Paradigm Split: Random or Deterministic Fuzzing

2.3.1 Orígenes de la tecnología Bluetooth

En 1994, la compañía de telecomunicaciones ERICSSON, inició un estudio para investigar la viabilidad de una interfaz de radio, de baja potencia y bajo costo, entre teléfonos móviles y sus accesorios. El objetivo era eliminar los cables entre los teléfonos móviles y distintos accesorios y equipos próximos. A medida que el proyecto progresaba, se volvió claro que las aplicaciones que envolvían dicho enlace de corto rango serían ilimitadas. En febrero de 1998, las compañías, Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba e Intel, forman un Grupo de Interés Especial (SIG). La meta era establecer la creación de una especificación global para conectividad sin hilos de corto alcance. En mayo de 1998, el consorcio de Bluetooth se anunció al público general de Londres, Inglaterra, San José, California y Tokio, lo que provocó la adopción de la tecnología por varias compañías. El propósito del consorcio era

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establecer un dispositivo estándar y un software que lo controle. Actualmente pertenecen al SIG más de 1600 empresas, las mismas que han adoptado esta tecnología para desarrollarla con sus propios productos, que empezaron a salir al mercado el año 2000.

2.3.2 Funcionamiento de Bluetooth

Bluetooth es un estándar empleado en enlaces de radio de corto alcance, destinado para reemplazar el cableado existente entre dispositivos electrónicos como teléfonos celulares,

asistentes personales digitales (PDA’s), computadoras y muchos otros dispositivos y

accesorios ya sea en el hogar, en la oficina, en el auto, etc. La tecnología empleada permite a los usuarios conexiones instantáneas y simultáneas de voz y datos entre varios dispositivos a la vez y en tiempo real. El estándar asegura protección contra interferencias y seguridad en el envío de datos. Es un sistema robusto, de baja complejidad, bajo consumo de potencia y bajo costo. Funciona en la banda ISM12 _{de 2.4 GHz. Permite comunicaciones} full-duplex punto a punto y punto multipunto. Además de los canales de datos, dispone de tres canales de voz PCM (Huidobro 2002).

2.3.3 Topologías Bluetooth

Existen dos topologías, ver la Figura 2.48.

 Piconets.- Conformado por un maestro y de uno a siete esclavos.

 Scarttnet.- Ocurre cuando un dispositivo pertenecer a dos piconets al mismo tiempo, sirviendo como esclavo en ambas piconets o como maestro en una y esclavo en la otra. Esta topología permite la interconexión de piconets.

Figura 2.48 – Topologías posibles: (a) piconet, esclavo único, (b) piconet, varios esclavos, (c) interconexión de piconets (scatternet)

(Fuente: Moreno Tablado, Alberto 2005)

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2.3.4 Hardware Bluetooth

La Figura 2.49 muestra la arquitectura de hardware típica de un dispositivo Bluetooth. Consta de un procesador que controla su funcionamiento, bancos de memoria e interface de comunicación alámbrica con otro procesador. Estas etapas, incluyendo las de banda base y RF, se describen a continuación.

Figura 2.49 – Partes típicas de un dispositivo Bluetooth (Fuente Elaboración propia)

RF

Bluetooth opera en la banda no licenciada ISM, de 2400 MHz a 2483.5 MHz. Para evitar interferencias, dado que esta banda es usada libremente por muchos dispositivos, la potencia de transmisión es baja y de corto alcance. Emplea la técnica de transmisión de espectro ensanchado por salto aleatorio de frecuencia (FHSS) entre 79 canales de 1 MHz cada uno a razón de 1600 saltos/s (ver la Figura 2.50). El tiempo de permanencia en cada canal es de 625 us (1/1600). Si se produce interferencia con algún canal, la información se reenvía por otro canal. Sin embargo, incluye también codificación de control de errores FEC (Forward Error Correction).

Figura 2.50 – Técnica FHSS, la transmisión conmuta entre 79 portadoras a razón de 1600 saltos por segundo. Existen una banda de guarda inferior de 2 MHz y otra superior de 3.5

MHz. Las frecuencias de las portadoras son: f = (2402 + k ) MHz, k = 0, …, 78

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La técnica de salto de frecuencia contribuye a evitar la intercepción, dado que los cambios de frecuencia se realizan según una secuencia pseudo aleatoria. Además, la seguridad de los datos se garantiza con una encriptación de 128 bits. A partir de la versión 1.e de Bluetooth, el salto de frecuencia es adaptativo. Con este mejoramiento de la técnica, se detectan canales interferentes y se excluyen de las secuencias de salto siguientes.

Bluetooth emplea la técnica de modulación por desplazamiento de fase gaussiano (GFSK). Esta técnica es idéntica que FSK, excepto que la señal de información pasa previamente por un filtro gaussiano para eliminar sus componentes de alta frecuencia, reduciendo el ancho de banda requerido y permitiendo mayores velocidades de transferencia sobre un mismo canal (ver la Figura 2.51). La tasa en baudios es de 1 M Baudio. La tasa de bits en el aire es de 1 Mbps y puede llegar hasta 3 Mbps con otros esquemas de modulación PSK. Existen dispositivos Bluetooth que trabajan en modo EDR (Enhanced Data Rate) en el cual el esquema de modulación cambia al transmitir cada uno de los campos de un paquete. Así,

los campos “access code” y “header” emplean GFSK y los campos restantes PSK a mayor

velocidad.

Figura 2.51 – Filtro gaussiano, aplicado a la banda base, para reducir el ancho de banda por eliminación de componentes de alta frecuencia de la señal digital

(Fuente: Elaboración propia)

Potencia y alcance Bluetooth

Los dispositivos Bluetooth tienen un consumo de potencia muy reducido (hasta un 97% menor que un teléfono móvil). Si no existe intercambio de datos pueden permanecer en modo stand-by para ahorrar energía. En la Tabla 2.6 se presentan las potencias de transmisión y alcances de las tres clases de Bluetooth existentes.

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y la tasa de error (BER –Bit Error Rate) admisible debe ser menor o igual a 0.1%.

Tabla 2.6 - Niveles de potencia y alcance de Bluetooth Clases de radio Potencia máxima (mW) Potencia máxima (dBm) Alcance (aproximado) Aplicación principal

Clase 1 100 mW 20 dBm 100 metros Industrial

Clase 2 2.5 mW 4 dBm 10 metros Dispositivos

móviles

Clase 3 1 mW 0 dBm 1 metro

Fuente: Bluetooth Special Interest Group 2010