Technische Universität München. Proseminar Kryptographische Protokolle SS Bluetooth. Medin Imamovic

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1 Proseminar Kryptographische Protokolle SS 2009 Bluetooth Medin Imamovic

2 Inhalt 1 Einleitung 1.1 Technische Grundlagen 1.2 Protokollstack 2 Schlüsselmanagement 2.1 Authentifikation 3 Sicherheit 3.1 Sicherheitsmängel 4 Ausblick 5 Beispiel Medin Imamovic 2

3 1 Einleitung Bluetooth Technologie zur drahtlosen Kommunikation 1994 entwickelt von Ericsson Name Wikingerkönig Harald Blatand (Blauzahn) 1998 Gründung der Bluetooth-SIG (Special Interest Group) Juli 1999 Veröffentlichung der Bluetooth Spezifikation Version 1.0 Medin Imamovic 3

4 1.1Technische Grundlagen Kommunikation: SCO (Synchronous Connection Oriented) -leitungsvermittelt Kommunikation -zur Übertragung von Sprachdaten ACL (Asynchronous Connection Less) -paketvermittelte Kommunikation -zur Übertragung aller anderen Daten Medin Imamovic 4

5 1.1 Technische Grundlagen Bluetooth-Netze: S S -Piconetz M S M = Master S = Slave Medin Imamovic 5

6 1.1 Technische Grundlagen Scatternetz S S S M S M S M = Master S = Slave Piconetz 1 Piconetz 2 Medin Imamovic 6

7 Scatternetz Beispiel Piconetz A Technische Universität München Abb. [Q1] S.863 Piconetz B Drucker PDA von A Handy von A PDA von B Handy von B Laptop von Benutzer A Piconetz Konferenz Laptop von Benutzer B Medin Imamovic 7

8 Exkurs: ISO OSI Schichtung Anwendungsschicht Darstellungsschicht Bitübertragungsschicht Kommunikationssteuerungschicht Transportschicht Vermittlungsschicht Sicherungsschicht Anwendungsorientierte Schichten Transportorientierte Schichten Übertragungsmedium Abb. [Q3] Medin Imamovic 8

9 1.2 Protokollstack WAE TCS BIN SDP vcard/vcal OBEX UDP WAP TCP AT- Befehle Audio IP PPP RFCOMM Sprache L2CAP LMP Abb. [Q1] S.864 ACL Basisband Bluetooth-Funk SCO Medin Imamovic 9

10 2 Schlüsselmanagement Verbindungsschlüssel Geräteschlüssel Initialisierungsschlüssel Kombinationsschlüssel Masterschlüssel Medin Imamovic 10

11 Geräteschlüssel Besteht aus: Bit Zufallszahl - 48 Bit Geräteadresse BD_ADDR Wird im Speicher des Geräts abgelegt und in der Regel nicht mehr geändert Medin Imamovic 11

12 Initialisierungsschlüssel Gerät A Gerät B RAND RAND (128 Bit) RAND PIN PIN-Länge BD_ADDR(B) PIN E 22 PIN-Länge E 22 BD_ADDR(B) 128 Bit IK 128 Bit IK Abb. [Q1] S.874 Medin Imamovic 12

13 Kombinationsschlüssel I RAND_A RAND_B Schritt 1 BD_ADDR_A BD_ADDR_B E 21 E 21 K_A K_B Schritt 2 IK RAND_A XOR C1 XOR IK RAND_B C2 Medin Imamovic 13

14 Kombinationsschlüssel II C2 XOR IK = RAND_B C1 XOR IK = RAND_A Schritt 3 BD_ADDR_B BD_ADDR_A E 21 E 21 K_B K_A Schritt 4 K_AB = K_A XOR K_B K_AB = K_A XOR K_B Abb. [Q1] S.875 Medin Imamovic 14

15 Masterschlüssel Temporär Austausch von Informationen zu mehreren Empfänger Wird vom Master mittels E21 und zweier Zufallszahlen erzeugt Ist 128 Bit lang Medin Imamovic 15

16 2.1 Authentifikation Gerät A Gerät B RAND A RAND A RAND A BD_ADDR B E1 BD_ADDR B E1 Verbindungskey K Verbindungskey K ACO SRES ACO SRES Prüfung: SRES = SRES? SRES Abb. [Q1] S.876 Medin Imamovic 16

17 3 Sicherheit Modus 1 (Non-Secure-Mode) -Keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen -Frequency Hopping Modus 2 (Service-Level Enforced Security) -Sicherheitsdienste auf Dienstebene Modus 3 (Link-Level Enforced Security) -Absicherung auf Verbindungsebene -Authentifizierung und Verschlüsselung Medin Imamovic 17

18 3.1 Sicherheitsmängel PIN Eingabe Ressourcenschwache Geräte benutzten zur Kommunikation nur die Geräteadresse Medin Imamovic 18

19 Ausblick Meist genutzte Technologie zur Datenübermittlung Neueste Version Bluetooth 3.0 Datenübertragung mit 480 Mb/s Abb. [Q1] S.876 Medin Imamovic 19

20 Beispiel Norwegisches Zentrum für Telemedizin Mithilfe der Bluetooth Wireless-Technologie wurde am Norwegischen Zentrum für Telemedizin (NST) in Tromsø eine automatisierte und drahtlose Lösung entwickelt, die die Patienten in ihrem täglichen Leben möglichst wenig beeinträchtigt. Die Lösung umfasst ein herkömmliches Blutzuckermessgerät, einen Bluetooth-Adapter für den seriellen Anschluss und ein Bluetooth-fähiges Mobiltelefon [Q2] Medin Imamovic 20

21 Viel Dank für die Aufmerksamkeit! Medin Imamovic 21