蓝牙通信协议的安全问题分析与改进设计

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1、《信息安全》课程作业蓝牙通信协议的安全问题分析与改进设计学院：计算机学院专业：通信与信息系统年级：2012级学号：2012021495学生姓名：尹恒指导教师：李秦伟目录摘要1第一章绪论21.1研究背景及现状21.1.1蓝牙技术背景21.1.2蓝牙技术研究现状21.1.3蓝牙信息安全面临的威胁31.2论文内容和要做的工作4第二章蓝牙技术概况52.1蓝牙技术简介52.2蓝牙的特点52.3蓝牙通信协议62.3.1蓝牙协议体系62.3.2蓝牙核心协议62.3.2.1基带层62.3.2.2中间链路层72.3.2.3高端应用层8第三章蓝牙安全机制分析及其改进93.1

2、蓝牙安全机制93.1.1应用层的安全机制93.1.2链路层的安全机制93.1.3射频和基带的安全机制103.2蓝牙链路层安全问题分析与改进方案113.2.1PIN码安全问题分析及其改进方案113.2.2鉴权安全问题分析及改进方案123.2.3蓝牙设备地址安全问题分析与改进方案153.2.4蓝牙E0算法安全问题及改进方案15第四章蓝牙应用层增强技术18第五章总结215.1工作总结215.2下一步工作21参考文献23致谢24摘要蓝牙作为一种短距离低功耗无线通信技术，得到了市场的广泛认可，越来越受到人们的青睐。但是随着蓝牙技术被人们广泛的接受，其应用领域的不断

3、扩大和深入，它自身存在的许多问题被一一暴露出来。其中的安全、共存、抗干扰和网络容量问题现在成为了蓝牙技术研究的热点。而本文主要探讨了蓝牙无线通信的安全性问题。本文先对蓝牙标准中的若干关键技术进行了深入研究，然后通过分析蓝牙安全机制，指出了其中的不足之处，最后分析这些不足之处并提出了相应的解决方案。具体研究工作如下：首先分析了蓝牙技术的背景和研究现状，然后一一列出蓝牙信息安全面临的威胁。接着通过对比研究蓝牙通信协议和标准网络通信协议的异同，得出了一个有利于分析安全机制的蓝牙协议层次划分。再根据这种层次划分，研究了蓝牙的蓝牙链路层的安全问题，包括PIN码、鉴

4、权、蓝牙设备地址、E0算法，并就这四个方面着重讨论了蓝牙安全体系中存在的一些安全漏洞并提出相应的解决方案。最后在蓝牙应用层上提供一些安全措施，对用户的通信内容进行保护。关键词：蓝牙，安全，PIN码，鉴权，加密，E0算法25第一章绪论1.1研究背景及现状1.1.1蓝牙技术背景1995年，瑞典爱立信公司率先提出了蓝牙概念，然后于1998年诺基亚、爱立信、IBM、英特尔和东芝等通信公司共同发起了一个全新的、短距离、低功耗的无线技术标准——蓝牙（Bluetooth），并共同创立了蓝牙共同利益集团(BluetoothSIG)。使用蓝牙技术可以替代现有的各种IT设备

5、之间的无线接口，为小型移动设备的无线联网提供了一种解决方案。蓝牙技术意在建立一种全球规范的数据通信与语音通讯的技术标准，其关键特性是：一种建立在低成本之上的无线连接；一种可以在固定设备与移动设备、移动设备与网络连接设备等之间建立的无线通信；这种通信可以方便的连接入因特网。其实质是建立一个共同的无线通信技术标准，使因特网的进一步整合固定设备和移动设备，使得依靠现代技术发展起来的各种轻易携带的移动设备，可以不必依赖固定线路就能够连接上因特网。在更大范围内，电冰箱、微波炉、汽车和餐厅电子点菜单等等其它各式各样的设备也可以通过蓝牙连接与计算机网络进行互联，组成一

6、个巨大的无线通信网以便实现智能化操作。1.1.2蓝牙技术研究现状自从蓝牙共同利益集团创立以来，蓝牙技术的发展异常迅速。蓝牙共同利益集团以开放技术标准的方法来促使更加多厂商和组织加入蓝牙技术联盟，蓝牙共同利益集团已经成为一个全球性的技术标准化组织，全球范围内使用蓝牙技术的3000多家各种厂商已经加盟，现在已经改名为蓝牙推广集团。25中国蓝牙技术发展与应用论坛是我国主要的蓝牙技术讨论平台。中国蓝牙技术发展与应用论坛的参与者多来自企业界、学术界、政府信息部门、各类科学研究单位的工程师、专家、企业家、教授和领导，还有众多的关注蓝牙技术的各界人士。国内的一些制造商

7、与科研机构也积极参与到蓝牙技术标准的制定和推广，论坛经常组织国内各界与蓝牙推广集团SIG的代表举行一系列的专门技术会议，就双方所共同关注的问题进行了认真的讨论，并就双方今后进一步加强联系、共享蓝牙技术信息资源、共同促进蓝牙技术在中国推广与应用等问题达成了一系列共识。1.1.3蓝牙信息安全面临的威胁随着蓝牙技术的日趋成熟——通信速率的提高、蓝牙芯片集成度的提升和系统开发成本的降低等，其表现出巨大的市场前景，其发展异常迅猛。但是该技术的应用还面临着一些问题：•蓝牙在许多方面建立了安全机制，但它的安全性还不是很完备，可能会遭遇到许多方面的攻击。在数据通信安全性

8、要求较强的场合，蓝牙的安全性能还存在一定的问题，尚需进一步的改善；•蓝牙工作在全