Camada de banda base - segurança

Transcrição

1 Camada de banda base - segurança Autenticação Privacidade Criptografia Gerenciamento de chaves

2 Camada de banda base - privacidade Criptografia usada na carga útil dos dados Carga útil encriptada após a inclusão dos bits de CRC e antes da codificação FEC Mestre A envia um número aleatório (EN_RAND A ) em texto claro para um escravo B Número é trocado toda vez que uma chave de encriptação (K C ) é modificada

3 Camada de banda base - segurança Para cada transmissão de um quadro Nova chave (K cipher ) é utilizada Gerada através de uma combinação complexa de EN_RAND A Endereço do mestre (BD_ADDR A ) Valor do relógio (clock A ) Número do slot Chave K C K cipher é passada para o algoritmo de criptografia E 0 que produz um fluxo contínuo de bits Esse fluxo e a carga útil passam por ou-exclusivo bit-abit e o resultado é transmitido

4 Camada de banda base - segurança Na recepção Com os valores de EN_RAND A Endereço do mestre BD_ADDR A Valor do relógio Chave K C é gerada a chave K cipher K cipher junto com o fluxo recebido passam por um ouexclusivo bit-a-bit texto em claro é obtido

5 Camada de banda base Estabelecimento e manutenção dos enlaces Diversas fases Standby Investigação Negociação Connection

6 Bluetooth - estabelecimento de conexões Standby Estado inicial Somente o relógio nativo está em operação

7 Bluetooth - estabelecimento de conexões Investigação Para descobrir os dispositivos em sua proximidade Usa uma sequência universal de saltos de frequência Quem inicia o procedimento de investigação torna-se o mestre da piconet Dispositivos trocam BD_ADDRs e relógios

8 Bluetooth - estabelecimento de conexões Investigação (cont.) Procedimento Potencial mestre transmite um quadro ID com o código de acesso de investigação (IAC) Isso ocorre no estado inquiry De tempos em tempos, dispositivos passam do standby para o inquiry para ver se foram transmitidos quadros ID Dispositivo recebe o quadro Entra no estado inquiry response Retorna um quadro FHS contendo informação de endereço (BD_ADDR) e temporização (relógio) Passa para o estado page scan

9 Bluetooth - estabelecimento de conexões Negociação Unidade sabe a identidade do dispositivo ao qual quer se conectar Sequência de saltos é estabelecida por cada par de dispositivos Negociação de canal

10 Bluetooth - estabelecimento de conexões Negociação (cont.) Procedimento Mestre usa o endereço do escravo para calcular uma sequência de saltos para negociação Mestre envia um quadro ID com o código de acesso de dispositivo (DAC) do escravo Escravo responde com o mesmo quadro ID com DAC Mestre responde com quadro FHS Contém o endereço e o relógio Escravo confirma a recepção com um quadro ID com DAC Escravo muda para o estado connection Passa a utilizar a sequência de saltos determinada pelo mestre

11 Bluetooth - connection Estado connection possui diversos modos Active Sniff Hold Park

12 Bluetooth - modos do estado connection Active Participa da piconet Ouve, transmite e recebe quadros Sniff Economia de energia Dorme durante um intervalo predefinido e acorda periodicamente Somente escuta em slots específicos

13 Bluetooth - modos do estado connection Hold Maior economia de energia do que o modo sniff Entra em baixo consumo por um intervalo fixo de tempo Duração negociada com o mestre Não tem suporte para o enlace ACL Ainda pode participar de trocas em enlaces SCOs Park Maior economia de energia do que o modo hold Não participa da piconet Libera o endereço temporário Permanece sincronizado à piconet Para uma possível reativação futura

14 Camada física Banda ISM de 2,4 GHz Regulamentações especificam Espalhamento da energia do sinal transmitido Potência máxima permitida de transmissão

15 Camada física Potência de transmissão associada a classes Classe 1 Potência máxima de saída de 100 mw Alcance típico de 100 m Controle de potência obrigatório Classe 2 Potência máxima de saída de 2,4 mw Alcance típico de 10 m Controle de potência opcional Classe 3 Potência máxima de saída de 1 mw Alcance típico de 1 m Controle de potência opcional

16 Camada física Banda dividida em 79 canais de 1 MHz Modulação GFSK Usa FHSS 1 bit de dados 1 símbolo Taxa física de 1 Mbps Taxa de saltos de 1600 saltos/s Provê resistência a interferências e ao efeito de múltiplos caminhos Serve como uma forma de acesso múltiplo entre dispositivos em diferentes piconets

17 Camada física Usa FHSS (cont.) Mestre e escravos de uma piconet saltam periodicamente de um canal para outro Em uma sequência pseudo-aleatória Mestre dita a sequência de saltos Definida pela identidade do mestre Relógio do mestre define a fase dentro da sequência Escravos adicionam as diferenças de tempo (time offsets) a seus relógios para se sincronizarem na sequência Podem haver colisões entre diferentes piconets Caso usem a mesma frequência ao mesmo tempo

18 Bluetooth 1.2 Compatível com a versão 1.1 Introduz algumas alterações Novo tipo de enlace chamado esco (extended SCO) Outras na camada física esco Permite retransmissão dos quadros em slots que seguem os slots reservados Provê suporte a combinações mais flexíveis de Tipos de quadros Conteúdo dos dados dos quadros Número de slots maior diversidade nas taxas binárias síncronas providas

19 Bluetooth 1.2 Camada física FHSS adaptativo Aumenta a resistência a interferências de RF Pela não utilização de determinadas frequências muito usadas por dispositivos interferentes Alterações maiores taxas de transmissão são obtidas na prática IEEE revisou o padrão IEEE em 2005 Considerando essas modificações

20 Bluetooth 2.0 Compatível com as versões 1.x Principal modificação introdução de um mecanismo chamado EDR Enhanced Data Rate Permite que sejam alcançadas taxas de até 3 Mbps Inclui novos tipos de quadros Usam modulações até 8-DPSK na carga útil Aumentam a taxa de transmissão em três vezes

21 Bluetooth 2.1 Modificações em Segurança Economia de energia

22 Bluetooth 3.0 Aumento na taxa de dados para 24 Mbps Uso de rádio IEEE na fase de transmissão de dados Uso de rádio Bluetooth na fase de estabelecimento de enlace

23 Bluetooth 4.0 Voltado para baixo uso de energia Dispositivos consomem uma fração da energia usada por dispositivos Bluetooth clássicos (versão até 2.1) Principais modificações Menor ciclo de operação Canais Técnica de espalhamento Especificação contém três normas em uma Bluetooth clássico Bluetooth de alta velocidade (versão 3.0) Bluetooth de baixa energia

24 Bluetooth 4.0 Normas podem ser usadas juntas ou separadas em diferentes dispositivos

25 Bibliografia Stallings Capítulo 15 Tanenbaum Capítulos 1 e 4 J. C. Haartsen, The Bluetooth Radio System, IEEE Personal Communications, fevereiro de 2000 M. Miller, Descobrindo Bluetooth, Campus, 2001