Bluetooth Low Energy ist in vielen Geräten implementiert, die wir heute verwenden

Bluetooth Low Energy (BLE) revolutioniert die drahtlose Kommunikation durch energieeffiziente Datenübertragung. Mit dem zunehmenden Einsatz tragbarer und smarter Geräte wird BLE immer wichtiger, da es Konnektivität ohne hohen Energieverbrauch ermöglicht. Dieses Protokoll ist besonders wichtig für kleine, batteriebetriebene Geräte, die nur gelegentlich Daten senden oder empfangen müssen – ideal für moderne Technologie-Ökosysteme.

Bei der Verwendung von batteriebetriebenem Sender und Empfänger kommt es zu Übertragungsunterbrechungen und Problemen, die durch ein neues Datenübertragungsprotokoll Bluetooth Low Energy (BLE) zur Energieeinsparung gelöst wurden. 

Bluetooth Low Energy (BLE) ist Teil von Bluetooth 4.0, das auch erste Bluetooth-Protokolle und Hochgeschwindigkeits-Bluetooth umfasst. Im Vergleich zu Bluetooth ist BLE auf einen geringeren Stromverbrauch bei ähnlicher Reichweite ausgelegt. BLE ist eine noch nicht verwendete Technologie und überträgt nur bei Bedarf kurze Datenmengen. Diese Technologie reduziert den Energieverbrauch deutlich und eignet sich daher ideal für Anwendungen, bei denen eine konstante und langfristige Verbindung mit niedrigen Datenraten erforderlich ist. BLE eignet sich perfekt für eine TV-Fernbedienung, jedoch nicht für ein drahtloses Medienübertragungsgerät, das große Datenmengen übertragen muss.

Bluetooth Low Energy ist in vielen Geräten implementiert, die wir heute verwenden.

Von Smartphones, Smart-TVs und fortschrittlichen Technologien wie medizinischen Geräten bis hin zu gewöhnlichen Geräten wie unseren Kaffeemaschinen nutzt jeder BLE.

Was bietet BLE?

• Bietet plattformübergreifende Kommunikation: Es kann problemlos über eine große Anzahl von Geräten mit Android, iOS, Linux und Windows Phone übertragen werden
• Bessere Pairing-Geschwindigkeit 
• Helfen Sie dabei, über längere Zeiträume in Kontakt zu bleiben
• Deutlich geringere Implementierungskosten
• Energieeffizienz

Das BLE-Protokoll wird in folgenden Szenarien eingesetzt: Daten werden selten übertragen und über einen langen Zeitraum verarbeitet. Insbesondere ist der Einsatz von Dual-Mode-BLE-Geräten in Smartphones, Tablet-PCs und Laptops möglich. Single-Mode-Geräte können in vielen Bereichen eingesetzt werden. Dazu gehören Geräte aus den Bereichen Gesundheit, Automatisierung, Analyse und Management.

Viele Aufgaben lassen sich lösen, wenn weitere einstufige BLE-Geräte im Umkreis des zweistufigen Moduls definiert werden. Zu diesen Geräten gehören Signalgeräte, die den Besitzer über die Entfernung zu Taschen, Handtaschen, Brieftaschen, tragbaren Verpackungen und anderen persönlichen Gegenständen mit BLE-Modul informieren. Diese Schlüsselanhänger mit BLE eignen sich hervorragend als Signalgeber für Kinder, um zu verhindern, dass das Gerät an überfüllten Orten verloren geht.

Der stabile Betrieb und der geringe Stromverbrauch des BLE-Protokolls machen es zu einem möglichen Ersatz für NFC, insbesondere für RFID-Tags. Die kombinierte Nutzung von BLE und NFC erscheint jedoch attraktiver. Ersteres ermöglicht einen großen Radius bei stabilem Betrieb, Letzteres ist für die logische Kopplung verantwortlich und bietet dank der geringen Reichweite zuverlässigen Schutz. 

Diese Spezifikation wird in Smart-Home-Systemen verwendet.

Die Bedienung der Geräte über Bluetooth mit geringem Stromverbrauch ermöglicht es dem Verbraucher, Türen und Tore aus der Ferne zu öffnen und andere Mechanismen aus großer Entfernung zu bedienen, ohne die Batterie über ein kabelloses und kompaktes Bedienfeld wechseln zu müssen. 

Darüber hinaus ermöglicht die Implementierung eines BLE-Moduls in ein stets griffbereites Smartphone die Steuerung beliebiger Geräte und Zubehörteile des Smart Homes aus angemessener Entfernung über gekoppelte Kanäle. Oder die Verbindung mit einem Touchpanel zur Fernsteuerung aus einem anderen Raum.  

BLE sieht auf dem Papier gut aus, aber was passiert in der Praxis?

Das ist aus Sicherheitsgründen eine gute Frage. Das Problem ist, dass BLE nur ein Protokoll ist. Hersteller sollten BLE sicher in ihre Geräte integrieren. Wir wissen, dass selbst das beste Verschlüsselungsprotokoll nicht funktioniert, wenn der Zufallszahlengenerator nicht zufällig genug ist. Dasselbe gilt für BLE. Daher liegt die Sicherheit von BLE in den Händen der Verantwortlichen.

Während bei der Entwicklung aller Bluetooth Low Energy-Geräte vor allem die Verbesserung des Benutzererlebnisses im Vordergrund stand, stand die Sicherheit im Entwicklungsprozess an letzter Stelle?

Schauen wir uns die drei Hauptschwachstellen an, denen BLE seine Benutzer aussetzen kann:

Abhören: Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei „Listenern“ um ein Drittgerät, das den Datenaustausch zwischen zwei gekoppelten Geräten abhört. Eine Verbindung zwischen zwei gekoppelten Geräten stellt eine Vertrauenskette dar. Diese Kette wird unterbrochen, wenn eines der Geräte entfernt wird. Ein Angreifer kann die Gerätenummer verwenden, um auf andere Bluetooth-Geräte zuzugreifen. Selbst wenn die Verschlüsselungs-/Entschlüsselungsschlüssel entfernt wurden, kann ein Angreifer die Offline-PIN mithilfe eines Bluetooth-Sniffer (basierend auf der Geräte-ID) erzwingen. Sobald die PIN vorliegt, kann das Gerät leicht gehackt werden. 

Man-in-the-Middle-Angriffe (MITM) greifen mit einem Drittanbietergerät an, das ein legitimes Gerät simuliert. Dabei werden zwei legitime Geräte angegriffen, um eine Verbindung vorzutäuschen, während legitime Geräte mit einem Simulator (dem Medium) verbunden sind. Diese Art von Angriff ermöglicht es einem Angreifer/Personifizierer, auf alle zwischen den Geräten ausgetauschten Daten zuzugreifen und diese zu manipulieren, indem er sie löscht oder verändert, bevor sie das entsprechende Gerät erreichen.

Denial-of-Service- und Fuzzing-Angriffe. Da die meisten drahtlosen Geräte heutzutage mit eingebauten Akkus betrieben werden, besteht bei ihnen das Risiko von Service-Denial-Angriffen (DoS). DoS-Angriffe setzen das System häufigen Ausfällen aus, die zur vollständigen Entladung des Akkus führen können. Auch Blurred-Angriffe führen zu Systemabstürzen, da ein Angreifer beschädigte oder nicht standardmäßige Daten an das Funkgerät eines Bluetooth-Geräts senden und dessen Antwort testen kann, was das Gerät möglicherweise verwirrt. 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Bluetooth Low Energy ein Protokoll ist, das speziell für Geräte mit begrenzter autonomer Energiequelle entwickelt wurde, die mehrere Tage oder Wochen lang ohne Aufladen Informationen senden müssen. Smartphones, Tablet-PCs und Laptops sind mit Dual-Mode-BLE-Modulen ausgestattet. Single-Mode-BLE-Module werden in kleinen elektronischen Geräten und Zubehör wie Herzfrequenzmessern oder Näherungsschlüsseln eingesetzt.

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