Инициализация bluetooth-соединения

 

Инициализацией, касательно bluetooth, принято называть процесс установки связи. Её можно разделить на три этапа:

 

· Генерация ключа Kinit

· Генерация ключа связи (он носит название link key и обозначается, как Kab)

· Аутентификация

 

Первые два пункта входят в так называемую процедуру паринга.

Паринг (PAIRING) — или сопряжение. Процесс связи двух (или более) устройств с целью создания единой секретной величины Kinit, которую они будут в дальнейшем использовать при общении. В некоторых переводах официальных документов по bluetooth можно также встретить термин «подгонка пары».

Перед началом процедуры сопряжения на обеих сторонах необходимо ввести PIN-код. Обычная ситуация: два человека хотят связать свои телефоны и заранее договариваются о PIN-коде.

Для простоты будем рассматривать ситуацию с двумя устройствами.

Далее соединяющиеся устройства будут обозначаться A и B, более того, одно из устройств при сопряжении становится главным (Master), а второе — ведомым (Slave). Будем считать устройство A главным, а B — ведомым. Создание ключа Kinit начинается сразу после того, как были введены PIN-коды.

Kinit формируется по алгоритму E22, который оперирует следующими величинами:

· BD_ADDR — уникальный MAC адрес BT-устройства. Длина 48 бит (аналог IP-адреса сетевой карты PC)

· PIN-код и его длина

· IN_RAND. Случайная 128-битная величина

 

На выходе E22 алгоритма получаем 128-битное слово, именуемое Kinit. Число IN_RAND отсылается устройством A в чистом виде. В случае, если PIN неизменяем для этого устройства, то при формировании Kinit используется BD_ADDR, полученное от другого устройства. В случае если у обоих устройств изменяемые PIN-коды, будет использован BD_ADDR(B) — адрес slave-устройства. Первый шаг сопряжения пройден. За ним следует создание Kab. После его формирования Kinit исключается из использования.

Для создания ключа связи Kab устройства обмениваются 128-битными словами LK_RAND(A) и LK_RAND(B), генерируемыми случайным образом. Далее следует побитовый XOR с ключом инициализации Kinit. И снова обмен полученным значением. Затем следует вычисление ключа по алгоритму E21.

Для этого необходимы величины:

· BD_ADDR

· 128-битный LK_RAND (каждое устройство хранит своё и полученное от другого устройства значения)

 

На данном этапе pairing заканчивается и начинается последний этап инициализации bluetooth — Mutual authentication или взаимная аутентификация. Основана она на схеме «запрос-ответ». Одно из устройств становится верификатором, генерирует случайную величину AU_RAND(A) и засылает его соседнему устройству (в plain text), называемому предъявителем (claimant — в оригинальной документации). Как только предъявитель получает это «слово», начинается вычисление величины SRES по алгоритму E1, и она отправляется верификатору. Соседнее устройство производит аналогичные вычисления и проверяет ответ предъявителя. Если SRES совпали, то, значит, всё хорошо, и теперь устройства меняются ролями, таким образом процесс повторяется заново.

E1-алгоритм оперирует такими величинами:

· Случайно созданное AU_RAND

· link key Kab

· Свой собственный BD_ADDR

 

Аналоги

IrDA

 

Infrared Data Association — IrDA, ИК-порт, Инфракрасный порт — группа стандартов, описывающая протоколы физического и логического уровня передачи данных с использованием инфракрасного диапазона световых волн в качестве носителя.

IrDA работает по принципу «point-to-point», в то время как технология Bluetooth способна работать по принципу «point-to-multipoint».

Также ИК-порт имеет узкий угол охвата (конус 30 градусов), радиус действия до одного метра, что естественно уступает параметрам Bluetooth.

 

Wi-Fi

 

Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность») — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11.

 

1) Область применения

 

Wi-Fi – стандарт, основным назначением которого является избавление от лишних проводов – в офисных помещениях и дома при построении локальных сетей.

В домашних условиях использование Wi-Fi помогает быстро создать эффективную сеть, в офисе – сократить расходы на построение сети за счет экономии на прокладке проводов.

Bluetooth – создавался как стандарт беспроводной передачи данных между 2-мя устройствами – мобильными телефонами, КПК или компьютерами (в любом сочетании).

 

2) Эффективный радиус действия

 

Радиус действия точки доступа Wi-Fi на открытом воздухе составляет около 300 метров, радиус действия у устройств стандарта Bluetooth – около 30 метров.

 

3) Стандарт

 

Устройства Wi-fi работают согласно стандартам 802.11 b/g/n/, устройства Bluetooth – согласно собственных стандартов Bluetooth 1.0 и Bluetooth 2.0.

 

 

4) Установка и настройка.

 

Устройства Bluetooth не требуют никакого конфигурирования после установки, так как работа устройств этого стандарта крайне проста, к тому же в отличие от Wi-Fi для установки связи между двумя Bluetooth адаптерами не требуется 3-е звено в виде маршрутизатора. Чтобы начать передачу данных, достаточно расположить 2 устройства стандарта Bluetooth в радиусе действия друг друга.

Wi- Fi же требует наличия обязательного наличия точки доступа или маршрутизатора. К тому же требуется настройка параметров беспроводной сети.

 

5) Тип сети

 

Wi-Fi используется для создания беспроводной локальной сети (WLAN), в которой может быть большое количество различных устройств.

В случае же с Bluetooth – вы можете создать лишь так называемую персональную сеть (PAN), ограниченную 2-мя устройствами.

 

6) Скорость передачи данных

 

Еще одно различие состоит в том, что устройства Bluetooth имеют более низкую скорость работы, нежели устройства на базе Wi-Fi.

0.8 мегабит в секунду у Bluetooth и до 108 мегабит в секунду у Wi-Fi