Bluetooth

Bluetooth on standardiseeritud protokollil põhinev traadita side tehnoloogia, mis võimaldab andmeedastust telefonide, arvutite ja muude nutiseadmete vahel üle lühikeste vahemaade. 1998. aastal asutatud Bluetooth Special Interest Group (SIG) vastutas standardi loomise eest ja juhib ka praegu spetsifikatsioonide arendust. Esimesed Bluetooth spetsifikatsioonile vastavad tooted jõudsid turule 2000. aasta teises pooles, muutudes järjest levinumaks traadita ühenduse protokolliks.

Bluetoothi logo

Järjest enam pead tõstev nutistu (inglise keeles Internet of Things) maailm tekitas vajaduse sideühenduse järele, mis oleks võimalikult energiasäästlik. Aastal 2010 tutvustas SIG Bluetooth Low Energy (BLE) protokolli kui ühe Bluetooth 4.0 spetsifikatsioonidest. Selle protokolli peamiseks tunnusjooneks sai oluliselt madalam energiatarve kui seni turul eksisteerinud Bluetooth Classic versioonidel. Prognooside kohaselt on aastaks 2021 internetiga ühendatud 48 miljardit seadet, millest 30% sisaldavad Bluetoothi tehnoloogiat.

Juulis 2016 tõi Bluetooth SIG turule Bluetooth 5, mis on Bluetooth 4.2 järeltulija ja seab samuti fookusesse peamiselt IoT seadmed. Uus spetsifikatsioon lubab kahekordistada andmeedastuskiirust, neljakordistada leviala ning kaheksakordistada andmete leviedastust, suurendamata seejuures seadmete energiatarvet. Kuigi Bluetooth 5 on ühilduv kõigi varasemate Bluetoothi versioonidega, on uusi lahendusi võimalik kasutada ainult nende seadmete vahel, mis vastavad ettenähtud spetsifikatsioonile.

Esimese osa Bluetoothi traadita side tehnoloogiast töötasid välja Hollandi professor Jaap Haartsen ja rootslane Sven Mattisson. Algselt oli see mõeldud firmale Ericsson. Teised osad töötasid välja peamiselt firmad Nokia ja Intel.

Bluetoothi tööpõhimõte

Scatternet

Bluetooth põhineb raadioside standardil IEEE 802.15.1 ja töötab sagedusel 2,400 kuni 2,485 GHz. Signaaliedastus kahe seadme vahel käib kohanduva sagedushüplemise teel, kus kasutatav sagedus on jaotatud kanaliteks ning sideseansi kestel muudetakse pidevalt kanaleid, vältides neid, mis on eriti mürarikkad. Sageduse muutmise järjekord on teada nii saatjale kui vastuvõtjale. Andmeid edastatakse andmepakettidena. Kanalid on jagatud ajaühikuteks nimega ajapilu (inglise time slot). Paketid on paigutatud nendesse piludesse. Hüppamine toimub pakettide saatmise ja vastuvõtmise vahel. Andmevahetus seadmete vahel käib üle traadita personaalvõrgu (inglise Personal Area Network), lühidalt piconet. Piconet võib koosneda mitmest seadmest, tüüpiliselt ühest kesksest seadmest (inglise central), millel on suurem arvutusvõime, ja mitmest perifeeriaseadmest (inglise peripheral). Selleks, et andmevahetus saaks toimuda, peab andmeid edastada sooviv seade saatma välja reklaamipaketi (inglise Advertisment Packet). Keskne seade, mis soovib need andmed kätte saada, algatab ühenduse, saates perifeersele seadmele vastava andmepaketi, mis muuhulgas sisaldab hüppemustrit ja andmeedastuse intervalli. Pärast seda, kui ühendus on loodud, muutub andmesaaja ülemaks (inglise master) ja andmete edastaja alluvaks (inglise slave) ning andmevahetus võib toimuda kahesuunaliselt. Andmevahetus saab toimuda ainult ülema ja alluva vahel. Alluv saab olla korraga ühenduses ainult ühe ülemaga ning kaks alluvat omavahel suhelda ei saa isegi siis, kui nad asuvad samas piconetis. Samas võib iga seade olla korraga mitmes piconetis olles ühes alluv ja teises ülem. Mitu piconetti omavahel moodustavad scatterneti. Tööjaotus alluva ja ülema vahel on asünkroonne, mis tähendab, et enamuse tööst teeb ära ülemus, mis võimaldab alluval säästa ressurssi.

Andmevahetus on võimalik ka ilma ühendust loomata ehk ühesuunaliselt. Selleks peab andmete edastaja (inglise broadcaster), kes on võimeline ennast reklaamima, kuid pole võimeline ühendust looma, saatma välja reklaamipakette, mida korjab üles vaatleja (inglise observer), kes on võimeline neid pakette töötlema, kuid samuti ei alusta ühendusprotsessi. Reklaamipakett sisaldab sellisel juhul andmeid, mida edastaja tahab jagada.

Spetsifikatsioon

Kaks korda kiirem

Bluetooth on tarkvaraliselt realiseeritud kihiline protokollistik (inglise Full Protocol Stack'), mis tagab võrgufunktsioonide täitmise. Iga järgmine protokollikiht kasutab allpool olevat kihti ja teenindab ülalpool asuvat kihti. Peamised muudatused seatud eesmärkide saavutamiseks toimusid füüsilises ehk raadiosignaali kihis (inglise physical layer), lühendatult PHY's. Tegemist on protokollpinu kõige alumise kihiga. Bluetooth 5 pakub kolme variatsiooni PHY’ist. Iga PHY omab kindlaid omadusi, mis on välja töötatud selleks, et täita kindlat tööülesannet. LE 1M oli kasutusele võetud juba Bluetooth 4.0-s. Kasutades Gaussi digitaal-sagedusmodulatsiooni (GFSK), on andmeedastuskiiruseks saavutatud 1 Ms/s (megasümbol sekundis) ehk 1 Mbit/s. LE 2M võimaldab edastada kuni 2 Ms/s ehk 2 Mbit/s.

Neli korda suurem leviala

Bluetooth 4 leviala on keskmiselt 50 meetrit olenevalt keskkonnast, kui realistlikult piirdub 10 meetriga. LE Coded PHY võimaldab leviala suurendada kuni neli korda, suurendamata selleks kuluvat võimsust. Põhiliseks probleemiks leviala suurendamisel on edastatavate andmete eristamine taustamürast. Enne edastamist kodeeritakse andmed binaarseks signaaliks. Mida lähedasem on müra sagedus saadud signaali sagedusele, seda suurema tõenäosusega dekodeeritakse vastuvõtul signaal valesti. Mida kaugemal on signaali saatja vastuvõtjast, seda nõrgem on signaal ja vea tekkimise tõenäosus suurem. Ennetav veaparandus (inglise Forward Error Correction) on meetod, kus muudetakse bittide arvu kas kahekordseks (S = 2) või neljakordseks (S = 8). Kui vastuvõetavas signaalis on viga, siis kasutatakse neid lisabitte vea parandamiseks. Olenevalt valitud skeemist suureneb ka leviala vastavalt kaks või neli korda. Oluline on meeles pidada, et korraga ei ole võimalik saavutada kiiret andmeedastust ja suurt leviala. Üks ohverdatakse teise kasuks.

Muudatused Host Controller Intreface-is (HCI) võimaldavad andmeedastuse algatajal ise otsustada, millist PHY-d ta soovib kasutada eeldusel, et andmeedastajal on olemas vastav PHY.

Kolme PHY võrdlustabel

	LE 1M	LE 2M	LE Coded S=2	LE Coded S=8
Andmekiirus	1Mbit/s	2Mbit/s	500 Kbit/s	125 Kbit/s
Veaparandus	Pole	Pole	FEC	FEC
Leviala kordaja	1	0.8	2	4
Olemasolu seadmes	Kohustuslik	Valikuline	Valikuline	Valikuline

Kaheksa korda suurem andmete läbilaskevõime

Bluetooth 5 võimaldab seadmetel saata välja reklaamipakette, mis on kuni 8 korda suuremad, kui olid seda Bluetooth 4 reklaamipaketid. Reklaamipakett on andmepakett, mida seade saadab välja fikseeritud intervalli tagant kindlaks määratud aja jooksul. Reklaamid võivad olla nii ühenduvad (inglise connectable) kui ka ühendumatud, skaneeritavad või mitteskaneeritavad, suunatud (inglise directed) kindlale seadmele, või mittesuunatud.

Bluetooth 5-s on kasutusel 40 kanalit ja kanali laius on 2 MHz. Nendest kolm, kanalid 37, 38 ja 39 on kasutusel ainult reklaamimiseks. Ülejäänud kanaleid (0–36) kasutatakse andmeedastuseks pärast ühenduse loomist. Reklaamipaketi suurus on 37 baiti. Bluetoothi majakate (inglise beacon) ehk väikeste traadita transmitterite turuletulekuga 2013. aastal muutus oluliseks, et majakas suudaks edastada tema läheduses olevale nutiseadmele võimalikult suure hulga andmeid ilma ühendust loomata. Advertising extention võimaldab välja saata kuni 255-baidise andmepaketi. Selleks saadetakse esmalt välja reklaamipakett mööda reklaami kanalit informatsiooniga selle kohta, mis kanalil hakatakse edastama põhireklaami. Põhireklaami väljastamiseks kasutatakse andmekanaleid 0–36, rakendades neid kui teisejärgulisi reklaamikanaleid. Vajadusel on võimalik lisada iga paketi päisesse, mis tuleb mööda teisejärgulist andmekanalit, informatsioon selle kohta, milliselt kanalit on võimalik saada järgmine pakett, võimaldades sellisel viisil luua andmeahelat ja edastada veelgi suuremal hulgal andmeid ühendust loomata. Reklaamipakettide väljasaatmine toimub teatud intervalli tagant. Uus funktsioon Periodic Advertisement võimaldab sünkroonitud, ühenduseta andmeedastust kahe seadme vahel, kus mõlemad seadmed aktiveeruvad ajaks, mil reklaam on vaja välja saata/vastu võtta. See parandab oluliselt mõlema seadme energiasäästlikkust.

Parandatud kooseksisteerimine

Bluetooth jagab oma sagedusala mitme teise traadita ühendusega, nende hulgas Wi-Fi ja LTE mobiilside tehnoloogia. Tulenevalt sellest on olemas potentsiaalne oht, et erinevaid tehnoloogiaid kasutavad seadmed hakkavad üksteise signaale segama. Kohanduv sagedushüplemine aitab vältida neid kanaleid, mida kasutab Wi-Fi. Uus funktsioon Slot Availability Masks (SAM) on mõeldud selleks, et oleks võimalik vältida ka kanaleid, mis asuvad LTE poolt kasutuses olevate kanalite lähedal.

Täiendatud sagedushüplemine

Sagedushüplemine lihtsustab oluliselt Bluetoothi seadmete tööd keskkondades, kus levib palju raadiosignaale. Bluetooth 5 rakendab oma seadmetes täiendatud algoritmiga sagedushüplemist nimega Channel Selection Algorithm #2, tänu millele on paranenud erinevate Bluetoothi seadmete kooseksisteerimine samas ruumis.

Bluetooth 5.1

Suuna leidmine

Angle of Arrival and Angle of Departure

Jaanuaris 2019 tutvustas Bluetooth SIG Bluetooth 5.1. Uue spetsifikatsiooni peamiseks funktsiooniks on asukoha määramine. Seoses sellega tutvustati kahte uut terminit: saabumise nurk (inglise angle of arrival) ja lahkumise nurk (inglise angle of departure).

Selle funktsiooni abil saab hinnata, kui kaugel teineteisest kaks seadet asuvad. Varem oli võimalik seadmete kaugust hinnata vaid vastuvõetud signaali tugevuse järgi (inglise recieved signal strength indicator). Suunda polnud võimalik määrata. Bluetooth 5.1 võimaldab tuvastada signaali suuna, kasutades selleks saabumise nurka vastuvõtjas või lahkumise nurka saatjas. Kombineerides omavahel suuna ja kauguse on võimalik määrata seadme asukohta sentimeetri täpsusega.

Reklaami täiendused

Täiendatud on ka reklaamipakettide edastamine mööda reklaami kanaleid. Varem pidi seade saatma välja reklaamipakette, kasutades kanaleid 37, 38 ja 39 täpselt sellises järjekorras. Uuendus Randomized Advertizing Channel Inexing lubab valida seadmel suvaliselt, millist kanalit ta kasutab reklaamimiseks. Sellega vähendatakse tõenäosust, et kaks Bluetoothi seadet satuvad samale kanalile reklaamides oma valmisolekut ühenduseks. See meetod on mõeldud rakendamiseks kohtades, kus on koos palju Bluetoothi seadmeid.

Teine muudatus, mis puudutab reklaamimist on Periodic Advertising Sync Transfer. Kui lähestikku paikneb mitu Bluetoothi seadet, millest üks on reklaamija ja teine seade on ennast sünkrooninud seda reklaami vastu võtma, siis viimane võib edastada sünkroonimise ajastuse ka kolmandale seadmele. Kuna sünkroonimine on energiakulukas toiming, võimaldab nimetatud protseduur energiasäästlikel seadmetel sünkroonida ennast reklaami edastajaga.

Veelgi kiiremaks, veelgi säästlikumaks

Kõik ühendusvõimelised Bluetooth LE seadmed kasutavad GATT-i (Generic Atribute Profile). Tegemist on spetsifikatsiooniga, mis määrab ära, kuidas seadmed saadavad ja võtavad vastu andmeid. Iga GATT seade omab andmebaasi, mis sisaldab informatsiooni teenuste, karakteristikute ja deskriptorite kohta. Klient (inglise client) on seade, mis algatab GATT käske ja päringuid ning võtab vastu vastuseid, näiteks arvuti või nutitelefon, ja server (inglise server) on seade, mis võtab vastu GATT käske ja päringuid ning saadab vastuse, näiteks sensor. Iga kord, kui klient soovib algatada ühenduse protsessi serveriga, teeb ta järelepäringu serveri andmebaasi. See tegevus nõuab nii aega kui energiat. GATT Caching Enhancements lubab kliendil jätta vahele nimetatud järelepärimise, kui andmebaasis pole toimunud muutusi. See tõstab ühenduse loomise kiirust ja vähendab seega energiakulu.

Bluetooth 5 rakendus

• Ühendusvabad majakad kasutamiseks turunduses, jaekaubanduses, ladudes, parklates, navigeerimiseks ja positsioneerimiseks siseruumides jne
• Fitnessikellad ja muud jälgimisseadmed
• Meditsiiniseadmed
• Kontorite, eluruumide ja tööstuste automatiseerimine ja turvalisuse lisamine
• Seadmete ja inventari seire
• IoT lahendused

Bluetoothi ajalugu

Juba 1980. aastate lõpust alates on proovitud mitmel viisil arvuti ümbruskonda üleliigsetest juhtmetest vabastada, püüdes neid asendada traadita side lahendustega (juhtmeta klaviatuurid, infrapunaprinter jms). Erinevate asjaolude tõttu (suur voolutarve, üksteise segamine jne) ja puuduvate standardite pärast ei olnud esialgsed lahendused eriti edukad.

Infrapunatehnoloogia suur populaarsus andis lootust, et nimetatud tehnoloogia on edukas. 1993. aasta augustis asusid 30 firmat (nende hulgas ka HP, IBM, Digital) koos ühist protokolli välja töötama ja loodi Infrared Data Association (IrDA). Eesmärk oli ühise infrapuna andmeedastamise protokolli loomine. Paljud teadmised IrDA-töödest mõjutasid hiljem ka uut Bluetoothi standardit.

Kuna infrapunatehnoloogia kasutamisel oli probleemiks andmete edastamisel vajalik saatja ja saaja vaheline silmside, anti 1994. aastal firmale Ericsson ülesanne uurida traadita side ühenduse loomise võimalikkust raadiolainete abil. Uuring andis positiivse tulemuse ja 1998. aastal asutasid Nokia, Ericsson, IBM, Toshiba ja Intel Bluetooth Special Intereset Groupi (SIG), mille ülesandeks oli standardi väljatöötamine. Esimese lõpliku versiooni avaldas SIP 1999. aasta juulis, milleks oli Bluetoothi versioon 1.0 ja millele järgnes sama aasta detsembris Bluetooth 1.0b. Alles 2001. aasta veebruaris toodi välja versioon 1.1. See oli esimene soliidsem põhi turukõlblike seadmete jaoks, sest eelnevas versioonis esines üsna palju ebatäpsusi ja vigu.

Nimi "Bluetooth" valiti 10. sajandil elanud Taani viikingite kuninga Harald Blåtandi ('sinihammas') järgi, kes oli tuntud kui väga hea rääkija. Nimi "Bluetooth" oli küll ainult algul koodnimeks, selle tehnoloogia väljatöötamise projekti jaoks, hiljem otsustati see nimi jätta. Fakt, et tegemist on skandinaavlasega, mõjus nimepanekuprotsessile soodustavalt, sest firmad nagu Ericsson ja Nokia, kelle roll Bluetoothi väljatöötamisel oli väga suur, on samuti Skandinaavia firmad. Logo loodi ühendades skandinaavia ruunid ᚼ (hagall) ja ᛒ (berkanan).

Põlvkonnad ja versioonid

Valik Bluetoothi versioonidest ja nende omadustest:

Bluetooth 1.0 ja 1.0B

• Sisaldas turvaprobleeme, mis olid seotud Bluetooth Hardware Device Address Transmissioniga (BD_ADDR).
• Maksimaalne andmeedastuskiirus: 732,2 kbit/s

Bluetooth 1.1

• Ratifitseeriti 2002. aastal kui IEEE Standard 802.15.1.
• Parandati paljud eelmise versiooni vead.
• Toetab krüpteerimata kanaleid.
• Lisati signaalitugevuse indikaator Received Signal Strength Indication (RSSI).

Bluetooth 1.2

See versioon on varasemate versioonidega kooskõlas ja sisaldab järgmisi lisaseadmeid:

• Kiirem ühendus ja ülesleidmine
• Adaptive Frequence-hopping spread spectrum (AFH), mis teeb seadme vähem tundlikuks teiste raadiolaineid tekitavate seadmete suhtes (näiteks Wi-Fi-ruuterid).
• Ratifitseeriti 2005. aastal kui IEEE Standard 802.15.1.
• Laiendatud sünkroonsed ühendused (Extended Synchronous Connections eSCO), mis parandavad heli kvaliteeti saatmise ajal sellega, et lubab vigaseid pakette uuesti saata ja vajalikul korral tõsta heli latentsust et toetada paremini samaaegset andmeedastust.
• Tutvustab voo kontrolli (Flow Control) ja taassaatmise mooduseid (Restransmission Modes) L2CAP-protokollistikule.
• Andmeedastuskiirus nüüd ka praktikas kuni 721 kbit/s.

Bluetooth 2.0 + EDR

• Andmesidekiiruse kolmekordistamine EDR-i (Enhanced Data Rate) abil.
• Teoreetiliselt kuni 3 Mbit/s, praktikas kuni 2,1 Mbit/s.
• Bluetoothi versioon 2.0 on võimeline töötama ka vanemate seadmetega ja seadmetega, millel ei ole EDR-i.

Bluetooth 2.1 + EDR

Uued funktsioonid nagu Secure Simple Pairing ja Quality of Service. Lisaks sellele sisaldab 2.1 uuendusi, nagu Extended inquiry response (EIR), mis jagab otsingute ajal rohkem informatsiooni ja parandab sellega seadmete filtreerimist enne nendega ühendamist, või Sniff subrating, mis vähendab voolutarvet väikese voolutarbega (low-power) mooduses.

Bluetooth 3.0 + HS

Bluetoothi 3.0 +HS versioon suudab teoreetiliselt andmeid edastada kiirusega kuni 24 Mbit/s, kuid mitte otseselt läbi Bluetoothi ühenduse. Selle asemel kasutatakse Bluetoothi koordineerimiseks ja ühenduse loomiseks ja andmed liiguvad tegelikult läbi kõrval asuva 802.11 võrgu. Selle versiooni põhiline uuendus on AMP (Alternate MAC/PHY), 802.11 lisamine väga kiire andmetranspordi jaoks. AMP väljatöötamine eeldas kahte tehnoloogiat: 802.11 ja UWB, kuid UWB puudub versiooni kirjelduses.

• Alternate MAC/PHY – lubab kasutada teisi MAC ja PHY-si Bluetoothi profiili andmete edastamise jaoks. Bluetoothi raadiolaineid kasutatakse veel seadme äratundmise, ühendamise ja profiili konfiguratsiooni jaoks, kuid suurte andmemahtude saatmiseks kasutatakse kiiremat MAC PHY 802.11 (tuntakse Wi-Fi-na) seadet. See tähendab, et niipea, kui on vaja suurema mahuga andmeid saata, kasutatakse Bluetoothi asemel 802.11 tehnoloogiat.

• Unicast connectionless data – lubab seadmel andmeid saata ilma L2CAP kanali loomiseta. See on mõeldud rakenduste jaoks, mis ei vaja kõrget latentsust kasutaja käskude ja andmete edastamisel. See on mõttekas ainult väikeste andmemahtude puhul.
• Täiendatud vooseadmed – uuendab voo seadmete funktsiooni ja eemaldab open loop voo seadet ja lahendab vead vooseadmetes, mis olid tingitud uue EDR konfiguratsioonist. Lisaks sellele on veel lisatud closed loop konfiguratsioon ja "go straight to maximum power" käsk.

Bluetooth 4.0 + EDR

• Bluetoothi 4.0 versiooniga pidi võimalik olema kahe Bluetoothi seadme vahelist ühendust 5 ms jooksul üles ehitada ja seda kuni 100 m ulatuses hoida. Selle jaoks parandati vigade käsitlemist ja turvalisuse ülevalhoidmiseks kasutati 128-bitist AES-krüpteeringut. Teine eesmärk oli voolutarbe vähendamine ja sellega saavutati näiteks mobiiltelefonide või muude väikeste seadmete (käekellad, kaugjuhtimispuldid, sensorid... ) akude säästmine.
• 12. juunil 2007 teatasid Nokia ja Bluetooth SIG, et Wibree hakkab olema osa Bluetoothi spetsifikatsioonist ultra-low power Bluetoothi tehnoloogiana.
• 17. detsembril 2009 otsustas Bluetooth SIG, et Bluetoothi low energy tehnoloogiast saab 4.0 versiooni üks tunnusmärk. Varem kasutusel olnud nimesid Wibree ja Bluetooth ULP (Ultra Low Power) enam ei kasutata.
• 21. aprillil 2010 lõpetas Bluetooth SIG 4.0 versiooni väljatöötamise. 4.0 versioon sisaldab Classic Bluetooth, Bluetooth high speed ja Bluetooth low energy protokolle. Bluetooth high speed põhineb Wi-Fi tehnoloogial ja Bluetooth Classic koosneb kõikidest tavapärastest Bluetoothi protokollidest.

Klassid ja leviulatus

Klass	Max võimsus	Max võimsus	Ulatus õues
Klass 1	100 mW	20 dBm	u 100 m
Klass 2	2,5 mW	4 dBm	u 10 m
Klass 3	1 mW	0 dBm	u 1 m

Seadmete tegelik tegevusulatus sõltub nende saatevõimsusest ja tugevalt ka paljudest teistest erinevatest parameetritest. Siia hulka kuuluvad saaja antenni kuju ja ümbruskonna omadused, mis võivad signaali erinevalt mõjutada. Näiteks paksud seinad kujutavad endast suurt tõrget andmete saatmisel. Andmepaketid ja nende erinevad suurused ja kaitseprotokollid võivad samuti määrata, kui suur saab olla maksimaalne kaugus saatja ja saaja vahel.

Bluetooth personaalarvutis

Bluetooth-seade, mis ühendatakse arvuti USB-pessa

Bluetooth arvutis vajab spetsiaalset riistvara. Mõnda arvutisse (enamasti sülearvutitesse) on see juba integreeritud, teiste jaoks on loodud väikesed seadmed, mida ühendatakse kas läbi USB arvutiga või PCMCIA-kaardiga. Operatsioonisüsteemi peab samuti jälgima. Microsoft Windows pakub Windows XP SP2 Bluetooth-stacksi, mis tähendab, et lisadraiveri installimine ei ole alati vajalik. Mõned teised operatsioonisüsteemid, (Linux, Apple-Macintosh) suudavad aga rohkem profiile kasutada ja pakuvad seega rohkem erinevaid kasutamisvõimalusi. Kui arvutil on Bluetoothi seade olemas, siis sobiva tarkvara abil saab sellega teisi läheduses olevaid aktiveeritud Bluetooth-seadmeid otsida ja nende kasutamisvõimalusi välja uurida. Sellist tarkvara nimetatakse ka Bluetooth-skanneriteks.

Bluetoothi kasutamise võimalused personaalarvutiga

• SCO-Audio – sünkroonne peakomplekti kasutamine (Skype, SIP...)
• AV- või A2DP-Audio – HiFi-muusika mängimine, sobilik ühe või mitme kõrvaklappide jaoks korraga.
• Mobiiltelefoni sünkroonimine (kontaktid, muusikafailid, mobiilne internet,...)
• HID – sisendseadmed nagu hiir ja klaviatuur

Ohutus

Esimese Bluetoothi ründe korraldas Ollie Whitehouse (esimene demonstratsioon toimus aprillis 2004). Aga pakutud meetodil oli üks tõsine miinus – rünne oli võimalik ainult siis, kui oli võimalus võtta kätte mõlemad seadmed enne nende vahel ühenduse loomise alustamist (protsessi, mille korral seadmed vahetuvad üksteisega identifikatsiooni infoga). Kui esimene "kontakt" oli sooritatud kurjategija ulatuse piiri tagant, järgnev andmevahetus ei saa mingit riski.

Teise ja praeguse meetodi pakkusid välja Tel Avivi ülikooli töötajad Avishai Wool ja Yaniv Shaked. Pakutud meetod lubab murda ükskõik millist andmevahetuse seanssi Bluetoothiga seotud seadmete vahel, isegi, kui see ei ole esimene seanss. Nagu ütleb ajakiri New Scientist: ühendamise protsessi jooksul Bluetooth-seadmed loovad krüpteeritud 128-bitise võtme, mida pärast hoitakse mälus ja kasutatakse iga kord, kui alustatakse andmevahetust seadmete vahel. Esimese sammuna ühenduse loomisel on mõlemasse seadmesse PIN-koodi sisestamine (neli sümbolit). Seejärel arvutatakse keerukate matemaatiliste tehetega koodist võti. Ollie Whitehouse tõestas, et kurjategija võib luua ühendust seadmega isegi PIN-koodi teadmata. Selle jaoks nõutakse spetsiaalset, aga üsna odavat varustust. Selle abil, omades mõlema seadme informatiivseid sõnumeid (milliseid nad vahetuvad teineteise vahel ainult esimese Bluetoothi-kontakti korral), võib Bluetoothi algoritmide abil (vaadates läbi umbkaudu 10 000 varianti) saada nõutava koodi. Aga esimene Bluetoothi-kontakt võib toimuda ainult üks kord, mis piirab selle meetodi kasutamist.

Wool ja Shaked said demonstreerida Bluetoothi murde võimalust, kunstlikult tekitades esimese ühenduse. Kurjategija Bluetoothi seade sekkus kontakti teise seadme "näoga". Lisaks sellele saadakse ohvri seadmele sõnum, et kood läks meelest ära. Vana kood annulleeritakse ja tehakse uus ühendus, mis juba lubab kurjategijal saada koodi ja kasutada seda oma eesmärkidel. Selgus, et võtme kaotuse sõnumi saatmiseks peab kurjategija ainult rakendama võõrast identifikaatorit. Selle identifikaatori saamine ei ole raske, sest kõik Bluetoothi seadmed saadavad alati automaatselt seda kõikidele analoogsetele seadmetele, mis on ulatuses. Nende meetodite abil võtme ekstraheerimise protseduur võtab aega Pentium IV korral 0,06 sekundit ja Pentium III korral 0,3 sekundit. Traadita side protokoll Bluetooth sai kohe populaarseks kurjategijate sihtmärgiks. Isegi tehnoloogia ohutuse plussid nagu väike ulatus (u 10 m) olid ärakasutatavad. Spetsiaalsete antennide abil saavad kurjategijad jälitada inimese liikumist rahvamassis või seina taga olev "kaudne läbimurre" muutus kohe eriliseks turniiriks.

Vaata ka

• WiMAX
• Sagedushüplemine
• Harald Sinihammas
• ruunid

Kirjandus

• Martin Sauter: Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme. Von UMTS und HSDPA, GSM und GPRS zu Wireless LAN und Bluetooth Piconetzen. 3. erweiterte Auflage. Vieweg, Wiesbaden 2008, ISBN 978-3-8348-0397-9, http://www.cm-networks.de/
• Andreas Merkle, Anestis Terzis: Digitale Funkkommunikation mit Bluetooth. Theorie und Praxis, Bluetooth-Simulator, konkurrierende Systeme. Franzis, Poing 2002, ISBN 3-7723-4654-5 (Telekommunikation).

Välislingid

• Offizielle Website
• CHIP Bluetooth-FAQ für Einsteiger, nur bis Version 1.2
• www.Bluetooth-infos.de
• Bluetooth – Die Grundlagen Bluetooth gut erklärt mit vielen Details
• Weitere Informationen zu Bluetooth
• Secorvo White Paper – Sicherheitsmechanismen des Bluetooth Standards (PDF, 199 KiB)
• Diplomarbeit über Bluetooth-Softwareentwicklung
• Informationen über den Bluetab-Exploit