دانش و فناوری پیشنهاد سردبیر

فناوری بلوتوث چطور کار می‌کند؟ هرآنچه باید درباره بلوتوث بدانیم

همانطور که در دنیای امروزی سطح ارتباط دستگاه‌های الکترونیکی با یکدیگر روزبه‌روز بیشتر می‌شود، ما از فناوری‌های متعددی استفاده می‌کنیم که به حفظ برقراری ارتباط ما با دوستان و خانواده‌مان کمک کنند.

گرچه بسیاری از فناوری‌ها آمده و رفته‌اند ولی بلوتوث، یک استاندارد ارتباط بی‌سیم که از سیگنال‌های رادیویی استفاده می‌کند به یکی از متداول‌ترین پروتکل‌های در حال استفاده تبدیل شده است.

نحوه عمل فناوری بلوتوث چطور است

این فناوری بی‌سیم صفحه کلید و ماوس را به کامپیوترهای ما متصل می‌کند. بلوتوث همچنین گوشی‌های ما را به ماشین‌هایمان متصل می‌کند تا از جدیدترین پادکست‌ها در طول مسیر روزانه خود از خانه به محیط کار بی‌خبر نمانیم.

زمانی که هر نوع دو دستگاهی نیاز به برقراری ارتباط با یکدیگر داشته باشند، آن‌ها پیش از این که گفتگو بتواند شروع شود باید روی چند موضوع توافق کنند.

اولین موضوع توافق فیزیکی است: آیا آن‌ها به کمک سیم یا سیگنال‌های سیمی با یکدیگر صحبت می‌کنند؟ اگر از سیم استفاده می‌کنند نیاز به چند سیم است، یک، دو، هشت یا ۲۵؟ زمانی که در مورد بخش فیزیکی ماجرا تصمیم گرفته شد، چندین سوال شکل می‌گیرد:

در آن واحد چه مقدار داده ارسال خواهد شد؟ به عنوان مثال، درگاه‌های سریالی در یک زمان یک بیت داده می‌فرستند در حالی که درگاه‌های موازی می‌توانند در آن واحد چند بیت بفرستند.

آن‌ها چطور با یکدیگر صحبت خواهند کرد؟ تمامی اعضای شرکت‌کننده در یک گفتگو الکترونیکی باید بدانند بیت‌ها چه معنایی دارند و آیا پیامی که دریافت می‌کنند همان پیامی است که فرستاده شده است یا نه.

معنای این حرف توسعه مجموعه‌ای از فرامین و پاسخ‌ها است که به اسم یک پروتکل شناخته می‌شوند.

بلوتوث برای این سوالات یک راه‌حل پیشنهاد می‌دهد. در ادامه مطلب روکیدا قصد دارد اطلاعات بیشتری در مورد بلوتوث در اختیار شما بگذارد. ابتدا ما بررسی می‌کنیم بلوتوث چطور یک ارتباط بی‌سیم به وجود می‌آورد.

نحوه ایجاد یک ارتباط بی‌سیم توسط بلوتوث

بلوتوث با حذف نیاز به مداخله کاربر و حفظ توان ارسال در حد فوق‌العاده پایین برای صرفه‌جویی در مصرف باتری، شبکه‌سازی در محدوده کوچک را به سطح دیگری می‌رساند. بلوتوث الزاما یک استاندارد شبکه‌سازی است که در دو سطح کار می‌کند:

  • یک توافق در سطح فیزیکی فراهم می‌کند. بلوتوث یک استاندارد فرکانس رادیویی است.
  • یک توافق در سطح پروتکل فراهم می‌کند که در آن محصولات روی زمان فرستادن بیت‌ها، تعداد بیت‌هایی که در یک زمان فرستاده خواهد شد و چطور طرفین شرکت‌کننده در مذاکره می‌توانند مطمئن شوند پیام دریافتی با ارسالی یکی است، توافق می‌کنند.

بزرگ‌ترین مزیت‌های بلوتوث بی‌سیم، کم هزینه و خودکار بودن آن است. راه‌های دیگری نیز برای برقراری ارتباط با استفاده از سیم وجود دارد از جمله ارتباط مادون قرمز. مادون قرمز (IR) به امواج نوری با یک فرکانس پایین‌تر از حدی اشاره می‌کند که چشم انسان بتواند دریافت کرده و تفسیر کند.

از مادون قرمز اکثرا در سیستم‌های کنترل از راه دور تلویزیون استفاده می‌شود. ارتباط‌های مادون قرمز نسبتا قابل اعتماد هستند و استفاده از آن‌ها در یک دستگاه هزینه زیادی ندارد ولی چندین عیب دیده می‌شود.

ابتدا، مادون قرمز یک فناوری «خط دید» است. به عنوان مثال، باید کنترل از راه دور را به سمت تلویزیون یا دی‌وی‌دی پلیر بگیرید تا کار کند. دومین عیب این است که مادون قرمز تقریبا همیشه یک فناوری «یک به یک» است. می‌توانید داده‌ها را بین کامپیوتر و لپ‌تاپ خود بفرستید، ولی در همان زمان امکان فرستادن از روی لپ‌تاپ به دستیار دیجیتای شخصی (PDA) وجود ندارد.

این دو ویژگی مادون قرمز در واقع در بعضی از موارد مفید است. چون دریافت‌کننده‌ها و ارسال‌کننده‌های مادون قرمز باید در یک ردیف با یکدیگر قرار گیرند، تداخل بین دستگاه‌ها دیده نمی‌شود. طبیعت یک به یک ارتباط‌های مادون قرمز در مواقعی مفید است که می‌توانید مطمئن شوید پیام حتی در یک اتاق پر از دریافت‌کننده‌های مادون قرمز تنها به پذیرنده مورد نظر خواهد رسید.

بلوتوث می‌تواند در مقایسه با سیستم‌های مادون قرمز کارهای بیشتری انجام دهد. این فناوری می‌تواند چندین دستگاه را به یکدیگر متصل کند و برای کار نیاز به خط دید ندارد. اجازه دهید در ادامه پس از علت نام‌گذاری بوتوث نحوه عملکرد شبکه‌سازی بلوتوث را توضیح دهیم.

چرا این فناوری بلوتوث نام دارد؟

هارالد بلوتوث پادشاه دانمارک در اواخر سال‌های ۹۰۰ پس از میلاد بود. او موفق شد دانمارک و بخشی از نروژ را به شکل یک قلمروی سلطنتی واحد متحد کند و سپس دین مسیحیت را به دانمارک آورد.

او به یادبود والدین خود کتیبه رونی Jelling غول‌پیکری را از خود به جا گذاشت. او در سال ۹۸۶ میلادی در یک نبرد با پسرش اسون ریش‌چنگالی کشته شد.

انتخاب نام او برای اسم این استاندارد نشان می‌دهد چقدر شرکت‌های مهم ناحیه اسکاندیناوی (از جمله دانمارک، سوئد، نروژ و فنلاند) برای صنعت ارتباطات مهم هستند، حتی با آن که این اسم اطلاعات کمی در مورد نحوه عمل این فناوری در اختیار ما می‌گذارد.

نحوه عمل بلوتوث

شبکه ایجاد شده توسط بلوتوث داده‌ها را از طریق امواج رادیویی با توان پایین انتقال می‌دهد. این شبکه در فرکانس ۲.۴۵ گیگاهرتز (در واقع دقیق بگوییم بین ۲۴۰۰ گیگاهرتز و ۲.۴۸۳.۵ گیگاهرتز) ارتباط برقرار می‌کند.

این باند فرکانس یکی از فرکانس‌های مفیدی است که توسط توافق بین‌المللی برای استفاده دستگاه‌های صنعتی، علمی و پزشکی (ISM) در نظر گرفته شده است.

یک تعداد از دستگاه‌هایی که ممکن است در حال استفاده از آن‌ها باشید از مزیت استفاده از همین باند فرکانس رادیویی برخوردار هستند. نسل جدید تلفن‌های بدون سیم، بازکننده‌های در گاراژ، مانیتور اتاق کودک همگی از فرکانس‌های حاضر در باند ISM استفاده می‌کنند.

اطمینان از این که بلوتوث و سایر دستگاه‌ها در کار یکدیگر تداخل ایجاد نمی‌کنند یک بخش مهم از فرآیند طراحی است.

گرچه سازمان Bluetooth Special Interest Group (SIG) می‌گوید از این فناوری می‌توان در محدوده بیشتر از ۳۲۸۱ فوت (یک کیلومتر) استفاده کرد، یکی از راه‌هایی که دستگاه‌های بلوتوث از تداخل با سیستم‌های دیگر جلوگیری می‌کنند فرستادن سیگنال‌های بسیار ضعیف در حدود ۱۰۰ میلی‌وات است.

استفاده از این توان پایین محدوده یک دستگاه بلوتوثی را به حدود ۶۵۶.۲ فوت (۲۰۰ متر) محدود می‌کند، در نتیجه احتمال تداخل بین سیستم کامپیوتر و تلفن پرتابل یا تلویزیون کاربر کم می‌شود.

بلوتوث حتی با توان پایین به خط دید بین دستگاه‌های در حال برقراری ارتباط نیاز ندارد. دیوارهای خانه شما جلوی یک سیگنال بلوتوث را نخواهند گرفت و در نتیجه این استاندارد برای کنترل چندین دستگاه در اتاق‌های مختلف مفید است.

بلوتوث می‌تواند همزمان چندین دستگاه را مدیریت کند. با توجه به حضور تمامی این دستگاه‌ها در یک شعاع ۳۲ فوت (۱۰ متر) ممکن است فکر کنید با یکدیگر تداخل خواهند داشت ولی بعید است چنین اتفاقی رخ دهد.

بلوتوث از تکنیکی به اسم فرکانس طیف گسترده استفاده می‌کند که به ندرت به واسطه آن اتفاق می‌‎افتد که بیشتر از یک دستگاه در آن واحد در یک فرکانس داده بفرستند.

در این تکنیک، یک دستگاه از ۷۹ فرکانس انتخاب فردی تصادفی در یک محدوده مشخص شده استفاده می‌کند که به صورت منظم به فرکانس دیگر عوض می‌شود.

در رابطه با بلوتوث باید بگوییم، فرستنده‌ها هر ثانیه فرکانس‌ها را ۱۶۰۰ مرتبه تغییر می‌دهند، به عبارت دیگر دستگاه‌های بیشتری می‌توانند از برش محدود طیف رادیویی استفاده کامل کنند.

از آن جایی که هر فرستنده بلوتوث به صورت خودکار از فرستادن داده توسط طیف گسترده استفاده می‌کند، بعید است دو فرستنده در آن واحد در یک فرکانس مشابه باشند.

همین تکنیک، ریسک تداخل مانیتورهای کودک یا گوشی‌های پرتابل با دستگاه‌های بلوتوث را به حداقل می‌رساند، چون هر گونه دخالت در یک فرکانس خاص تنها کسری از ثانیه دوام خواهد داشت.

زمانی که دستگاه‌های مجهز به فناوری بلوتوث در محدوده یکدیگر قرار می‌گیرند، یک گفتگوی الکترونیکی رخ می‌دهد تا مشخص شود آیا آن‌ها برای به اشتراک‌گذاری با یکدیگر داده‌ای دارند یا یکی از آن‌ها نیاز به کنترل دیگری دارد یا نه.

کاربر نیازی به فشار دادن یک دکمه یا فرمان دادن ندارد چون این گفتگو الکترونیکی خودکار رخ می‌دهد. زمانی که گفتگوها رخ داده است، دستگاه‌ها چه بخشی از سیستم کامپیوتری یا استریو باشند یا نه، یک شبکه به وجود می‌آورند.

سیستم‌های بلوتوث یک شبکه منطقه شخصی (PAN) یا پیکونت (piconet) به وجود می‌آورند که ممکن است فضای یک اتاق را پر کند یا محدوده‌ای را بپوشاند که بیشتر از فضای بین یک گوشی همراه در جیب و هدست روی سر شما نیست.

زمانی که پینکوت برقرار شد، اعضا تصادفا پرش فرکانس را به صورت هماهنگ انجام می‌دهند تا بتوانند در تماس با یکدیگر باشند و از دیگر پیکونت‌هایی که ممکن است در یک اتاق مشابه در حال فعالیت باشند، خودداری کنند.

پیکونت‌های بلوتوث

یک اتاق مدرن معمولی نشیمن را با وسایل مدرن داخل آن تصور کنید. یک سیستم سرگرمی، یک دی‌وی‌دی پلیر، تلویزیون و شاید یک اسپیکر هوشمند در آن قرار دارد و ممکن است همچنین یک گوشی هوشمند، یک گوشی تلفن بی‌سیم و یک لپ‌تاپ نیز باشد.

هر کدام از این سیستم‌ها از بلوتوث استفاده می‌کنند و هر یک برای گفتگو بین واحد اصلی و دستگاه‌های جانبی پیکونت مخصوص به خود را به وجود می‌آورند.

نحوه عمل فناوری بلوتوث چطور است

گوشی تلفن بی‌سیم یک فرستنده بلوتوثی در انتهای خود و یکی دیگر در هندست دارد. سازنده هر واحد را با یک آدرس برنامه‌ریزی کرده است که در محدوده آدرس‌هایی قرار می‌گیرد که برای یک دستگاه خاص ثبت شده‌اند.

زمانی که ابتدا قسمت انتهایی روشن می‌‎شود، سیگنال‌های رادیویی می‌‎فرستد که از هر کدام دستگاه‌های دیگر با یک آدرس در یک محدوده خاص درخواست پاسخ می‌کند. از آن جایی که هندست آدرسی در همان محدوده دارد پاسخ می‌دهد و یک شبکه کوچک به وجود می‌آید.

حالا، حتی اگر یکی از این دستگاه‌ها یک سیگنال از سیستم دیگری دریافت کند، آن را نادیده خواهد گرفت چون در محدوده همان شبکه نیست.

همین اتفاق ممکن است برای سیستم سرگرمی و لپ‌تاپ رخ دهد یعنی در محدوده آدرس‌هایی که توسط شرکت‌های سازنده مشخص شده است شبکه‌هایی تشکیل دهند.

زمانی که شبکه‌ها به وجود آمدند، این سیستم‌ها شروع به صحبت می‌کنند. هر پیکونت تصادفا در بین فرکانس‌های موجود پرش می‌کند، بنابراین تمامی پیکونت‌ها کاملا از یکدیگر مجزا هستند.

حالا در اتاق نشیمن سه شبکه جداگانه شکل گرفته است که هر کدام از دستگاه‌هایی ساخته شدند که آدرس فرستنده‌هایی که باید به آن گوش کنند و آدرس دریافت‌کننده‌هایی که باید با آن صحبت کنند را می‌دانند.

از آن جایی که هر شبکه فرکانس در حال استفاده خود را هزاران مرتبه در ثانیه تغییر می‌دهد، بعید است که دو شبکه در آن واحد در یک فرکانس مشابه باشند.

حتی اگر چنین اتفاقی رخ دهد، تداخل ایجاد شده تنها کسری از ثانیه دوام خواهد داشت و نرم‌افزار طراحی شده برای اصلاح چنین خطاهایی اطلاعات اشتباه را حذف می‌کند.

امنیت بلوتوث

در بین هر مجموعه شبکه بی‌سیم، امنیت یک موضوع نگران‌کننده است. دستگاه‌ها به سادگی می‌توانند امواج رادیویی را از محیط اطراف دریافت کنند، بنابراین افرادی که توسط یک ارتباط بی‌سیم اطلاعات حساس را می‌‎فرستند باید محتاط باشند تا از قطع نشدن این سیگنال‌ها مطمئن شوند.

فناوری بلوتوث نیز از این قضیه مستثنی نیست، یک فناوری بی‌سیم و بنابراین مستعد جاسوسی و دسترسی از راه دور است، درست همانطور که وای‌فای اگر شبکه امن نباشد مستعد چنین خطری است.

گرچه، در مورد بلوتوث باید بگوییم که طبیعت خودکار اتصال که یک مزیت بزرگ از نظر وقت و تلاش است، می‌توانند همچنین برای افرادی سودمند باشد که قصد دارند بدون اجازه برای شما داده بفرستند.

بلوتوث چند حالت امنیتی گوناگون دارد و شرکت سازنده هر دستگاه مشخص می‌کند در گجت مجهز به بلوتوث از کدام حالت استفاده شود. در تقریبا تمامی موارد، کاربران بلوتوث می‌توانند فهرستی از «دستگاه‌های مورد اعتماد» درست کنند که بدون نیاز به اجازه با آن‌ها تبادل داده باشند.

زمانی که هر دستگاه دیگری سعی کند با گجت کاربر ارتباط برقرار کند، کاربر باید تصمیم به اجازه دادن یا ندادن به آن بگیرد.

امنیت در سطح سرویس و امنیت در سطح دستگاه در همکاری با یکدیگر قرار می‌گیرند تا از دستگاه‌های بلوتوثی در مقابل انتقال داده بدون اجازه محافظت شود.

روش‌‌های امنیتی شامل روند شناسایی هویت و اجازه دادن می‌شود که استفاده از سرویس‌های بلوتوث را برای کاربر ثبت‌نام شده محدود می‌کند و کاربران ملزم می‌شوند برای باز کردن یک فایل یا پذیرفتن انتقال داده تصمیم آگاهانه بگیرند.

تا زمانی که در گوشی کاربر یا دستگاه دیگری این تدابیر به کار گرفته می‌شود، دسترسی ناخواسته بعید است رخ دهد. یک کاربر همچنین  به سادگی می‌تواند حالت بلوتوث خود را روی گزینه «غیرقابل شناسایی» قرار دهد و کلا جلوی ارتباط با سایر دستگاه‌های بلوتوثی را بگیرد.

اگر یک کاربر از شبکه بلوتوث به طور کلی برای همگام‌سازی دستگاه‌ها در خانه استفاده کند، این کار می‌تواند یک گزینه خوب برای جلوگیری از هر گونه احتمال رخنه امنیتی در زمان حضور در بین عموم باشد.

با این حال، ویروس‌نویسان گوشی‌های همراه اولیه از فرآیند برقراری ارتباط خودکار بلوتوث برای فرستادن فایل‌های آلوده استفاده کردند.

گرچه، از آن جایی که اکثر گوشی‌ها از یک ارتباط امن بلوتوث استفاده می‌کنند که پیش از پذیرش داده از یک دستگاه ناشناخته به تایید هویت و اجازه دادن نیاز دارد، فایل آلوده معمولا سرانجامی نخواهد داشت.

زمانی که ویروس به گوشی همراه یا گوشی هوشمند کاربر می‌رسد، کاربر باید موافق با باز کردن یا نصب آن باشد. این قضیه تا الان باعث شده است اکثر ویروس‌نویسان گوشی‌های همراه از این طریق نتوانند آسیب زیادی به کاربر هدف خود وارد کنند.

مشکلات دیگری مانند «bluejacking»، «bluebugging» و «car whisperer» به عنوان مشکلات امنیتی مربوط به بلوتوث نام خود را مطرح کردند.

Bluejacking شامل کاربران بلوتوث می‌شود که به سایر کاربران بلوتوث در آن محدوده پیام می‌فرستند. گرچه اطلاعات حساس ممکن نیست فاش شوند ولی پیام‌های ناخواسته ممکن است روی گوشی شما ظاهر شود.

Bluesnarfing شبیه به مشکل قبلی است ولی پیام فرستاده شده شامل یک کد می‌شود که گوشی پذیرنده را مجبور به پاسخ می‌کند و نتیجه آن فرستادن اطلاعات فهرست مخاطب است.

Bluebugging به هکرها اجازه می‌دهد از راه دور به گوشی یک کاربر دسترسی داشته باشند و از امکانات آن استفاده کنند از جمله برقراری تماس و فرستادن پیامک و کاربر نسبت به آن‌ها بی اطلاع است. Blueborne نیاز به متقاعد کردن کاربر در روشن کردن دستگاه دارد که پس از آن هکر می‌تواند نمایشگر دستگاه او و اپلیکیشن‌‎های آن را کنترل کند.

Car whisperer به مشکلی اشاره می‌کند که از ناتوانی مالک ماشین در تغییر پین شرکت سازنده در سیستم سرگرمی دارای فناوری بلوتوث داخل ماشین آن‌ها استفاده می‌کند.

این قضیه به هکرها اجازه می‌دهد به دستگاه مورد نظر صدا بفرستند و صدا دریافت کنند. این آسیب‌پذیری‌های امنیتی مانند یک حفره امنیتی کامپیوتر یک نتیجه غیرقابل گریز از نوآوری فناوری است و شرکت‌های سازنده دستگاه‌ها برای رسیدگی به مشکلات جدید در هنگام بروز آن‌ها به‌روزرسانی‌هایی را برای فریم‌ورک‌ها منتشر می‌کنند.

کاربران همچنین می‌توانند با تغییر رمز عبور و پین پیش‌فرض دستگاه خود سطح امنیت آن را افزایش دهند و به صورت پیش‌فرض حالت بلوتوث خود را روی گزینه غیرقابل شناسایی بگذارند.

منبع: electronics.howstuffworks.com

مطالب مرتبط

چرا وان‌پلاس ۷ پرو یک گوشی هوشمند با ارزش است؟ با نظرات سایر کاربران آشنا شوید

محمد امین نعمتی

گوشی گلکسی S11e سامسونگ از ۵G و شارژ سریع پشتیبانی خواهد کرد

محمد امین نعمتی

به‌روزرسانی بعدی اندروید ۱۰ بتا برای گلکسی نوت ۱۰ سامسونگ منتشر شد

محمد امین نعمتی

گوشی تاشو بعدی سامسونگ دوربین ۱۰۸ مگاپیکسل و لنز پریسکوپ با زوم ۵ برابر دارد

محمد امین نعمتی

تصاویر جدید دو گوشی گلکسی Note 10 Lite و S10 Lite منتشر شدند

محمد امین نعمتی

تصاویر گلکسی A71 ظاهر شبیه به گوشی نوت ۱۰ را نشان می‌دهند

محمد امین نعمتی

گوشی گلکسی اس ۱۱ پلاس سامسونگ یک باتری ۵۰۰۰ میلی‌آمپر ساعت دارد

محمد امین نعمتی

تصاویر جدید گوشی OnePlus 8 Lite نمایشگر حفره‌‌ای و برآمدگی مستطیلی دوربین را نشان می‌دهند

محمد امین نعمتی

دوربین سلفی گوشی nova 6 5G هوآوی در دنیای گوشی‌های هوشمند بهترین است

محمد امین نعمتی

سری گوشی‌های nova 6 رسما معرفی شدند؛ شارژ سریع ۴۰ وات و نمایشگر حفره‌ای

محمد امین نعمتی

سایت DxOMark به دوربین جلو گوشی نوکیا ۷.۲ امتیاز متوسط را داد

محمد امین نعمتی

نسل بعدی آیفو‌ن‌های اپل از حسگر اولترا سونیک جدید کوآلکام استفاده می‌کنند

محمد امین نعمتی

گوشی آیفون ۱۱ پرو حتی برخلاف میل کاربران داده‌های موقعیت آن‌‌ها را جمع‌آوری می‌کند

محمد امین نعمتی

اولین گوشی سامسونگ با اندروید ۱۰ گوشی گلکسی Note 10+ 5G خواهد بود

محمد امین نعمتی

رندهای گوشی گلکسی A91 ظاهر آن را شبیه به گلکسی نوت ۱۰ نشان می‌دهند

محمد امین نعمتی

کوآلکام از چیپست‌های اسنپ‌دراگون ۸۶۵ و ۷۶۵ و فناوری جدید حسگر اثرانگشت خود رونمایی کرد

محمد امین نعمتی

بررسی تمامی شایعات مربوط به گوشی گلکسی اس ۱۱ سامسونگ

محمد امین نعمتی

گوشی گلکسی اس ۱۱ پلاس عجیب‌ترین آرایش دوربین را خواهد داشت

محمد امین نعمتی

دیدگاه شما چیست؟