione. Questo estende significativamente il possibile raggio di azione di un potenziale aggressore.

Bluetooth utilizza l'algoritmo SAFER+ (Secure And Fast Encryption Routine) per autenticare i dispositivi e per generare la chiave utilizzata per cifrare i dati.

[modifica] Profili Bluetooth

Per facilitare l'utilizzo dei dispositivi Bluetooth sono stati definiti una serie di profili, questi profili identificano una serie di possibili applicazioni. Sono stati definiti i seguenti profili.

Generic Access Profile (GAP)
Service Discovery Application Profile (SDAP)
Cordless Telephony Profile (CTP)
Intercom Profile (IP)
Serial Port Profile (SPP)
Headset Profile (HSP)
Dial-up Networking Profile (DUNP)
Fax Profile
LAN Access Profile (LAP)
Generic Object Exchange Profile (GOEP)
Object Push Profile (OPP)
File Transfer Profile (FTP)
Synchronisation Profile (SP)

Questi profili sono utilizzati per sincronizzare i Personal Information Manager (PIM). Originariamente erano previsti per le reti a infrarossi IrDA ma in seguito il Bluetooth SIG ha deciso di includerli nelle sue specifiche per facilitare la sincronizzazione tra i vari dispositivi dell'utente. Vengono usualmente definiti IrMC Synchronization.

Hands-Free Profile (HFP)
Human Interface Device Profile (HID)
Hard Copy Replacement Profile (HCRP)
Basic Imaging Profile (BIP)
Personal Area Networking Profile (PAN)
Basic Printing Profile (BPP)
Advanced Audio Distribution Profile (A2DP)
Audio Video Remote Control Profile (AVRCP)
SIM Access Profile (SAP)

La compatibilità dei prodotti con i vari profili può essere verificata sul sito Bluetooth Qualification website.

[modifica] Ulteriori sviluppi tecnologici

Due sono gli sviluppi di maggiore interesse: Voice over IP (VoIP) e Ultra wideband (UWB).

La tecnologia Bluetooth costituisce parte fondamentale nello sviluppo del VoIP. Oggi viene già impiegata nei microfoni usati come estensioni wireless dei sistemi audio dei cellulari e dei PC. Dato l’incremento in popolarità e nell’uso del VoIP, il Bluetooth potrebbe essere utilizzato nei telefoni cordless e cellulari per la connessione a Internet per effettuare una chiamata VoIP.

Nel Marzo 2006 il SIG ha annunciato l’intenzione di lavorare insieme ai produttori del UWB per sviluppare la futura generazione di Bluetooth che usi lo standard e la velocità della tecnologia UWB. Questo permetterà l’uso dei profili su UWB consentendo un trasferimento dati molto veloce ottimo per la sincronizzazione, il VoIP e le applicazioni video e audio, con un consumo di potenza allo stato estremamente ridotto quando il dispositivo è inattivo.

Recentemente Nokia ha annunciato anche una nuova tecnologia wireless, chiamata Wibree, che ha un consumo inferiore di energia.