摘要：藍牙是一種支持設備短距離通信的無線電技術，近年來已經成為研究的熱點問題并獲得了廣泛的應用。本文從藍牙技術的起源和特點講起，詳細介紹了藍牙系統(tǒng)的組成、藍牙技術的信息安全機制和藍牙技術的組網(wǎng)方案，最后對藍牙技術的發(fā)展做了展望。

關鍵詞：藍牙系統(tǒng)組成信息安全機制組網(wǎng)方案

1藍牙技術概況

1.1藍牙的起源

藍牙的名字來源于10世紀丹麥國王HaraldBlatand，因為他十分喜歡吃藍梅，所以牙齒每天都帶著藍色。藍牙將當時的瑞典、芬蘭與丹麥都統(tǒng)一了起來。1999年12月1日，藍牙特殊利益集團——BluetoothSIG了藍牙技術最新標準1.0B版。發(fā)展至今，加盟的公司已超過2000多家。一項公開的全球統(tǒng)一的技術規(guī)范能得到工業(yè)界如此廣泛的關注和支持是前所未有的。當然，這主要得益于藍牙技術本身所具有的廣闊應用前景和誘人的商機。

1.2藍牙技術的特點

當今信息化的一個重要方面就是因特網(wǎng)(Internet)和移動通信(mobilecommunication)的迅猛發(fā)展。它使得人們的生活方式、工作方式以及思維方式都發(fā)生了巨大的變化，同時也刺激人們對電腦以外的各種數(shù)據(jù)源和網(wǎng)絡服務的需求日益增長。智能家庭網(wǎng)絡的出現(xiàn)和發(fā)展給信息社會注入了新的生機和活力，而藍牙(Bluetooth)技術的日趨成熟無疑給這個新的浪潮起到了推波助瀾的作用。

一、藍牙網(wǎng)絡的前景

家庭網(wǎng)絡是指在家庭和社會的信息網(wǎng)絡相連之前，將家庭內部所有的信息設備連接起來而形成的網(wǎng)絡。顯然，連接家庭網(wǎng)絡最理想的技術是無線通信技術，它用微波取代了傳統(tǒng)網(wǎng)絡中錯綜復雜的電纜。目前，關于該技術有不少產品和標準，如Butterfly,Diamond,Proxim,Shavewave等公司的產品，其中最具有代表性的是Bluetooth和HomeRF兩種技術。Bluetooth的優(yōu)勢在于全球標準的統(tǒng)一，具有互操作性，以及能非常方便地實現(xiàn)快速、靈活、安全、低成本、低功耗的數(shù)據(jù)和語音通信，因此Bluetooth技術在家庭無線網(wǎng)絡系統(tǒng)中的發(fā)展?jié)摿薮?。系統(tǒng)設計藍牙的載波選用在全球公用的2.4GHz工科醫(yī)學（ISM）頻帶，并采用跳頻擴譜技術（FHSS）。跳頻速率為1600次/s，以2.45GHz為中心頻率最多可得到79個1MHz帶寬的信道。藍牙設備采用的是GFSK調制技術，其傳輸速率為1Mb/s，實際有效速率最高可達721Kb/s，傳輸距離為10m。語音傳輸采用連續(xù)可變斜率調制編碼（CVSD）技術，通信協(xié)議則采用時分多址（TDMA）協(xié)議。遵循Bluetooth協(xié)議的各類數(shù)據(jù)和語音設備都能夠以無線方式接入到公共網(wǎng)絡系統(tǒng)中（如Internet,Intranet）序的干擾。

二、藍牙技術

藍牙技術是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無線連接為基礎，為固定與移動設備通信環(huán)境建立一個特別連接。其程序寫在一個9x9mm的微芯片中。例如，如果把藍牙技術引入到移動電話和膝上型電腦中，就可以去掉移動電話與膝上型電腦之間的令人討厭的連接電纜而而通過無線使其建立通信。打印機、PDA、桌上型電腦、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數(shù)字設備都可以成為藍牙系統(tǒng)的一部分。除此之外，藍牙無線技術還為已存在的數(shù)字網(wǎng)絡和外設提供通用接口以組建一個遠離固定網(wǎng)絡的個人特別連接設備群。藍牙工作在全球通用的2.4GHzISM(即工業(yè)、科學、醫(yī)學）頻段。藍牙的數(shù)據(jù)速率為1Mb/s。時分雙工傳輸方案被用來實現(xiàn)全雙工傳輸。ISM頻帶是對所有無線電系統(tǒng)都開放的頻帶，因此使用其中的某個頻段都會遇到不可預測的干擾源。例如某些家電、無繩電話、汽車房開門器、微波爐等等，都可能是干擾。為此，藍牙特別設計了快速確認和跳頻方案以確保鏈路穩(wěn)定。跳頻技術是把頻帶分成若干個跳頻信道（hopchannel），在一次連接中，無線電收發(fā)器按一定的碼序列（即一定的規(guī)律，技術上叫做"偽隨機碼"，就是"假"的隨機碼）不斷地從一個信道"跳"到另一個信道，只有收發(fā)雙方是按這個規(guī)律進行通信的，而其他的干擾不可能按同樣的規(guī)律進行干擾；跳頻的瞬時帶寬是很窄的，但通過擴展頻譜技術使這個窄帶寬成百倍地擴展成寬頻帶，使干擾可能的影響變成很小。與其它工作在相同頻段的系統(tǒng)相比，藍牙跳頻更快，數(shù)據(jù)包更短，這使藍牙比其它系統(tǒng)都更穩(wěn)定。FEC（ForwardErrorCorrection，前向糾錯）的使用抑制了長距離鏈路的隨機噪音。應用了二進制調頻（FM）技術的跳頻收發(fā)器被用來抑制干擾和防止衰落。藍牙基帶協(xié)議是電路交換與分組交換的結合。在被保留的時隙中可以傳輸同步數(shù)據(jù)包，每個數(shù)據(jù)包以不同的頻率發(fā)送。一個數(shù)據(jù)包名義上占用一個時隙，但實際上可以被擴展到占用5個時隙。藍牙可以支持異步數(shù)據(jù)信道、多達3個的同時進行的同步話音信道，還可以用一個信道同時傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音。每個話音信道支持64kb/s同步話音鏈路。異步信道可以支持一端最大速率為721kb/s而另一端速率為57.6kb/s的不對稱連接，也可以支持43.2kb/s的對稱連接。

三、藍牙網(wǎng)絡系統(tǒng)組成

[論文關鍵詞]藍牙（Bluetooth）跳頻通

[論文摘要]藍牙計劃基本上是一個無線傳輸?shù)挠媱?，不需要透過實質線路，在一定的距離范圍內，可以傳輸可觀的資料量，當然這種無線傳輸并不像行動電話那樣數(shù)十公里內皆可傳達，而是數(shù)十至數(shù)百公尺內的短距離無線傳輸。此外可傳輸?shù)难b置不限于手機，只要有裝設藍牙收發(fā)模塊的裝置都可以使用藍牙傳輸，眼前的構想即是讓其它的行動裝置都可以使用藍牙傳輸。

一、前言

越來越多數(shù)字電子產品借著新科技提升本身的性能和實力。以目前發(fā)展的趨勢來看，未來消費性電子產品將有兩個重要的發(fā)展指標，一是使用藍牙技術這類開放技術，以無線，局域網(wǎng)絡，可攜帶式設備成為網(wǎng)絡體的延伸。另一項則是內存規(guī)格的統(tǒng)一，加密以及輕量化應用。

無論您喜不喜歡，“藍牙計劃”這個名詞幾乎已到了無孔不入的境界，不論是商業(yè)財經臺還是一般大眾電視臺，都不只一次以上報導這個計劃的進展與新聞，話雖如此，但卻很少人了解此計劃的原意與來龍去脈，只知道有這樣一個計劃正如火如荼地進行，且聲勢浩大、似乎充滿無限希望?？深A見的，未來與藍牙計劃相關的新聞只會更多，因為計劃正一步步實現(xiàn)中。

藍牙(Bluetooth)簡單講就是一種電信、計算機的無線傳輸技術。單從字面上很難了解藍牙是個怎么樣的技術，他不像“GSM”一樣可以望文生義。簡單的說藍牙是一種無線網(wǎng)絡與消費性電子產品之通訊技術，透過無線傳輸和基頻模塊構成，其快速響應和跳頻系統(tǒng)的特性使無線傳輸更佳穩(wěn)定?？梢詰迷诟鞣N電子產品如：筆記型計算機、行動電話、數(shù)字相機和其它相類似電子產品等。

摘要：介紹了藍牙技術的體系結構及特點，并結合Transilica公司生產的Onechip藍牙產品TR0700單芯片，分析了硬件實現(xiàn)模式。

關鍵詞：藍牙技術硬件實現(xiàn)鏈路管理與控制跳頻

藍牙技術是一項新興的技術。它的主要目的是在全世界建立一個短距離的無線通信標準。它使用2.4GHz～2.5GHz的ISM（IndustrionScientifcMedical）頻段來傳送話音和數(shù)據(jù)。運用成熟、實用、先進的無線技術來代替電纜，它提供了低成本、低功耗的無線接口，使所有固定和移動設備通過微微網(wǎng)PAN（PersonalAreaNetwork）連接起來，諸如：計算機系統(tǒng)、家庭影院系統(tǒng)、無繩電話系統(tǒng)、通信設備等，相互通信，實現(xiàn)資源共享。藍牙技術支持多種電子設備之間的短距離無線通信，這種通信不需要任何線纜，亦不需要用戶直接手工干涉；每當一個嵌入了藍牙技術的設備發(fā)覺另一同樣嵌入藍牙技術的設備，它們就能自動同步，相互通信，實現(xiàn)資源共享。

1藍牙的結構體系

藍牙協(xié)議棧的體系結構如圖1所示。它是由底層硬件模塊，中間層和高端應用層三大部分組成。

1.1藍牙的底層模塊

摘要：根據(jù)2003年藍牙世界大會上的信息，就目前藍牙技術的現(xiàn)狀及發(fā)展作一探討。

關鍵詞：藍牙現(xiàn)狀發(fā)展

藍牙(Bluetooth)是由東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無線數(shù)字通信的技術標準。其目標是實現(xiàn)最高數(shù)據(jù)傳輸速度1Mb／s(有效傳輸速度為721kb／s)、最大傳輸距離為10米，用戶不必經過申請便可利用2．4GHz的ISM(工業(yè)、科學、醫(yī)學)頻帶，在其上設立79個帶寬為1MHz的信道，用每秒鐘切換1600次的頻率、滾齒方式的頻譜擴散技術來實現(xiàn)電波的收發(fā)。

目前，藍牙標準化集團BluetoothSIG(特別興趣小組)的成員企業(yè)數(shù)已達到2000家以上。除了原創(chuàng)的5家廠商之外，包括康柏(Compaq)、戴爾(Dell)、摩托羅拉(Motorola)、Qualcom、BMW及卡西歐(Casio)等均已加入，所有廠商已達成知識產權共享的協(xié)議，以推廣此項技術。在技術標準方面，藍牙協(xié)會已在1999年7月推出Bluetooth1．0之標準。而我國亦至少有12家廠商、組織已加入Bluetooth國際聯(lián)盟，同時國內也在1999年初成立國內的BluetoothSIG，以促進技術引進、市場及技術資訊擴展、應用推廣等工作。

1目前藍牙技術的現(xiàn)狀

1．1發(fā)展迅速，應用廣泛

一、藍牙技術的發(fā)展現(xiàn)狀

從1998年提出藍牙技術以來，藍牙技術的發(fā)展異常迅速。藍牙Bluetooth作為一種新的短距離無線通信技術標準，受到全世界越來越多工業(yè)界生產廠家和研究機構的廣泛關注。成立了世界藍牙組織BluetoothSIG，采用技術標準公開的策略來推廣藍牙技術，現(xiàn)已發(fā)展成為一個相當大的工業(yè)界高新技術標準化組織，全球支持藍牙技術的2000多家設備制造商都已經成為它的會員，一項公開的、全球統(tǒng)一的技術規(guī)范得到了工業(yè)界如此廣泛的關注和支持在以往是罕見的。藍牙是取代數(shù)據(jù)電纜的短距離無線通信技術，可以支持物體與物體之間的通信，工作頻段是全球開放的2.4GHz頻段，可以同時進行數(shù)據(jù)和語音傳輸，傳輸速率可達到10Mb/s，使得在其范圍內的各種信息化設備都能實現(xiàn)無縫資源共享。藍牙技術的應用被認為非常廣泛而且極具潛力。它可以應用于無線設備(如PDA、手機、智能電話、無繩電話)、圖像處理設備(照相機、打印機、掃描儀)、安全產品(智能卡、身份識別、票據(jù)管理、安全檢查)、消費娛樂(耳機、MP3、游戲)汽車產品(GPS、ABS、動力系統(tǒng)、安全氣袋)、家用電器(電視機、電冰箱、電烤箱、微波爐、音響、錄像機)、醫(yī)療健身、建筑、玩具等領域。藍牙行業(yè)對于市場的持續(xù)增長感到欣慰，現(xiàn)在沒有人再質疑它的生命力。2002年，400余種藍牙產品的銷量總共達到了3000萬件；而2003年的數(shù)字是2002年的2倍。In-Stat/MDR公司預測，藍牙市場的規(guī)模在2007年將膨脹到6億件。愛立信技術授權公司的總裁MariaKhorsand表示：“在如此艱難的經濟環(huán)境下，藍牙是少數(shù)仍在增長的產品之一”。

雖然藍牙技術發(fā)展迅速，應用廣泛，市場前景良好，但藍牙技術目前的現(xiàn)狀，特別從2003年的藍牙世界大會所暴露的問題來看，前景仍然不容樂觀。雖然目前藍牙技術在業(yè)界受到廣泛的關注，但是仍未獲得消費者的足夠認可。在進行藍牙產品的銷售過程中，沒有很好地為消費者解釋為什么要使用藍牙技術，因為消費者只想使用可行的無線技術，而并不是過分關心它的類別。目前藍牙技術1.0的標準還只能傳輸1Mbit/s的語音和數(shù)據(jù)，但是2003年推出的藍牙技術2.0標準的傳輸速率可達到12Mb，它還將采用智能跳頻技術可以與1.0的標準兼容。購買了藍牙設備的顧客首先要花幾個小時的時間來研究菜單、配對藍牙設備和設置規(guī)則，然后才能連接兩個藍牙系統(tǒng)，使用起來極不方便?；ゲ僮餍允撬型ㄐ旁O備的重要特性，藍牙產品也不例外。從理論上說只要通過了產品的一致性和互連性測試，互操作性問題就可以得到解決。在目前充滿競爭的無線標準市場，要指明藍牙的未來并不是一件容易的事。一方面，藍牙技術需要不斷改進，以適應醫(yī)療電子、工業(yè)控制和家電自動化領域的潛在應用，另一方面，許多人警告，隨著數(shù)據(jù)率的增高，藍牙的市場定位更變得令人困惑。

二、藍牙技術的未來發(fā)展

一項新技術的出現(xiàn)，人們對它抱的期望值往往很高，往往短期內不能令人滿意，這是因為任何新技術的發(fā)展都需要有一個過程，藍牙技術也不例外；技術標準統(tǒng)一，知識產權共享的優(yōu)勢是非常明顯的，相信通過業(yè)界的共同努力，它未來的發(fā)展是不可限量的，從長遠來看可能會超出人們的想象。

芯片價格持續(xù)下降。英國CSR生產的主要藍牙芯片產品，目前售價約為7美元～8美元/顆，隨著公司陸續(xù)推出新產品，預計秋季時將降價至5美元、而年底時降至3美元左右。

1藍牙的結構體系

藍牙協(xié)議棧的體系結構如圖1所示。它是由底層硬件模塊，中間層和高端應用層三大部分組成。

1.1藍牙的底層模塊

底層模塊是藍牙技術的核心模塊，所有嵌入藍牙技術的設備都必須包括底層模塊。它主要由鏈路管理層LMP（LinkManagerProtocol）、基帶層BB（BaseBand）和射頻RF（RodioFraquency）組成。其功能是：無線連接層（RF）通過2.4GHz無需申請的ISM頻段，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的過濾和傳輸；它主要定義了工作在此頻段的藍牙接收機應滿足的需求；其帶層（BB）提供了兩種不同的物理鏈路（同步面向連接路SCOSynchronousConnectionOriented和異步無連接鏈路ACLAsynchronousConnectionLess），負責跳頻和藍牙數(shù)據(jù)及信息幀的傳輸，且對所有類型的數(shù)據(jù)包提供了不同層次的前向糾錯碼FEC（FrequencyErrorCorrection）或循環(huán)沉余度差錯校驗CTC（CyclicRedundancyCheck）；LMP層負責兩個或多個設備鏈路的建立和拆除及鏈路的安全和控制，如鑒權和加密、控制和協(xié)商基帶包的大小等，它為上層軟件模塊提供了不同的訪問入口；藍牙主機控制器接口HCI（HostCntrollerInterface）由基帶控制器、連接管理器、控制和事件寄存器等組成。它是藍牙協(xié)議中軟硬件之間的接口，提供了一個調用下層BB、LM、狀態(tài)和控制寄存器等硬件的統(tǒng)一命令，上、下兩個模塊接口之間的消息和數(shù)據(jù)的傳遞必須通過HCI的解釋才能進行。HCI層以上的協(xié)議軟件實體運行在主機上，而HCI以下的功能由藍牙設備來完成，二者之間通過傳輸層進行交互。

1.2中間協(xié)議層

中間協(xié)議層由邏輯鏈路控制與適配協(xié)議L2CAP（LogicalLinkControlandAdaptationProtocol）、服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP（ServiceDiscoveryProtocol）、串口仿真協(xié)議或稱線纜替換協(xié)議（RFCOM）和二進制電話控制協(xié)議TCS（TelephonyControlprotocolSpectocol）組成。L2CAP是藍牙協(xié)議棧的核心組成部分，也是其它協(xié)議實現(xiàn)的基礎。它位于基帶之上，向上層提供面向連接和無連接的數(shù)據(jù)服務。它主要完成數(shù)據(jù)的拆裝、服務質量控制、協(xié)議的復用、分組的分割和重組（SegmentationAndReassembly）及組提取等功能。L2CAP允許高達64KB的數(shù)據(jù)分組。SDP是一個基于客戶/服務器結構的協(xié)議。它工作在L2CAP層之上，為上層應用程序提供一種機制來發(fā)現(xiàn)可用的服務及其屬性，而服務屬性包括服務的類型及該服務所需的機制或協(xié)議信息。RFCOMM是一個仿真有線鏈路的無線數(shù)據(jù)仿真協(xié)議，符合ETSI標準的TS07.10串口仿真協(xié)議。它在藍牙基帶上仿真RS-232的控制和數(shù)據(jù)信號，為原先使用串行連接的上層業(yè)務提供傳送能力。TCS是一個基于ITU-TQ.931建議的采用面向比特的協(xié)議，它定義了用于藍牙設備之間建立語音和數(shù)據(jù)呼叫的控制信令（CallControlSignalling），并負責處理藍廾設備組的移動管理過程。

一、藍牙的緣起

藍牙計劃基本上是一個無線傳輸?shù)挠媱潱恍枰高^實質線路，在一定的距離范圍內，可以傳輸可觀的資料量，當然這種無線傳輸并不像行動電話那樣數(shù)十公里內皆可傳達，而是數(shù)十至數(shù)百公尺內的短距離無線傳輸。此外可傳輸?shù)难b置不限于手機，只要有裝設藍牙收發(fā)模塊的裝置都可以使用藍牙傳輸，眼前的構想即是讓其它的行動裝置都可以使用藍牙傳輸，包括PDA、筆記型計算機、車用裝置等等。藍牙計劃的發(fā)起，主要是1998年5月，由Ericsson（愛立信，瑞典）、Intel（英特爾，美國）、NOKIA（諾基亞，芬蘭）、IBM（國際商務機器，美國）、TOSHIBA（東芝，日本）等五家公司，共同組織一個“特別參與組織（SIG，SpecialInterestGrou）”稱為BluetoothSIG，以此組織來制定一套短距離的無線傳送、接收的技術規(guī)格。

二、淺談藍牙技術

藍牙計劃雖是1998年開始，但是藍牙的技術根基卻來自1997年制訂完成的無線局域網(wǎng)絡通訊協(xié)議：IEEE-802.11。

藍牙基本上也是運用射頻（RF）方式進行無線通訊，至于使用的頻帶范圍，則是使用2.45GHz，這個無線電頻帶是全世界共同開放、不受法令限制的頻帶，舉凡工業(yè)、科學、醫(yī)療（ISM，Industrial/Scientific/Medical）、甚至微波爐等都是使用2.45GHz的頻帶。

由于這個頻帶被廣泛使用了，那么使用此頻帶進行通訊，絕對是很容易收到干擾的，因此藍牙規(guī)格被設計成可跳頻通訊，能夠在一秒鐘內進行1,600次的跳頻動作，此這樣的動作避免其它通訊的干擾。由于每秒1,600次的快速跳頻，這也使得藍牙無線收發(fā)的數(shù)據(jù)封包不能太長，否則不能滿足如此頻繁的跳頻次數(shù)，所以藍牙短封包、快速跳頻的特性，也使其無線傳輸能抗干擾、更穩(wěn)定通信。

摘要：藍牙是一種支持設備短距離通信的無線電技術，近年來已經成為研究的熱點問題并獲得了廣泛的應用。本文從藍牙技術的起源和特點講起，詳細介紹了藍牙系統(tǒng)的組成、藍牙技術的信息安全機制和藍牙技術的組網(wǎng)方案，最后對藍牙技術的發(fā)展做了展望。

關鍵詞：藍牙系統(tǒng)組成信息安全機制組網(wǎng)方案

一、藍牙技術概況

1.1藍牙的起源

藍牙的名字來源于10世紀丹麥國王HaraldBlatand，因為他十分喜歡吃藍梅，所以牙齒每天都帶著藍色。藍牙將當時的瑞典、芬蘭與丹麥都統(tǒng)一了起來。

1999年12月1日，藍牙特殊利益集團——BluetoothSIG了藍牙技術最新標準1.0B版。發(fā)展至今，加盟的公司已超過2000多家。一項公開的全球統(tǒng)一的技術規(guī)范能得到工業(yè)界如此廣泛的關注和支持是前所未有的。當然，這主要得益于藍牙技術本身所具有的廣闊應用前景和誘人的商機。

摘要此文主要討論藍牙技術中的加密算法和安全措施，并進一步提出

了對于藍牙加密算法所存在的問題的解決方案。

關鍵字藍牙流加密分組加密DESAES

1引言

隨著計算機網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡中的信息安全問題越來越受到廣泛關注。信息安全主要涉及到用戶身份驗證、訪問控制、數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)加密等問題。網(wǎng)絡安全產品大量涌現(xiàn)。雖然各種網(wǎng)絡安全產品的功能多種多樣，但它們無一例外地要使用加密技術。一個好的加密算法首先表現(xiàn)在它的安全性上，一個不安全的算法會使使用它的網(wǎng)絡變得更加脆弱；其次要考慮它在軟硬件方面實現(xiàn)的難易度，不易實現(xiàn)的加密算法是不現(xiàn)實的；第三要看使用此加密算法會不會降低數(shù)據(jù)傳輸速率。

藍牙技術是一種新興的無線網(wǎng)絡標準，它基于芯片提供短距離范圍的無線跳頻通信。它注定會成為一項通用的低成本無線技術，可適用于一系列范圍廣泛的數(shù)據(jù)通信應用。藍牙標準定義了一系列安全機制，從而為近距離無線通信提供了基本的保護。它要求每個藍牙設備都要實現(xiàn)密鑰管理、認證以及加密等功能。此外藍牙技術所采用的跳頻數(shù)據(jù)通信方式本身也是一個防止竊聽的有效安全手段。藍牙加密過程中所用到的加密算法是E0流密碼。但是這種算法存在有一些缺點，128位密鑰長度的E0流加密在某些情況下可通過0（2^64）方式破解。所以對于大多數(shù)需要將保密放在首位來考慮的應用來說，僅僅采用藍牙提供的數(shù)據(jù)安全性是不夠的。