【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成的一個(gè)小組公開(kāi)宣布 :沒(méi)有可信的或有說(shuō)服力的證據(jù)來(lái)證實(shí)在可接受的輻射范圍內(nèi)的無(wú)線(xiàn)設(shè)備所發(fā)出的輻射能夠?qū)θ说纳眢w健康帶來(lái)不良影啊。由此可見(jiàn)，我們并不需要擔(dān)心藍(lán)牙技術(shù)所帶來(lái)的輻射。 信息安全 它 是指要保證通訊雙方所傳遞的信息不被竊聽(tīng)和篡改，藍(lán)牙系統(tǒng)必須在鏈路層和應(yīng)用層上提供安全措施。 藍(lán)牙系統(tǒng)中的安全威脅 藍(lán)牙系統(tǒng)中的安全威脅主要來(lái)源于：非法竊聽(tīng)、非法訪(fǎng)問(wèn)、服務(wù)拒絕和耗能攻擊。不同的安全威脅會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)不同程度的破壞。 1 非法竊聽(tīng)：它是指攻擊者通過(guò)對(duì)傳輸媒介的監(jiān)聽(tīng)非法獲取傳輸?shù)男畔?，是?duì)通信網(wǎng)絡(luò)最常見(jiàn)的攻擊方法。這種威脅源于無(wú)線(xiàn)鏈路的開(kāi)放性，但是由于無(wú)線(xiàn) 傳輸距離受到功率和信噪比的限制，竊聽(tīng)者必須與源結(jié)點(diǎn)距離較近。藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建議采用較低的發(fā)射功率，標(biāo)準(zhǔn)通信距離僅有十米，這在一定程度上保證 了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。 2 非法訪(fǎng)問(wèn)：指入侵者偽裝成合法用戶(hù)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源，以期達(dá)到破壞目的 。或者是違反安全策略，利用安全系統(tǒng)的缺陷非法占有系統(tǒng)資源或訪(fǎng)問(wèn)本應(yīng)受保護(hù)的信息。必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的通信設(shè)備增加認(rèn)證機(jī)制，以防門(mén)非授權(quán)用戶(hù)使用網(wǎng)絡(luò)資源。 3服務(wù)拒絕：指入侵者通過(guò)某些手段使合法用戶(hù)無(wú)法獲得其應(yīng)有的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)中，這種威脅包括阻比合法用戶(hù)建立連接，或通過(guò)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送大量垃圾數(shù)據(jù)來(lái)破壞合法用戶(hù)的正常通信。對(duì)于這種威脅，通常可采用認(rèn)證機(jī)制和流量控制機(jī)制來(lái)防門(mén)。 4 耗能攻擊：耗能攻擊也稱(chēng)為能源消耗攻擊，現(xiàn)有藍(lán)牙設(shè) 備為節(jié)約電池能量，使用節(jié)能機(jī)制，在不進(jìn)行通信時(shí)進(jìn)入體眠狀態(tài)。能源消耗攻擊目的是破壞節(jié)能機(jī)制，如不停地發(fā)送連接請(qǐng)求，使設(shè)備無(wú)法進(jìn)入節(jié)能模式，最終達(dá)到消耗能量的目的。目前對(duì)這種攻擊還沒(méi)有行之有效的辦法。 藍(lán)牙系統(tǒng)安全的任務(wù) 2. 藍(lán)牙系統(tǒng)的安全任務(wù) 1 可用性：對(duì)于藍(lán)牙系統(tǒng)，可用性就是確保網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在受到各種網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí)仍然能夠提供相應(yīng)的服務(wù)。可用性攻擊主要有阻塞類(lèi)攻擊和能源消耗攻擊。 2 機(jī)密性：由于藍(lán)牙系統(tǒng)采用了無(wú)線(xiàn)信道，所以很容易受到被動(dòng)竊聽(tīng)性攻擊，往往無(wú)法察覺(jué)。雖然可以限制信號(hào)的發(fā)射范圍 來(lái)阻止一定的竊聽(tīng)攻擊，但完全阻止是不可能的。所以在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)拿舾行畔⑿枰ＷC其機(jī)密性。 3 授權(quán)與密鑰管理：授權(quán)與密鑰管理也是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，由于網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有固定拓?fù)?，無(wú)法確定業(yè)務(wù)授權(quán)中心。同時(shí)，如果網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)數(shù)目較多，并且移動(dòng)性較強(qiáng)，就會(huì)造成認(rèn)證機(jī)制相對(duì)復(fù)雜，通常需要第三方介入。使用的密鑰交換算法要能很好地解決網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性強(qiáng)，拓?fù)洳还潭ǖ膯?wèn)題。 4 身份識(shí)別與完整性：由于無(wú)線(xiàn)信道的開(kāi)放性，必須對(duì)信道進(jìn)行加密，必須有完整的認(rèn)證機(jī)制，對(duì)通信單元進(jìn)行身份識(shí)別，同時(shí)，也要保證信息在傳輸過(guò)程中的完整性。 5 認(rèn)證：在藍(lán) 牙系統(tǒng)中，認(rèn)證就是要確認(rèn)通信對(duì)方實(shí)體是真實(shí)的。 6 不可抵賴(lài)性：不可抵賴(lài)性是用來(lái)保證藍(lán)牙系統(tǒng)中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)不能抵賴(lài)它以前的行為。 第三章 藍(lán)牙安全機(jī)制的框架 藍(lán)牙的安全體系結(jié)構(gòu)由用戶(hù)接口、應(yīng)用程序、 RFCOMM 或者其他復(fù)用協(xié)議、L2CAP、鏈路管理器 / 鏈路控制器、安全管理器 (Security Manager) 、通用安全管理實(shí)體、 HCI、服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)、注冊(cè)等模塊組成。其安全體系結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。其中實(shí)線(xiàn)為“詢(xún)問(wèn)”過(guò)程 ,虛線(xiàn)為“注冊(cè)”過(guò)程。該體系結(jié)構(gòu)各 個(gè)部件的功能如下。 其中安全管理器是藍(lán)牙安全體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部件。它主要完成以下六種功 能 :存儲(chǔ)和查詢(xún)有關(guān)服務(wù)的相關(guān)安全信息 。存儲(chǔ)和查詢(xún)有關(guān)設(shè)備的相關(guān)安全信息 。回應(yīng)來(lái)自協(xié)議實(shí)體或應(yīng)用程序的訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求 (允許或拒絕 ) 。在連接到應(yīng)用程序之前進(jìn)行認(rèn)證或加密 。通過(guò)初始化或處理 ESCE(外部安全控制實(shí)體 ,例如設(shè)備用戶(hù) ) 的輸入來(lái)建立設(shè)備級(jí)的信任關(guān)系 。初始化呼叫及查詢(xún)由用戶(hù)輸入的個(gè)人標(biāo)識(shí)碼PIN ,PIN 輸入也可以由應(yīng)用程序來(lái)完成。 服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)為每個(gè)服務(wù)提供相關(guān)的安全入口。在起始階段存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器 NVM 或服務(wù)寄存 器中。 信任設(shè)備必須儲(chǔ)存在設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù) NVM中。如果入口因故而被刪除 ,那么設(shè)備就看成未知設(shè)備 ,而且被設(shè)為默認(rèn)的訪(fǎng)問(wèn)級(jí)別。 用戶(hù)接口其功能是為實(shí)現(xiàn)授權(quán)而產(chǎn)生的用戶(hù)交互對(duì)話(huà) ,如輸入 PIN 等 ,如果安全管理器需要 PIN ,可以使用對(duì) ESCE 的調(diào)用 ,也可以直接從鏈路管理器中取得。 RFCOMM或其它復(fù)用協(xié)議是需要對(duì)服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)作決定的其它復(fù)用協(xié)議 (如RFCOMM) 以與 L2CAP 同樣的方式查詢(xún)安全管理器 ,但有另外的附加注冊(cè)過(guò)程 ,它允許對(duì)連接到復(fù)用協(xié)議本身的連接去設(shè)置訪(fǎng)問(wèn)策略。 L2CAP 接口要求安全管理器在導(dǎo)入和導(dǎo) 出請(qǐng)求狀態(tài)下有訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的權(quán)利。 HCI/ 鏈路管理器的接口模塊可實(shí)現(xiàn)以下功能 : ①鑒權(quán)請(qǐng)求 。 ②加密控制 。 ③遠(yuǎn)程設(shè)備的名稱(chēng)請(qǐng)求 。 ④在鏈路層設(shè)置加密策略 。 ⑤在鏈路層設(shè)置鑒權(quán)策略。 有一些注冊(cè)過(guò)程是必須的 ,如 :有安全級(jí)別和協(xié)議棧信息的服務(wù)、在 L2CAP 層之上的復(fù)用協(xié)議。注冊(cè)由負(fù)責(zé)在 BT 協(xié)議棧中設(shè)置路徑的實(shí)體完成 ,它的具體實(shí)現(xiàn)取決于注冊(cè)的實(shí)體 ,如果沒(méi)有注冊(cè) ,就使用缺省設(shè)置。該體系結(jié)構(gòu)指出何時(shí)關(guān)聯(lián)用戶(hù) (如輸入 PIN) ,以及為了支持預(yù)期的安全檢驗(yàn)功能底層的藍(lán)牙協(xié)議需要執(zhí)行的動(dòng)作。藍(lán)牙安全體系建立在 L2CAP 層之上 ,它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)的選擇性訪(fǎng)問(wèn)。利用中央安全管理器很容易實(shí)現(xiàn)靈活的訪(fǎng)問(wèn)機(jī)制 ,因?yàn)閰f(xié)議及其它實(shí)體的接口很簡(jiǎn)單 ,并且它們被局限于請(qǐng)求 / 答應(yīng)和注冊(cè)這樣一種過(guò)程 ,訪(fǎng)問(wèn)控制封裝在安全管理器中。因此 ,實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的訪(fǎng)問(wèn)不會(huì)影響其他部分的實(shí)現(xiàn)。 在該體系結(jié)構(gòu)中 ,訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)信任設(shè)備的信息流 ,連接的建立過(guò)程依次為 : (1) HCI 向 L2CAP 發(fā)送連接請(qǐng)求。 (2) L2CAP 請(qǐng)求安全管理器給予訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。 (3) 安全管理器查詢(xún)服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)。 (4) 安全管理器查詢(xún)?cè)O(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)。 (5) 如果有必要 ,安全管理器執(zhí) 行鑒權(quán)和加密過(guò)程。 (6) 安全管理器給予訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。 (7) L2CAP 繼續(xù)建立連接。 藍(lán)牙的安全設(shè)置 藍(lán)牙為確保與有線(xiàn)通信相似的安全性能，它在底層和高層為數(shù)據(jù)的傳輸定義了多種安全模式和安全級(jí)別。藍(lán)牙規(guī)范中定義了三種安全實(shí)現(xiàn)模式 : ?安全模式 1 :無(wú)安全機(jī)制 ?安全模式 2 :服務(wù)級(jí)安全機(jī)制 ?安全模式 3 :鏈路級(jí)安全機(jī)制 安全模式 1 :無(wú)任何安全需求 ,無(wú)須任何安全服務(wù)和機(jī)制的保護(hù)。此時(shí)任何設(shè)備和用戶(hù)都可以訪(fǎng)問(wèn)任何類(lèi)型的服務(wù) 。其典型的應(yīng)用有 :電子名片 (vCard) 的交換、電子日歷 (vCalendar) 等數(shù)據(jù)傳輸。安全模式 2 :對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)應(yīng)用和服務(wù)需要進(jìn)行分別的安全保護(hù) ,包括授權(quán)訪(fǎng)問(wèn)、身份鑒別和加密傳輸。加密和鑒別發(fā)生在邏輯鏈路控制和適配協(xié)議 (L2CA 信道建立之前 ) 。 安全模式 3 :對(duì)所有的應(yīng)用和服務(wù)的訪(fǎng)問(wèn)都需要實(shí)行訪(fǎng)問(wèn)授權(quán)、身份鑒別和加密傳輸。這種模式的鑒服務(wù)層安全模式和鏈路層安全模式的本質(zhì)區(qū)別就在于：對(duì)服務(wù)層安全模式來(lái)說(shuō)，設(shè)備是在通信信道建立以后才開(kāi)始進(jìn)行安全程序的，而對(duì)鏈路層安全模式來(lái)說(shuō)，設(shè)備是在通信信道建立之前就開(kāi)始進(jìn)行安全程序的。 藍(lán)牙的安全級(jí)別 藍(lán)牙定義了兩類(lèi)安全級(jí)別，即設(shè) 備安全級(jí)別和服務(wù)安全級(jí)別。 1 設(shè)備的安全級(jí)別對(duì)于設(shè)備而言，它有兩種不同的信任級(jí)別：①信任設(shè)備：設(shè)備已鑒權(quán)，鏈路密鑰已保存在設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)中，并標(biāo)記為 信任 。信任設(shè)備一般是有固定關(guān)系 (配對(duì) )的，它可不受限制地訪(fǎng)問(wèn)所有服務(wù)；②非信任設(shè)備：設(shè)備已鑒權(quán)，鏈路密鑰已保存在設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)中，但沒(méi)有標(biāo)記為 信任 。非信任設(shè)備沒(méi)有永久固定關(guān)系 (或是臨時(shí)的 )，或有固定關(guān)系但并不認(rèn)為它是信任的設(shè)備，它對(duì)服務(wù)的訪(fǎng)問(wèn)要受到一定的限制。另外，未知設(shè)備也是未非信任 設(shè)備，它沒(méi)有有效的安全信息。 2 服務(wù)的安全級(jí)別對(duì)于請(qǐng)求授權(quán)的服務(wù)、鑒權(quán)和加密可分別地設(shè)置。訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求允許定義 3種安全級(jí)別：①要求授權(quán)和鑒權(quán)的服務(wù)，自動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)只允許對(duì)信任設(shè)備進(jìn)行，其它設(shè)備需要用人工授權(quán)；②僅僅要求鑒權(quán)的服務(wù)，無(wú)須授權(quán)；③對(duì)所有設(shè)備開(kāi)放的服務(wù)，不要求鑒權(quán)。另外，藍(lán)牙還定義了缺省安全級(jí)別，用于提供繼承應(yīng)用的需要。 藍(lán)牙技術(shù)的安全機(jī)制 藍(lán)才技術(shù)的無(wú)線(xiàn)傳輸特性使它非常容易受到攻擊，因此安全機(jī)制在藍(lán)才技術(shù)中顯得尤為重要。雖然藍(lán)牙系統(tǒng)所采用的跳頻技術(shù)已經(jīng)提供了一定的安全保障，但是藍(lán)才系統(tǒng)仍然需要鏈路層和應(yīng)用層的安全管理 。在鏈路層中，藍(lán)才系統(tǒng)使用認(rèn)證、加密和密鑰管理等功能進(jìn)行安全控制。在應(yīng)用層中，用戶(hù)可以使用個(gè)人標(biāo)識(shí)碼 (PIN)來(lái)進(jìn)行單雙向認(rèn)證。 3. 設(shè)備鑒權(quán) 藍(lán)才設(shè)備的鑒權(quán)是指對(duì)藍(lán)才設(shè)備用戶(hù)身份的鑒別和確認(rèn)，可防比對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)和功能的非法訪(fǎng)問(wèn)，也可防比黑客試圖偽裝成授權(quán)用戶(hù)進(jìn)行欺騙。首先，校驗(yàn)者向申請(qǐng)者發(fā)送一個(gè) LMP_ au_ rand PDU(其中帶有一個(gè) 16字節(jié)的隨機(jī)數(shù) )進(jìn)行詢(xún)問(wèn)，申請(qǐng)者用這個(gè)隨機(jī)數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，并在 LMP_ sres PDU 中把運(yùn)算的結(jié)果返回給校驗(yàn)者。如果返回的結(jié)果符合要求，那么校 驗(yàn)者就認(rèn)為申請(qǐng)者是一個(gè)通過(guò)鑒權(quán)的設(shè)備。當(dāng)然，校驗(yàn)者和申請(qǐng)者的角色可以互換，進(jìn)行反向鑒權(quán)。 加密是在發(fā)送端將數(shù)據(jù)按一定的規(guī)律擾亂后再進(jìn)行傳送，到接收端再通過(guò)解密進(jìn)行復(fù)原，這樣可以保持鏈路中的機(jī)密性，以防門(mén)他人竊聽(tīng)。藍(lán)牙要求你為每一臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備設(shè)置訪(fǎng)問(wèn)密碼，只有提供正確訪(fǎng)問(wèn)密碼的藍(lán)牙設(shè)備才可以處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。藍(lán)牙采用密匙為數(shù)據(jù)加密，如圖二所示。在進(jìn)行藍(lán)牙設(shè)備的初始設(shè)置時(shí)，密匙被存入加密芯片。接收信息時(shí)，加密芯片利用密鑰對(duì)信息加密 。發(fā)送信息時(shí)，加密芯片再利用密匙對(duì)信息解密。網(wǎng)絡(luò)中，只有那些擁有相同加 密芯片和密匙的藍(lán)才設(shè)備才能讀懂信息，其他沒(méi)有密匙的用戶(hù)并不能解密任何信息。 快跳頻 跳頻就是不同的頻進(jìn)之間迅速而隨機(jī)地跳變，這將非常有利于保證數(shù)據(jù)的安全性和完招性，因?yàn)槿绻谝粋€(gè)頻進(jìn)上遇到干擾，就可以迅速跳到可能沒(méi)有干擾的另一個(gè)頻進(jìn)上工作 。如果在一個(gè)頻進(jìn)傳送的信號(hào)因受到干擾而出現(xiàn)了差錯(cuò)，就可以跳到另一個(gè)頻進(jìn)上重發(fā)。藍(lán)才的運(yùn)行方式不僅能夠保證數(shù)據(jù)出錯(cuò)時(shí)允許重發(fā)，而目 _還能保證重發(fā)必定是在不同的頻進(jìn)上進(jìn)行的。 藍(lán)牙技術(shù)把 ISM頻段分判成 79個(gè)跳頻信進(jìn)，以每秒 1600次的偽隨機(jī)跳頻序列，在 79個(gè)信 進(jìn)之間改變頻率。如果在某個(gè)頻率點(diǎn)上有強(qiáng)大的干擾，那么受其影