Беспроводная борьба№51(170)/24.12.2001

Александр ВОЛОХА alex_frost@ukr.net
В последнее время появляется все больше сообщений о распространении
беспроводных сетей на основе Wi-Fi (802.11b) и Bluetooth. Однако
одной из негативных сторон этих технологий является их уязвимость к
взлому и возможность доступа к конфиденциальной информации. Решению
проблемы может помочь стандарт беспроводной связи DECT, давно
использующийся и заслуживший достаточно большую популярность.
Борцы за радиочастоты
Возникающие проблемы безопасности сетей и, в частности, беспроводных
сетей, заставляет специалистов задумываться о том, достаточен ли
уровень конфиденциальности информации, передаваемой по ним. Несмотря
на то, что стандарт Wi-Fi повсеместно распространен, подтверждением
чему является постоянное появление под него новых продуктов от
ведущих производителей аппаратного обеспечения, уровень его
безопасности оставляет желать лучшего. Поэтому в прессе все чаще
появляется сообщения о переносе акцентов в сторону более защищенных
стандартов. В этих статьях в основном фигурирует название такого
распространенного стандарта радиоудлинителей, как DECT.
Хотя многим параметры Bluetooth и Wi-Fi хорошо известны, напомню их
для сравнения со стандартом DECT. Итак, свободно ориентирующиеся в
этих вопросах специалисты могут пропустить следующие несколько
абзацев.
Прежде немного истории. Началось все в 1994 году, когда компания
Ericsson инициировала разработку технологии беспроводной связи
периферийных устройств и компьютера. Логическим завершением
исследований стало утверждение стандарта Ericsson Mobile
Communication. Работу в данном направлении продолжали вести, и в
1998 году была образована Special Interest Group (SIG), куда вошли
ведущие производители аппаратного и программного обеспечения, среди
которых Ericsson, Nokia, Sony, Philips, Intel, Toshiba, IBM,
Microsoft и др. Данная группа поставила своей целью разработать
стандарт беспроводной связи Bluetooth.
В 1997 г. IEEE (Институт инженеров электриков и электронщиков —
прим. ред.) опубликовал стандарт IEEE 802.11, который явился одним
из первых международных стандартов для беспроводных сетей. Он
обеспечивал пропускную способность до 2 Mбит/с. Через 2 года, в
1999-м, был утвержден новый стандарт — 802.11b «High Rate»,
позволяющий достичь скоростей передачи данных до 11 Mбит/с. В таком
виде он и «дошел» до нашего времени. Он же известен как Wi-Fi.
В 1992 году ETS (European Telephone System) утвердила стандарт
ETS-300175, впоследствии переименованный в DECT (Digital Enhanced
Cordless Telecommunications). Основной целью его разработки,
пожалуй, была необходимость уподобить стандарт беспроводных
удлинителей стандарту GSM. Предполагалось, что стандарты
радиоудлинителей DECT и сотовых телефонов GSM в скором будущем
сольются в один общий, который позволит переключаться мобильным
телефонам на домашнюю базовую станцию с целью экономии средств на
связь.
Общим для этих трех стандартов является то, что все они определяют
работу на первых двух уровнях семиуровневой модели OSI. (Эталонная
модель OSI представляет собой 7-уровневую сетевую иерархию (рис. 1),
разработанную Международной организацией по стандартам
(International Standardization Organization — ISO) — прим. ред.).
Основные параметры этих стандартов, наиболее интересные для
пользователей, — это радиус действия, количество точек доступа,
защищенность информации и цена реализации конечных устройств. Именно
об этом и пойдет речь в дальнейшем. Сравнительные характеристики
стандартов приведены в таблице 1.
Одно из основных преимуществ Bluetooth и 802.11b над DECT состоит в
том, что они работают на частотах ISM (Industry, Science&Medicine),
которые не требуют лицензирования во многих странах мира (Украина не
в их числе ). Этот частотный диапазон, как видно из аббревиатуры,
предназначен для нужд индустрии, науки и медицины. Также несомненным
преимуществом этих стандартов является то, что они поддерживают
большее количество приемопередатчиков и большую скорость передачи.
Неоспоримыми достоинствами DECT, которые перекрывают его недостатки,
— гораздо больший радиус действия (range) и, несомненно, большая
защищенность этого стандарта от несанкционированного доступа.
Давайте рассмотрим, как происходит передача информации отдельно в
каждом из вышеуказанных стандартов. Для начала возьмем Bluetooth.
При возникновении индустриальных помех для устойчивой работы данная
технология использует псевдослучайное переключение между
подканалами, спектральная ширина каждого из которых составляет 1
MГц. При этом уменьшается вероятность потери отдельного пакета
данных при сильном зашумлении выбранного подканала. Минимальная
частота переключения между подканалами составляет 2.5 скачка в
секунду, а максимальная — 1500. Такое псевдослучайное переключение
называется frequency hopping (FH).
В стандарте 802.11b переключение между каналами происходит
приблизительно так же, как и в Bluetooth. Передатчик и приемник
настраиваются на каналы разной частоты в некоторой
последовательности, являющейся фиксированной и заданной определенным
алгоритмом. Весь доступный диапазон разделяется на 79 поддиапазонов,
каждый из которых имеет ширину в 1 MГц. Обычно существуют три набора
из 26 частот, при этом минимальная частота переключения составляет
2.5 скачка в секунду. Приемник и передатчик синхронно каждые
несколько миллисекунд перестраиваются на различные несущие, в
соответствии с алгоритмом, задаваемым псевдослучайной
последовательностью. Псевдослучайная последовательность переключения
между каналами задается производителем аппаратного обеспечения и не
может быть изменена на протяжении срока эксплуатации. Уникальное
свойство каждого приемника и передатчика — все они имеют свои
собственные алгоритмы переключения между несущими, что определяет
механизм разрешения коллизий. Это значит, что каждый передатчик в
системе передает на своей определенной частоте в определенный момент
времени, по истечении которого переключается на иную несущую,
вероятность переключения других передатчиков на которую очень мала.
В случае совпадения несущих передатчиков, они переключаются на
следующие в последовательности частоты.
Под DECTовку
В отличие от рассмотренных выше стандартов, чьи приемники непрерывно
прослушивают эфир на заданной поднесущей, базовая станция (БС) DECT
постоянно излучает сигнал, который может быть зафиксирован
мобильными DECT-трубками. Стандарт DECT относится к типу
транкинговой связи, это означает, что выбор свободного канала
происходит динамически, по мере потребности в нем (рис. 2). БС DECT
постоянно измеряет уровень сигнала в каналах. При обнаружении
сигнала, который выше некоторого порогового значения, происходит
резервирование выбранного канала и передача информации по нему.
Сканирование и измерение сигнала в канале осуществляются не реже
одного раза каждые 30 секунд. В том случае, если канал очень
зашумлен, и по нему практически невозможно передавать информацию,
происходит автоматическое переключение (handover) на любой из
свободных каналов, в котором уровень сигнала удовлетворяет условию
устойчивого соединения.
Сканирование радиочастотного диапазона БС протекает постоянно как
фоновый процесс и не мешает передаче данных от/на другие абонентские
трубки.
Главной отличительной особенностью стандарта DECT от остальных
является его защищенность от доступа извне. Это достигается за счет
того, что передача БС содержит служебную информацию об идентификации
БС. На ее основе каждая абонентская трубка определяет: имеет ли она
права доступа в эту сеть. И в случае, если ответ положительный, то
связь устанавливается. Если DECT-трубка имеет доступ в систему, то
она посылает запрос на так называемую прописку в системе. БС
определяет принадлежность трубки к сети и в случае положительного
решения выделяет канал для связи с DECT-трубкой. Коды идентификации
и прописки не передаются, а вычисляются по специальным, прошитым
производителями в БС и абонентских трубках алгоритмам, что сводит на
нет возможность перехвата кода и несанкционированного доступа к
сети.
Если же в области работы абонентской трубки оказалось более одной
БС, к которым она имеет доступ, то она измеряет уровень сигнала и
подключается к той БС, мощность сигнала от которой больше.
В технологии Bluetooth вообще не предусмотрены механизмы прописки
(registration) и аутентификации (authentication), что позволяет
практически без проблем подключить к сети постороннее устройство для
доступа к передаваемой информации.
Заключение
Несомненно, работы над совершенствованием каждой из описанных мной
технологий продолжаются. Для DECT, пожалуй, наибольшим недостатком
является скорость передачи данных, которая в настоящий момент не
удовлетворяет потребителя. Во-вторых, явная недоработка —
необходимость в лицензировании диапазона частот, что в конечном
счете влияет на цену устройств. Но если говорить о преимуществах
этого стандарта, то они с лихвой окупают все недостатки. Ведь
разработка новых стандартов не предусматривается из-за отсутствия
свободного диапазона частот (особое мнение автора, которое мы всегда
уважаем — прим. ред. :-)).
Вполне возможно, что один из описанных стандартов займет лидирующее
положение, вытеснив остальные. А может быть, как раз наоборот, все
три сегментируют рынок и создадут свои ниши. Что кажется наиболее
очевидным — рассмотренные нами стандарты породят новую технологию,
которая будет сочетать в себе все преимущества вышеописанных.