-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kopplung einer Vorrichtung mit einem Endgerät via Bluetooth. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung mit einer Vorrichtung und einem bluetoothfähigen Endgerät.
-
Zahlreiche Vorrichtungen sind heutzutage mit einer Bluetooth-Schnittstelle ausgestattet und können über diese mit einem Endgerät, beispielsweise einem Smartphone, drahtlos verbunden werden. Zunächst ist hierfür erforderlich, die Vorrichtung mit dem Endgerät gemäß Bluetooth-Standard erstmalig zu koppeln. Dieser Vorgang wird als „pairing“ bezeichnet. Bei diesem Kopplungsvorgang ist es in der Regel erforderlich, dass der Benutzer durch Eingabe einer PIN der Kopplung beider Geräte zustimmt. Grundsätzlich gibt es verschiedene Wege, diese PIN bereitzustellen, beispielsweise kann die PIN in gedruckter Form der zu koppelnden Vorrichtung beiliegen und der Benutzer wird über das Endgerät während des Kopplungsvorgangs aufgefordert, diese einzugeben. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die zu koppelnde Vorrichtung über eine eigene Anzeigevorrichtung beim Kopplungsprozess eine PIN-Nummer ausgibt, die dann seitens des Benutzers an dem Endgerät eingegeben wird. Auch ist es möglich, dass auf dem Endgerät ein Programm vorinstalliert, mittels dessen zur Verifikation der PIN auf eine Website zugegriffen wird.
-
Zwar erlaubt der Bluetooth-Standard regelmäßig nur die Kopplung eines Endgeräts mit der jeweiligen Vorrichtung, jedoch ist die Bluetooth-Verbindung zwischen den beiden Geräten für Dritte sichtbar. Hierdurch sind derartige Verbindungen leicht anzugreifen, beispielsweise durch einen MITM-Angriff (englisch für „Man in the middle“). Zudem sind die PIN-Nummern häufig nur vierstellig, sodass Dritte sich mit der jeweiligen Vorrichtung mittels Durchprobierens (englisch auch „Brüte Force Attack“ genannt) die zur Kopplung erforderliche PIN-Nummer beschaffen können. Insgesamt ist der bekannte Kopplungsvorgang vergleichsweise unsicher. Die Verwendung von längeren PIN-Nummern würde zu einem deutlichen Komfortverlust für den Benutzer führen, da mit der Länge der PIN-Nummer die Wahrscheinlichkeit von Eingabefehlern ansteigt.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, das eine möglichst sichere Bluetooth-Kopplung einer Vorrichtung mit einem Endgerät bei möglichst großem Benutzerkomfort gewährleistet. Des Weiteren besteht die Aufgabe darin, eine entsprechende Anordnung vorzuschlagen.
-
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass die Vorrichtung, ein mobiler Inhalator, insbesondere eine E-Zigarette ist, eine bluetoothfähige Schnittstelle sowie mindestens ein elektrisch steuerbar eingerichtetes Leuchtmittel umfasst, und wobei das Endgerät mindestens einen lichtempfindlichen optoelektronischen Sensor aufweist, umfassend die Schritte: Positionieren der Vorrichtung und des Endgeräts innerhalb der maximalen Bluetooth-Funkreichweite, Herstellen einer Sichtverbindung zwischen dem Leuchtmittel der Vorrichtung und dem Sensor des Endgeräts, Versetzen der Vorrichtung und des Endgeräts in einen Kopplungsbereitschaftsmodus, Generieren einer Kodierungssequenz und Aussenden derselben als Lichtsignal mittels des Leuchtmittels der Vorrichtung, Empfangen des Lichtsignals mittels des optoelektronischen Sensors des Endgeräts und Umwandeln desselben in eine Empfangskodierungssequenz, Übertragen der Empfangskodierungssequenz mittels Bluetooth von dem Endgerät an die Vorrichtung, Prüfen der über Bluetooth an die Vorrichtung übertragenen Empfangskodierungssequenz durch Vergleich mit der Kodierungssequenz und falls der Vergleich eine Übereinstimmung zwischen der Kodierungssequenz und der Empfangskodierungssequenz ergibt, Veranlassen des Bindens der Vorrichtung mit dem Endgerät mittels Bluetooth.
-
Die vorliegende Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen. So ist einerseits eine Kopplung der Vorrichtung mit dem Endgerät nur dann möglich, wenn sich beide in Sichtweite zueinander befinden. Hierdurch wird die Sicherheit gegen andernfalls mögliche Kopplung mit Geräten Dritter deutlich erhöht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Kodierungssequenz mittels des Lichtsignals von der Vorrichtung an das Endgerät übertragen wird. Aufgrund der automatisiert ablaufenden Übertragung der Kodierungssequenz mittels Licht, ist es möglich, entsprechend lange Kodierungssequenzen zwischen der Vorrichtung und dem Endgerät auszutauschen, die eine deutlich erhöhte Sicherheit gegen die eingangs genannten Angriffe bieten. Für den Benutzer bietet der erfindungsgemäße Kopplungsvorgang großen Komfort, da auf eine manuelle Eingabe einer PIN oder der gleichen vollständig verzichtet wird.
-
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Empfang des Lichtsignals eine Kamera des Endgeräts als optoelektronischer Sensor genutzt wird. Dies bietet den Vorteil, dass auf die bei Endgeräten, insbesondere bei mobilen Endgeräten, wie beispielsweise Smartphones, die zumeist ohnehin vorhandene Kamera zum Empfang des Lichtsignals genutzt wird.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kodierungssequenz zufallsgesteuert generiert wird. Die Erzeugung einer zufallsbasierten Kodierungssequenz bietet den Vorteil, dass für jeden Kopplungsvorgang ein neuer separater Code erzeugt wird. Sollten Dritte von der einmal generierten Kodierungssequenz Kenntnis erlangen, beispielsweise durch Mitschneiden der mittels des Leuchtmittels der Vorrichtung ausgesendeten Kodierungssequenz, kann diese für einen erneuten Kopplungsvorgang nicht noch einmal verwendet werden. Auf diese Weise wird die Sicherheit gegen unautorisierte Kopplungsvorgänge zusätzlich erhöht.
-
Eine weitere zweckmäßige Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen der Kodierungssequenz derart erfolgt, dass die Kodierungssequenz redundante Anteile umfasst. Vorteilhafterweise wird so die Robustheit der Kodierungssequenz gegen mögliche Übertragungsfehler erhöht. Insbesondere sind daher die redundanten Anteile der Kodierungssequenz derart eingerichtet, dass diese zur Fehlerkorrektur und/oder zur Fehlererkennung nutzbar sind. Beispielsweise ist die Kodierungssequenz hamming-, reed-solomon-, oder BCH-kodiert. Alternativ können auch Faltungscodes als Kodierungssequenz eingesetzt werden.
-
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Umwandeln des empfangenen Lichtsignals in eine Empfangskodierungssequenz, die redundanten Anteile entfernt werden. Wie zuvor beschrieben, sind die Redundanzanteile der Kodierungssequenz insbesondere zur Fehlerkorrektur und/oder zur Fehlererkennung eingerichtet. Entsprechend des jeweiligen Kodierungsverfahrens beim Erzeugen der Kodierungssequenz werden die redundanten Anteile empfangsseitig wieder entfernt.
-
Des Weiteren wird die Aufgabe durch eine entsprechende Anordnung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass die Vorrichtung, die insbesondere ein mobiler Inhalator oder eine E-Zigarette ist, eine bluetoothfähige Schnittstelle sowie mindestens ein elektrisch steuerbar eingerichtetes Leuchtmittel umfasst, und wobei das Endgerät mindestens einen lichtempfindlichen optoelektronischen Sensor aufweist, und wobei die Vorrichtung einen Codegenerator, der eingerichtet ist, eine Kodierungssequenz zu generieren und eine Steuereinrichtung zum Ansteuern des Leuchtmittels, die zum Aussenden der Kodierungssequenz als Lichtsignal eingerichtet ist, umfasst, und wobei das Endgerät eingerichtet ist, das Lichtsignal mittels des optoelektronischen Sensors zu empfangen und dieses in eine Empfangskodierungssequenz umzuwandeln, wobei das Endgerät weiter eingerichtet ist, die Empfangskodierungssequenz mittels Bluetooth an die Vorrichtung zu übertragen, und wobei die Vorrichtung eine Prüfeinheit umfasst, die ausgebildet und eingerichtet ist, die über Bluetooth an die Vorrichtung übertragenen Empfangskodierungssequenz durch Vergleich mit der Kodierungssequenz zu prüfen und, falls der Vergleich eine Übereinstimmung zwischen der Kodierungssequenz und der Empfangskodierungssequenz ergibt, das Binden der Vorrichtung mit dem Endgerät mittels Bluetooth zu veranlassen. Die mit der erfindungsgemäßen Anordnung verbundenen Vorteile wurden zuvor bereits anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens im Detail beschrieben. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird an dieser Stelle im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung auf die bereits zuvor genannten Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen. Diese gelten in analoger Weise auch für die erfindungsgemäße Anordnung.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zum Empfang des Lichtsignals eine Kamera des Endgeräts als optoelektronischer Sensor eingerichtet ist.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung umfasst der Codegenerator einen Zufallsgenerator, der eingerichtet ist, die Kodierungssequenz zufallsgesteuert zu generieren.
-
Eine weitere zweckmäßige Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Codegenerator eingerichtet ist, die Kodierungssequenz derart zu generieren, dass die Kodierungssequenz redundante Anteile umfasst.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Endgerät so eingerichtet, dass beim Umwandeln des empfangenen Lichtsignals in eine Empfangskodierungssequenz die redundanten Anteile entfernt werden.
-
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Codegenerator und das Endgerät eingerichtet sind, die redundanten Anteile zur Fehlerkorrektur zu nutzen.
-
Auch für die zuvor genannten vorteilhaften Ausbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung wird hinsichtlich deren Vorteile auf die obigen Ausführungen zu den Vorzügen dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen. Diese gelten für die genannte vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung in gleicher Weise, wie für die bereits beschriebenen Vorzüge der vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Weitere bevorzugte und/oder zweckmäßige Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung von Vorrichtung und Endgerät
und
- 2 ein Flussdiagramm der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte.
-
1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 10, die insbesondere als mobiler Inhalator oder als E-Zigarette ausgebildet ist, sowie ein Endgerät 11, beispielsweise ein Smartphone oder Tablet-PC. Die Vorrichtung 10 umfasst eine bluetoothfähige Schnittstelle 12, sowie das Endgerät 11 eine bluetoothfähige Schnittstelle 13. Die Vorrichtung 10 umfasst zudem ein elektrisch steuerbar eingerichtetes Leuchtmittel 14, beispielsweise in Form einer LED. Verfügt die Vorrichtung 10 beispielsweise über ein beleuchtetes Display, so kann vorteilhafterweise das Display als Leuchtmittel 14 fungieren. Durch Hell-/Dunkelsteuerung des Displays wird so das Signal ausgesandt. Das Endgerät 11 umfasst mindestens einen lichtempfindlichen optoelektronischen Sensor 15.
-
Zur Kopplung der Vorrichtung 10 mit dem Endgerät 11 via Bluetooth werden die anhand der 2 dargestellten Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchlaufen.
-
Zunächst ist es in einem Positionierungsschritt 16 erforderlich, die Vorrichtung 10 sowie das Endgerät 11 innerhalb der maximalen Bluetooth-Funkreichweite anzuordnen. In einem zweiten Schritt 17 erfolgt die Herstellung einer Sichtverbindung 18 zwischen dem Leuchtmittel 14 der Vorrichtung 10 und dem Sensor 15 des Endgeräts 11. Die Vorrichtung 10 sowie das Endgerät 11 sind also derart positioniert, dass sowohl der Aufbau einer Bluetooth-Verbindung 19 als auch der Sichtverbindung 18 möglich ist.
-
In einem dritten Schritt 20 werden die Vorrichtung 10 sowie das Endgerät 11 in einem Kopplungsbereitschaftsmodus versetzt. In diesem Kopplungsbereitschaftsmodus sind beide Geräte gemäß Bluetooth-Standard darauf eingerichtet, sich mit dem jeweils anderen Bluetooth-Gerät zu koppeln, also ein „pairing“ durchzuführen.
-
In einem Sendeschritt 21 wird zunächst eine Kodierungssequenz generiert und dieselbe als Lichtsignal mittels des Leuchtmittels 14 der Vorrichtung 11 ausgesandt. Im Schritt 22 des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird das Lichtsignal mittels des optoelektronischen Sensors 15 des Endgeräts 11 empfangen und in eine Empfangskodierungssequenz umgewandelt.
-
Anschließend erfolgt im Schritt 23 eine Rückübertragung der Empfangskodierungssequenz mittels der Bluetooth Verbindung 19 an die Vorrichtung 10. In einem Vergleichsschritt 24 wird die an die Vorrichtung 10 übertragenen Empfangskodierungssequenz mit der Kodierungssequenz verglichen und geprüft, ob die Empfangskodierungssequenz mit der Kodierungssequenz übereinstimmt. Falls dieser Vergleich eine Übereinstimmung zwischen der Dekodierungssequenz und der Empfangskodierungssequenz ergibt, wird in einem Bindungsschritt 25 veranlasst, dass die Vorrichtung 10 mit dem Endgerät 11 mittels Bluetooth dauerhaft gebunden wird. Ergibt der Vergleich eine Abweichung beider Sequenzen, so wird in einem Abbruchschritt 26 die Kopplung der Vorrichtung 10 mit dem Endgerät 11 über Bluetooth durch Abbruch verhindert.
-
Vorzugsweise wird zum Empfang des Lichtsignals eine Kamera des Endgeräts 11 als der optoelektronischer Sensor 15 genutzt. Die Kodierungssequenz ist beispielsweise morsecodiert. Weiter bevorzugt erfolgt die Generierung der Kodierungssequenz zufallsgesteuert.
-
Weiter bevorzugt erfolgt das Erzeugen der Kodierungssequenz derart, dass die Kodierungssequenz redundante Anteile umfasst. Beispielsweise ist die Kodierungssequenz ein Hamming-, Reed-solomon-, oder BCH-Code. Alternativ ist die Kodierungssequenz als Faltungscode eingerichtet.
-
Beim Umwandeln des empfangenen Lichtsignals in die Empfangskodierungssequenz werden bevorzugt die redundanten Anteile entfernt. Insbesondere die relevanten Anteile zur Fehlerkorrektur bzw. zur Fehlererkennung.
-
Aus der schematischen Darstellung der 1 geht auch die erfindungsgemäße Anordnung im Detail hervor. Wie gezeigt, umfasst die Anordnung die Vorrichtung 10 und das bluetoothfähige Endgerät 11. Die Vorrichtung 10 weist die bluetoothfähige Schnittstelle 12 sowie mindestens ein elektrisch steuerbar eingerichtetes Leuchtmittel 14 auf, während das Endgerät 11 mindestens einen lichtempfindlichen optoelektronischen Sensor 15 umfasst. Die Vorrichtung 10 umfasst zudem einen - in der Zeichnung nicht gezeigten - Codegenerator, der eingerichtet ist, eine Kodierungssequenz zu generieren und eine - ebenfalls in der Zeichnung nicht gezeigte - Steuereinrichtung zum Ansteuern des Leuchtmittels 14.
-
Das Endgerät 11 ist ferner eingerichtet, das Lichtsignal mittels des optoelektronischen Sensors zu empfangen und dieses in eine Empfangskodierungssequenz umzuwandeln. Weiter ist das Endgerät 11 eingerichtet, die Empfangskodierungssequenz mittels Bluetooth an die Vorrichtung 10 zu übertragen. Die Vorrichtung 10 weist zudem eine - in der Zeichnung nicht gezeigte - Prüfeinheit auf, die ausgebildet und eingerichtet ist, die über Bluetooth an die Vorrichtung 10 übertragene Empfangskodierungssequenz durch Vergleich mit der Kodierungssequenz zu prüfen und, falls dieser Vergleich eine Übereinstimmung zwischen der Kodierungssequenz und der Empfangskodierungssequenz ergibt, das Binden der Vorrichtung 10 mit dem Endgerät 11 mittels Bluetooth zu veranlassen. Vorteilhafterweise ist zum Empfang des Lichtsignals eine Kamera des Endgeräts 11 der optoelektronische Sensor 15 eingerichtet.
-
Weiter bevorzugt umfasst der Codegenerator einen Zufallsgenerator, der eingerichtet ist, die Kodierungssequenz zufallsgesteuert zu generieren. Insbesondere ist der Codegenerator eingerichtet, die Kodierungssequenz derart zu generieren, dass die Kodierungssequenz redundante Anteile umfasst. Im Gegenzug ist vorzugsweise das Endgerät 11 eingerichtet, beim Umwandeln des empfangenen Lichtsignals in eine Empfangskodierungssequenz die redundanten Anteile zu entfernen. Dabei sind der Codegenerator und das Endgerät vorzugweise eingerichtet, die redundanten Anteile zur Fehlerkorrektur und/oder zur Fehlerkennung zu nutzen.
-
Optional ist die in 1 dargestellte Sichtverbindung 18 nicht nur unidirektional ausgebildet, sondern auch für bidirektionale Datenübertragung eingerichtet. In diesem Fall umfasst die Vorrichtung 10 ein - in der Zeichnung nicht gezeigtes - weiteres Sensormittel, sowie das Endgerät 11 ein weiteres elektrisch eingerichtetes Leuchtmittel. Die Ausbildung der optischen Schnittstelle als bidirektionale Schnittstelle weist eine Reihe von Vorteilen auf, bei der Übermittlung der Kodierungssequenz von der Vorrichtung 10 an das Endgerät 11, beispielsweise zur Übertragung von Synchronisation-und/oder Handshake-Signalen. Auch ist es möglich die bidirektionale optische Schnittstelle zur Verschlüsselung beim Übertragen der Kodierungssequenz zu nutzen, um den Kopplungsvorgang insgesamt sicherer zu gestalten.
