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Bluetoothテクノロジーはどのように機能しますか?



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Bluetoothテクノロジーはどのように機能しますか?

Bluetoothは、複数のデバイスをワイヤレスで接続するための短距離の方法です。 Bluetoothテクノロジーの本来の目的は、ワイヤレスヘッドセットを作成することでした。オリジナルのデザインは、ヨハン・ウルマンの2つの発明からインスピレーションを得ました。 1999年に、最初の民生用Bluetoothデバイスであるハンズフリーモバイルヘッドセットが一般に公開されました。多くの人々は、Bluetoothデバイスがケーブルなしでどのように接続して相互作用できるのか正確に疑問に思っています。 Bluetooth接続の設定は簡単ですが、その背後にあるテクノロジーは複雑です。



接続する

接続Bluetoothテクノロジー helovi /ゲッティイメージズ

2つのデバイスが接続を形成する必要がある場合、2つのレベルで合意する必要があります。物理的なレベルでは、デバイスは相互に情報を送信するための何らかの方法が必要です。 Bluetoothは、2.4GHz周波数付近の無線信号を介してこれを実現します。プロトコルレベルでは、両方のデバイスに、両方が理解できる一連のコマンドと応答が必要です。 Bluetoothは、マスター/スレーブアーキテクチャでパケットベースのプロトコルを使用します。基本的に、これは、1つのデバイスがネットワーク上の他のデバイスを制御し、データを小さなパッケージに分割して通信できることを意味します。



周波数

周波数Bluetoothテクノロジー onurdongel /ゲッティイメージズ

Bluetoothデバイスは、低電力の電波を介して送信することで相互に通信します。通常、Bluetoothは2.402GHzおよび2.480GHzに沿って送信します。ベビーモニター、ガレージドア開閉装置、一部のコードレス電話などの他のデバイスもこれらの周波数を使用します。これらの周波数を使用できるデバイスは多数あるため、Bluetoothネットワークに干渉する可能性があります。 Bluetoothテクノロジは、スペクトラム拡散周波数ホッピングを使用することでこれを回避します。これは複雑に聞こえますが、実際には、Bluetoothネットワーク上で通信するために単一のデバイスが79の個別の周波数間でランダムにバウンスすることを意味します。これにより、2つのデバイスが同じ周波数になることはめったになく、同じ周波数になっている場合はすぐに新しい周波数に移動します。



速度

音楽を聴く

Bluetoothデバイスの世代ごとに、利用できる速度制限が異なります。 Bluetoothのデータ速度は、メガビット/秒(Mbps)の測定値を使用します。この用語は、慣れていない人にとっては抽象的なように見えるかもしれませんが、業界標準です。参考までに、ダイヤルアップ接続は毎秒56キロビットで動作しました。メガビットは1000キロビットに相当します。第1世代のBluetoothデバイスは、最大速度1Mbpsしか処理できませんでした。 Bluetooth 5.1としても知られる現世代のBluetoothは、最大2Mbpsを処理できます。これは、低速のインターネット接続に相当します。ただし、Bluetoothには圧縮規格も含まれているため、実際には、同等の速度のWi-Fiやその他のワイヤレス接続よりも高速に同じ情報を送信できます。



ピコネット

piconetsBluetoothテクノロジー オンフォクス/ゲッティイメージズ

1つのBluetoothネットワークに最大8台のデバイスを接続できます。 BluetoothデバイスがBluetoothネットワークの10メートルの範囲に入ると、すべてのBluetoothデバイスを制御するマスターデバイスと電子的に会話します。これは自動的に行われ、通常はユーザーからの入力は必要ありません。 Bluetoothネットワークは、パーソナルエリアネットワーク(PAN)またはピコネットです。さらに、ネットワーク上の各デバイスは相互に干渉しないように周波数ホップするため、2つのBluetoothピコネットが同じ10メートルの範囲に存在する可能性があります。



電子会話

音楽を聴いて屋外で一緒に親友

Bluetoothデバイスが持つ電子会話中に、各デバイスはいくつかの情報を交換します。主に、メーカーがBluetoothデバイスを作成するときに、アドレスを割り当てます。デバイスがBluetoothネットワークに接続する必要がある場合、デバイスは無線信号を送信して、アドレスを持つ他のデバイスからの応答を要求します。アドレスを持つ他のデバイスは、これらの同じ無線信号に沿って応答し、ピコネットを形成します。



スキャッターネット

スキャッターネットBluetoothテクノロジー vm /ゲッティイメージズ

Bluetoothデバイスの周波数ホップ機能のおかげで、干渉なしに複数のBluetoothピコネットを近接してセットアップすることができます。 1つのピコネットのマスターを2番目のピコネットのスレーブにすることができます。これは、2つのネットワークが連携して動作できるようになったことを意味します。 2番目のネットワークは最初のネットワークのマスターを制御するため、最初のネットワークに命令することができます。相互接続されたピコネットのこのシステムはスキャッターネットです。



セキュリティモード

携帯電話による非接触型決済

ワイヤレス接続は、有線接続よりも安全性が低いことで有名です。ただし、Bluetoothネットワークにはいくつかのレベルのセキュリティがあります。



  • セキュリティモード1は安全ではありません。
  • セキュリティモード2は、接続するサービスとデバイスを決定するセキュリティマネージャを制御します。
  • セキュリティモード3では、すべての接続に認証と暗号化が義務付けられています。
  • セキュリティモード4は、セキュリティマネージャに制御を提供しますが、セキュリティルールをカスタマイズするための追加オプションがあります

守秘義務

機密のBluetoothテクノロジー PeopleImages /ゲッティイメージズ

理論的には、どのデバイスでもBluetoothデバイスが使用する無線信号を受信して​​読み取ることができるため、デバイスが送信する情報を暗号化することが重要です。暗号化を提供するのは2つだけですが、3つの暗号化モードがあります。暗号化モード1は、ネットワークの情報に暗号化がないことを意味します。暗号化モード2は、個々のキーを使用して、個々のデバイスに送信される情報を暗号化します。暗号化モード3は、マスターリンクキーを使用して、ネットワーク上で送信されるすべての情報を暗号化します。

サービスレベルと信頼レベル

ブルートゥース技術を信頼する anyaberkut /ゲッティイメージズ

Bluetoothには、他のセキュリティオプションに加えて、2つのレベルの信頼と3つの異なるレベルのセキュリティサービスの機能も含まれています。 Bluetoothデバイスは信頼されているか信頼されていないかのどちらかです。通常、信頼できるデバイスは別のデバイスと関係があり、ネットワークへのフルアクセスがあります。ネットワークは、サービスのセキュリティレベルに応じて、信頼できないデバイスのアクセスを制限します。セキュリティレベルは1から3の範囲で、1つが最も安全です。

セキュリティリスク

ブルートゥーステクノロジーセキュリティ hocus-focus /ゲッティイメージズ

多くのセキュリティ対策が講じられていますが、悪意のある個人がBluetoothネットワークを覗き見して、情報を盗んだり制御したりする可能性があります。

  • Bluesnarfingは、Bluetoothデバイスへの接続を強制し、デバイスに含まれるデータを盗みます。また、デバイスのID情報を盗む可能性もあります。
  • ブルージャックは、攻撃者がBluetoothデバイスにメッセージを送信して、デバイスの所有者に応答を促すときに発生します。
  • Bluebuggingは、デバイスのファームウェアの欠陥を使用して、Bluetoothを介してデバイスにコマンドを送信しています。これにより、攻撃者はデバイスを完全に制御できます。
  • 車のささやきは、Bluetooth車のオーディオの流れを制御できます。スピーカーから音声を送信したり、マイクから音声を受信したりできます。
  • サービス拒否は、Bluetoothインターフェイスを使用できなくし、デバイスのバッテリーを消耗させる攻撃です。
  • ファジング攻撃は、Bluetoothデバイスの無線に送信された欠陥のあるデータまたは奇妙なデータを使用して、デバイスがどのように応答するかを確認します。