3.2. Голубой зуб
Первоначально поклонники датского конунга Х века Харальда I Синезубого, работавшие в фирме Ericsson, предполагали использовать свою разработку для построения беспроводных сетей. Только в отличие от Wi-Fi, прямо предназначенного для замены проводного Ethernet, Bluetooth (IEEE 802.15.1) не замахивался так высоко – сети, для которых он был предназначен, получили название «персональных» (WPAN, Wireless Personal Area Network). Предполагалось, что это будут сети масштаба комнаты или офиса – радиус действия Bluetooth не превышал 10 метров, и одновременно в сеть могли быть объединены до 8 устройств (одно главное, ведущее – Master, и еще 7 ведомых – Slave).
Конечно, сети на основе Bluetooth тоже выстраивают – особенно с вводом нового стандарта IEEE 802.15.3, базирующегося на той же технологии, что и Bluetooth, но имеющего радиус действия до 100 м (уже масштаба здания, как и Wi-Fi) и позволяющего подключать значительно большее число общающихся между собой устройств. Но сложилось так, что больше распространен оригинальный Bluetooth (IEEE 802.15.1), который стал использоваться в значительной степени, как замена интерфейсов парных соединений «точка-точка» – проводных COM и USB, а также очень неудобного на практике инфракрасного порта IrDA, хоть и беспроводного, но требовавшего прямой видимости устройств, да еще и в определенной ориентации друг к другу.
На практике Wi-Fi и Bluetooth конкурируют между собой слабее, чем это можно было предположить, и вытеснения одного другим пока что не предполагается: каждый занимает свою нишу. Приемопередатчики Bluetooth имеют маленькую мощность (порядка 1 мВт), сейчас стали совсем дешевыми и встраиваются не то что в сотовые телефоны, но даже в головные беспроводные гарнитуры, есть и Bluetooth-клавиатуры или мыши (хотя большинство таких устройств использует проприетарный радиоинтерфейс). В таких задачах, как переслать с мобильника на мобильник телефонный номер из записной книжки – здесь Bluetooth пока вне конкуренции, в силу крайней простоты его использования.
Семьдесят девять синих зубов
«Синий зуб» работает в том же самом частотном диапазоне 2400–2483,5 МГц, что и Wi-Fi, предназначенном для безлицензионного использования в промышленности, науке и медицине (Industry, Science and Medicine, ISM). Но в Bluetooth используется совершенно иной механизм передачи на физическом уровне, чем в Wi-Fi, – вместо хитрых способов фазовой модуляции применяется более простая частотная манипуляция, когда логический ноль передается частотой на 160 кГц ниже базовой, а логическая единица – на 160 кГц выше. Ширина канала получается 320 кГц, а всего в диапазоне в большинстве стран, в том числе и России, выделяют 79 каналов (а вот во Франции каналов всего 23). При этом для снижения помех частота передачи все время меняется (каждые 625 мкс или 1600 раз в секунду) между этими каналами по псевдослучайному закону – это т. н. метод FHSS, Frequency Hop Spread Spectrum, расширение спектра при скачкообразном изменении частоты (тот же самый метод используется и в системах спутниковой навигации).
Когда частота сигнала все время меняется случайным образом, мы не только получаем хороший шанс избежать помехи (если помеха помешала нам в одном из каналов, то передача тут же будет повторена в другом), но и сами минимально влияем на другие устройства в том же диапазоне. Поэтому, например, в помещении могут работать одновременно устройства Bluetooth и Wi-Fi, не мешая друг другу. Остается вопрос о том, как синхронизировать передающее устройство и приемное, – если закон изменения частоты случайный, то попасть «друг в друга» они смогут также только случайно. Поэтому сигнал оказывается не истинно случайным, а псевдослучайным – генератор таких сигналов выдаст вам случайную последовательность, которая, однако, всегда будет одна и та же, если начать отсчет сначала. Во всех устройствах Bluetooth стоят идентичные генераторы со счетчиками, отсчитывающими, сколько раз уже произошло изменение частоты с момента включения. Ведомому устройству достаточно получить перед началом связи значение счетчика ведущего и начать отсчет с того же значения. Тогда все дальнейшие скачки частоты будут синхронизированы.
Простота организации связи по каналу Bluetooth, впрочем, оборачивается не слишком высоким уровнем безопасности. В силу небольшого радиуса действия, разработчики IEEE 802.15.1 не стали заморачивать себе голову проблемами капитальной защиты канала – о том, чтобы снабжать Bluetooth-каналами мобильные телефоны, в 1998 году, когда вышел первый вариант стандарта, и речи еще не было. Шифрование используется, но ключ передается открыто, и его ничего не стоит перехватить. Действительность заставила производителей горько об этом пожалеть: самый, вероятно, громкий скандал, связанный со взломом Bluetooth, произошел весной 2005 года, когда в Интернете был опубликована телефонная книга Пэрис Хилтон – светской львицы, знакомой чуть ли не со всеми знаменитостями США. А более мелкие неприятности случаются постоянно.
Конечно, по-настоящему секретную информацию в мобильных телефонах хранят не так уж и часто (мобильные кошельки в расчет не берем – они защищены отдельно), но малоприятно, когда ваши эс-эм-эски и координаты ваших друзей расходятся по рукам. Впрочем, для такого взлома (или, например, для того, чтобы послать с чужого мобильника SMS о готовящемся теракте) требуется все же определенная квалификация, а вот похулиганить можно сколько хотите. Развлечение подростков под названием BlueJacking (рассылка сообщений напрямую, минуя сотового оператора) даже берут на вооружение особо беспринципные рекламные менеджеры.
Все дело оказалось в том, что, во-первых, при скоплении людей в одном месте радиуса действия в 10 м для злоумышленников более чем достаточно, но и не только в этом – «синий зуб» оказался куда длиннее, чем закладывалось в стандарт. В 2005 году молодые ребята из небольшой фирмы Flexilis показали журналистам аппарат, похожий на снайперскую винтовку со «стволом» в виде направленной антенны. С его помощью они из окна 11 этажа отеля Aladdin на расстоянии около 800 метров выкачали содержимое телефонных книг и SMS из примерно 300 обнаруженных в пределах гостиничной автостоянки мобильников с Bluetooth-модулями.
Спасение от этой напасти единственное – держать модуль Bluetooth по умолчанию в режиме «невидимый», а еще лучше – просто выключенным, и включать его только тогда, когда действительно надо (заодно, кстати, экономится питание). Отметим, что в сетях IEEE 802.15.3 (тех, что с дальностью до 100 м) более качественное шифрование уже предусмотрено, хотя под натиском Wi-Fi они так и не получили распространения.
Подключение компьютеров через Bluetooth
Bluetooth стал широко распространяться как раз с появлением Vista, возможно, поэтому инструкций для Windows XP по процедуре подключения через Bluetooth значительно меньше, чем для новых версий. Мы не будем подробно копаться в различиях настроек беспроводной сети через Bluetooth в разных системах, а рассмотрим простейший случай соединения через Bluetooth двух компьютеров (например, ноутбуков) для передачи файлов по беспроводному каналу. А создание полноценной сети мы рассмотрим в последующих главах, ориентируясь на Wi-Fi, а не Bluetooth, что для сети более удобно и естественно.
В нашей модели будем считать, что компьютеры находятся под управлением разных версий Windows. Заметим, что аналогичным образом можно связаться с ноутбука и с любым другим устройством: с коммуникатором или мобильником, с беспроводной гарнитурой и прочими Bluetooth-устройствами. Такое подключение, как и вообще обращение с беспроводными сетями, сильно усложнено заботой о безопасности пользователя, которому придется продраться через несколько заслонов, препятствующих притаившимся за углом злобным хакерам выкачать ваши драгоценные файлы. Простое соединение, однако, имеет то преимущество перед созданием полноценной беспроводной сети на основе Bluetooth (WPAN), что по-настоящему файловые системы компьютеров извне не видны. Поэтому файл для передачи можно извлечь из любой папки и сохранить его в приемнике тоже в любой папке, необязательно открытой для всеобщего доступа.