Принципи реалізації Bluetooth 5.2: апаратна реалізація.

І. Озерчук

doi:10.36910/6775-2524-0560-2022-46-06

І. Озерчук Українського науково-дослідного інституту спеціальної техніки та судових експертиз Служби безпеки України https://orcid.org/0000-0001-7011-0772

DOI: https://doi.org/10.36910/6775-2524-0560-2022-46-06

Ключові слова: реалізація, апаратне забезпечення, Bluetooth, передача даних, бездротове з’єднання, технологія, цифрова інформація, захист.

Анотація

У статті розкрито принципи реалізації Bluetooth 5.2 з точки зору апаратної реалізації. Описано еволюцію технології Bluetooth, наведено інноваційні функції Bluetooth 5.2, визначено основні переваги. Розкрито механізм встановлення зв’язку та описано етапи реалізації останнього. Запропоновано алгоритм формування з’єднання точка-точка за технологією Bluetooth з детальним описом процесу. Охарактеризовано стек протоколів Bluetooth. Визначено функціональну приналежність кожного протоколу та описано принцип взаємодії поміж протоколами. Наголошується, що в умовах сьогодення, низка сучасних компаній інтегрували основні функції широкої смуги Bluetooth в апаратне забезпечення, інші компанії, надають інтерфейс керування хостом. Підкреслено, що система на основі ARM для реалізації Bluetooth передачі у своєму складі має низку додаткових компонентів з’єднаних поміж собою шиною даних. Схематично представлено взаємодію апаратного забезпечення Bluetooth з встановленням функціональних зв’язків. Обґрунтовано принцип реалізації шифрування даних (функція потокового шифру) в апаратному забезпеченні. Наголошується, що застосування функції потокового шифру в апаратному забезпеченні знімає безперервне навантаження з процесора по бездротовому каналу під час передачі даних, а реалізація механізму генерації ключів та аутентифікації в апаратному (а не програмному) забезпеченні призводить до швидшого часу підключення та мінімізації споживання енергії. Запропонована архітектура системи для реалізації апаратного забезпечення Bluetooth 5.2 з урахуванням функції крипто захисту, описано потоки зв’язків на базі системи та описано кожен наявний функціональний блок з відокремленням власної приналежності та виконуваних завдань. Описано широту спектру застосування Bluetooth 5.2 з виділенням таких сфер як: розумні пристрої; засоби масової інформації (телебачення, радіомовлення); подвійна трансляція (функція подвійної трансляції, допомагає у передачі ідентичної інформації через обладнання LE Audio та дубль через гарнітуру Bluetooth або відповідний мобільний додаток, це може значно заощадити час та енергію); багатомовний переклад у режимі реального часу (дана функція зручна при спілкуванні на різних мовах, чи прослуховуванні інформації різними мовами).

Посилання

Pisharody, Sidharth & Kittali, Praveen & R, Suresh & Ravichandran, Shama & S, Aswin. (2021). Design and Implementation of Bluetooth Controlled Weeder. 1700-1705. 10.1109/I-SMAC52330.2021.9640936.

Mohaghegh, Pooneh & Boegli, Alexis & Perriard, Yves. (2021). Bluetooth Low Energy Direction Finding Principle. 830-834. 10.23919/ICEMS52562.2021.9634353.

Liu, Chendong & Zhang, Yilin & Zhou, Huanyu. (2021). A Comprehensive Study of Bluetooth Low Energy. Journal of Physics: Conference Series. 2093. 012021. 10.1088/1742-6596/2093/1/012021.

Cäsar, Matthias & Pawelke, Tobias & Steffan, Jan & Terhorst, Gabriel. (2022). A survey on Bluetooth Low Energy security and privacy. Computer Networks. 205. 108712. 10.1016/j.comnet.2021.108712.

Salah, Khaled. (2022). An Introduction to Bluetooth. 10.1007/978-3-030-88626-4_1.

Pérez Díaz de Cerio, David & Hernandez-Solana, Angela & Garcia-Lozano, Mario & Valdovinos, Antonio & Valenzuela, Jose-Luis. (2021). Speeding Up Bluetooth Mesh. IEEE Access. PP. 1-1. 10.1109/ACCESS.2021.3093102.

Villamor, Andrea & Melendi, David & Garcia, Roberto & García Pañeda, Xabiel & Pozueco, Laura & Corcoba Magaña, Víctor. (2022). Bluetooth 5 performance analysis for inter-vehicular communications. Wireless Networks. 28. 10.1007/s11276-021-02830-9.

Hadidjaja, D & Wisaksono, Arief & Ahfas, A & Syahrorini, S & Untariningsih, D. (2021). Bluetooth implementation on automation of Android-based gate doors. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 1098. 042061. 10.1088/1757-899X/1098/4/042061.

Gaitan, Nicoleta-Cristina & Ungurean, Ioan. (2021). BACnet Application Layer over Bluetooth—Implementation and Validation. Sensors. 21. 538. 10.3390/s21020538.

Padiya, Sagar & Gulhane, Vijay. (2022). Analysis of Bluetooth Versions (4.0, 4.2, 5, 5.1, and 5.2) for IoT Applications. 10.4018/978-1-7998-6988-7.ch010.

Stirparo, Pasquale & Loeschner, Jan. (2013). Secure Bluetooth for Trusted m-Commerce. Int'l J. of Communications, Network and System Sciences. 6. 277. 10.4236/ijcns.2013.66030.