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Android & Bluetooth
hacking e applicazioni




   Stefano Sanna
    http://www.gerdavax.it
Agenda
•   Speaker

•   Bluetooth & Android

•   È tempo di hacking!

•   Bluetooth su Android 1.x
•   Bluetooth su Android 2.x

•   Demo

•   Conclusioni
Speaker
• Mobile Development Architect @ beeweeb SpA
   – http://www.beeweeb.com

• Author of “Java Micro Edition network programming”
   – Hoepli Editore, 2007
   – http://www.gerdavax.it/jmebook

• Author of Bluetooth API for Android 1.x
   – http://code.google.com/p/android-bluetooth

• Founder of QuadraSpace Project
   – http://www.quadraspace.org




                        Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Bluetooth su Android
• early Android
   – Wrapper Java su Bluez

• Android 0.9
   – Sparisce l’API Bluetooth!

• Android 1.x
   – Nessuna API per gli sviluppatori

• Android 2.x
   – Introduce una API che consente il discovery di device remoti, di aprire
     connessioni RFCOMM client e server




                         Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
L’importanza di Bluetooth
• Senza una API dedicata non è possibile:

   – Discovery di device e servizi

   – Trasferimento file con Bluetooth FTP e OBEX

   – Connessioni a GPS, gamepad, apparati medicali

   – Controllo remoto di moduli embedded e sensor network

   – Applicazioni di robotica (LEGO Mindstorms, etc...)




                         Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Tanti device la’ fuori...




            Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
È tempo di hacking!


      Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Strumenti per hacking sano
• Le utility di sistema di Android sono scritte in Java, come
  le applicazioni di terze parti
   – “Se possono farlo loro, possiamo farlo anche noi!”

• Il sorgente di Android è disponibile!
   – http://source.android.com

• I servizi di sistema sono accessibili attraverso un
  meccanismo di query basato su chiavi stringa
   – Context.getSystemService(String name)

• Java fornisce uno sofisticato motore di introspezione


                         Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
System Service & Reflection
 • Il Bluetooth Service è accessibile come qualsiasi altro
   Android Service:
Object bluetoothService = context.getSystemService(“bluetooth”);



    A questo punto, ottenuta la classe, si può utilizzare la
    reflection per conoscerne (e invocarne!) i metodi:


Class bluetoothServiceClass = bluetoothService.class;

Method[] bluetoothMethods = bluetoothServiceClass.getMethods();




                        Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Metodi disponibili

                      O !
                     P O
public android.bluetooth.BluetoothDevice(android.bluetooth.IBluetoothDevice)




                    P S
public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.cancelBondProcess(java.lang.String)
public void android.bluetooth.BluetoothDevice.cancelDiscovery()
public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.cancelPin(java.lang.String)




                   O ES
public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.createBond(java.lang.String)
public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.disable()
public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.disconnectRemoteDeviceAcl(java.lang.String)




                  R L
public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.enable()
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getAddress()




                T P
public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getBluetoothState()
public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getBondState(java.lang.String)
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getCompany()
public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getDiscoverableTimeout()
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getManufacturer()
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getName()
public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteClass(java.lang.String)




                  M
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteCompany(java.lang.String)
public [B android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteFeatures(java.lang.String)
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteManufacturer(java.lang.String)




                 O
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteName(java.lang.String)
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteRevision(java.lang.String)




               C
public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteServiceChannel
(java.lang.String,short,android.bluetooth.IBluetoothDeviceCallback)
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteVersion(java.lang.String)
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRevision()
public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getScanMode()
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getVersion()
public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.isAclConnected(java.lang.String)
public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.isDiscovering()
...


                                    Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Bluetooth API for Android 1.x
• Esporta le funzionalità del BluetoothService attraverso
  l’uso della reflection e alcune classi di utility
• Funzionalità:
   –   accensione/spegnimento Bluetooth
   –   modifica visibilità
   –   inquiry di dispositivi remoti
   –   discovery della porta RFCOMM port di un servizio
   –   apertura connessioni RFCOMM client

• Funziona senza la necessità di accesso root

• Check it out!
   – http://code.google.com/p/android-bluetooth

                         Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Permission
  • Primo passo: per accedere alle funzionalità Bluetooth
    occorre dichiarare due Permission nel Manifest
    dell’applicazione:



<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />




                        Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Classi
• LocalBluetoothDevice
   – è il singleton del modulo Bluetooth locale
   – permette attivazione/disattivazione, discovery, pairing
   – notifica gli eventi attraverso l’interfaccia LocalBluetoothDeviceListener
• RemoteBluetoothDevice
   – è un riferimento ad un device Bluetooth remoto
   – permette apertura/chiusura di socket RFCOMM client
   – notifica gli eventi attraverso l’interfaccia
     RemoteBluetoothDeviceListener
• BluetoothSocket
   – rappresenta una connessione client su porta RFCOMM
   – fornisce InputStream e OutputStream verso il device remoto



                          Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Da rilasciare con il

  Device discovery                                           metodo close() quando
                                                             il contesto viene distrutto




LocalBluetoothDevice local = LocalBluetoothDevice.init(context);

local.setListener(new LocalBluetoothDeviceListener() {

      public void scanStarted() {
         // e’ partita la scansione...
      }

       public void scanCompleted(ArrayList<String> devices) {
         // scansione completata
      }
});

local.scan();     // avvia la scansione...




                          Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Socket RFCOMM

RemoteBluetoothDevice dev = local.getRemoteBluetoothDevice(address);

dev.setListener(new RemoteBluetoothDeviceListener() {

      public void paired() {
        // si aprono socket e stream I/O...
        BluetoothSocket socket = dev.openSocket(1);
        InputStream input = socket.getInputStream();
                                                                         3
        OutputStream output = socket.getOutputStream();
      }

      public void pinRequested() {
         // mostra la dialog per l’inserimento del PIN                   2
      }
});

dev.pair();      1

                           Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Device compatibili
•   HTC Dream
•   HTC Magic
•   HTC Tattoo
•   Huawei U8220
•   Samsung Galaxy i7500
•   Samsung Galaxy i5700
•   Sony-Ericsson XPERIA X10
•   Geeksphone ONE
•   LG LinkMe (solo discovery)



                    Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Non sono ancora

  Frammentazione                                          disponibili terminali con
                                                          Android 2.2 “Froyo”




      1.1        1.5           1.6               2.0                 2.0.1            2.1

100

 80

 60

 40

 20

  0
       01/2010           04/2010                  1h 05/2010                 2h 05/2010
                       Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Chi la usa?
• Oltre 2600 download!

• Utilizzata in progetti commerciali e free:
   – Ha ispirato la realizzazione di Bluetooth File Transfer di Medieval
     Software, l’applicazione di trasferimento file di maggior successo
     nell’Android Market (oltre 1 milione di download)
   – È utilizzata in Amarino (sviluppato al MIT), primo framework di controllo
     di Arduino attraverso Android
   – È utilizzata in GoPayment di Intuit Inc., per il pagamento con carta di
     credito attraverso swiper e stampante BT
   – È utilizza in SensLink di Sensaris per la lettura dei dati rilevati dai
     sensori “indossabili” SensPod




                         Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Principali limitazioni
• Non è possibile registrare un servizio sul database SDP
  (Service Discovery Protocol), benché sia possibile
  creare socket server RFCOMM (in sviluppo)

• Se si utilizza la funzionalità di device inquiry subito dopo
  l’avvio del telefono, la chiamata nativa interferisce con
  un processo di scansione del sistema e lo stack
  Bluetooth diventa inutilizzabile

• Problemi di compatibilità con HTC Hero e LG GW620
  “LinkMe”


                     Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Permission su socket dbus
                      Le applicazioni di terze parti
                      non possono accedere servizio
                      SDP Bluetooth via dbus




          Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Nessuna novità sul

L’API di Android 2.x                                                    fronte Bluetooth in
                                                                        Android 2.2 “Froyo”




• Bluetooth ufficialmente nell'SDK!
• Funzionalità:
   – accensione/spegnimento Bluetooth
   – inquiry di dispositivi remoti
   – apertura connessioni RFCOMM client e server

• Android style: basato su Intents and Receivers

• Alcune importanti limitazioni
   –   Nessun controllo diretto sul pairing
   –   Accesso diretto ai canali RFCOMM non consentito
   –   Discovery dei servizi non supportato
   –   Visibility non attivabile automaticamente da applicazione
   –   Servizio OBEX già registrato dal sistema...
                          Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Classi
• BluetoothAdapter
   – È il singleton che gestisce le risorse del modulo Bluetooth locale
   – Notifica gli eventi attraverso Broadcast Receiver
• BluetoothDevice
   – Rappresenta il riferimento ad un device Bluetooth remoto
• BluetoothSocket
   – Gestisce i client socket RFCOMM indirizzati attraverso record SDP
   – Non consente l’indirizzamento diretto ad un canale RFCOMM noto
• BluetoothServerSocket
   – Consente la creazione di server socket
• BluetoothClass
   – Definisce le costanti di DEVICE & SERVICE CLASS di Bluetooth


                         Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Attivazione Bluetooth
  • Benché l’applicazione possa attivare autonomamente il
    servizio Bluetooth, l’uso della via procedurale deve
    essere accompagnato da apposita informativa all’utente

  • Il sistema offre una Action
    (ACTION_REQUEST_ENABLE) che delega al sistema
    operativo l’interazione con l’utente e l’attivazione dello
    stack Bluetooth in caso di conferma:


Intent enableBt = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);

startActivityForResult(enableBt, REQUEST_ENABLE_BT);


                        Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Visibility
 • Solo le utility del sistema operativo possono rendere il
   dispositivo visibile sulla rete Bluetooth

 • Per rendere visibile TEMPORANEAMENTE il terminale
   Android è necessario, ancora una volta, lanciare un
   Intent:


Intent enableBt = new Intent
                       (BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE);

startActivityForResult(enableBt, REQUEST_ENABLE_DISCOVERABLE);




                        Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Discovery in Android 2.x


BluetoothAdapter adapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

IntentFilter filter = new IntentFilter();

filter.addAction(BluetoothDevice.ACTION_DISCOVERY_STARTED);
filter.addAction(BluetoothDevice.ACTION_FOUND);
filter.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED);

context.registerReceiver(receiver, filter);

adapter.startDiscovery();




                        Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Broadcast Receiver
private final BroadcastReceiver receiver = new BroadcastReceiver() {

     public void onReceive(Context ctx, Intent intent) {

          final String action = intent.getAction();
                if (action.equals() {

                   // let’s show a progress dialog ;-)

                } else if (action.equals(BluetoothDevice.ACTION_FOUND)) {
                   BluetoothDevice device = (BluetoothDevice)
                  intent.getParcelableExtra
                                       (BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);

                  // process device
               } else if (action.equals
               (BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED)) {
                  // done
               }
      }
};


                            Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Socket e I/O Stream

// dato un BluetoothDevice valido...

UUID uuidOfTargetService = UUID.nameUUIDFromBytes
                                (“2d26618601fb47c28d9f10b8ec891363”);

BluetoothSocket socket = device.createRfcommSocketToServiceRecord
                                               (uuidOfTargetService);

socket.connect();

InputStream input = socket.getInputStream();
OutputStream output = socket.getOutputStream();

....

socket.close();



                        Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Hacking su Android 2.x
 • I progettisti di Android hanno... mangiato la foglia :-)
     – La reflection è arginata da un più ferreo meccanismo di permission. Ad
       esempio, il metodo setScanMode

public boolean android.bluetooth.BluetoothAdapter.setScanMode(int)


        esiste nella libreria standard ma non è menzionato nella
        documentazione ufficiale. Il tentativo di invocarlo via reflection solleva
        un’eccezione di sicurezza:



java.lang.SecurityException: Need WRITE_SECURE_SETTINGS permission:
Neither user 10097 nor current process has
android.permission.WRITE_SECURE_SETTINGS.



                            Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Hacking su Android 2.x
 • Altri metodi hanno comportamenti imprevedibili. Ad
   esempio:

public android.bluetooth.BluetoothSocket
android.bluetooth.BluetoothDevice.createInsecureRfcommSocket(int)

public android.bluetooth.BluetoothSocket
android.bluetooth.BluetoothDevice.createRfcommSocket(int)



    consentono di aprire un RFCOMM client socket ad un
    canale assegnato e funzionano senza eccezioni su
    Motorola Milestone e Google Nexus One. Su HTC
    Legend, invece, il parametro intero è interpretato come
    UUID subclass e non come numero di canale! Crash!

                        Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
DEMO


Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Android controlla Arduino
• Utilizzando Arduino Bluetooth è possibile
  realizzare un termometro remoto e un
  semplice attuatore che accende un LED




                    Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Arduino
• “Arduino is an open-source electronics prototyping
  platform based on flexible, easy-to-use hardware and
  software. [...] It can sense the environment by receiving
  input from a variety of sensors and can affect its
  surroundings by controlling lights, motors, and other
  actuators”

• Rigorosamente MADE IN ITALY!

• http://www.arduino.cc




                    Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Hardware utilizzato:
    Sorgente Arduino                                               • Arduino Bluetooth
                                                                   • Prototype shield e breadboard
                                                                   • LM35 Temperature Sensor
int LED_PIN = 13;    int LM35_PIN = 2;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    int inByte = Serial.read();

    switch (inByte) {
       case '1':
         digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
         Serial.write('1');
         break;
       case '0':
                                                  void readTemp() {
         digitalWrite(LED_PIN, LOW);
                                                    int temp = analogRead(LM35_PIN);
         Serial.write('0');
         break;                                     temp= ( 5.0 * temp * 100.0) / 1024.0;
       case 'r':                                    Serial.write(temp);
         readTemp();                              }
         break;
    }
}

                                  Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Sorgente Android

// definiamo i comandi...
byte LED_ON_REQUEST = ‘1’;
byte LED_OFF_REQUEST = ‘0’;
byte READ_TEMPERATURE = ‘r’;

[...]

// all’interno del Thread inviamo comandi e leggiamo le risposte...
output.write(request);
final int response = input.read();

if (request == 'r') {
   handler.post(new Runnable() {
      public void run() {
         String temp = Integer.toString(response);
         Toast.makeText(Controller.this, "LM35 Sensor: " + temp + "°C", 4000).show();

        });
}




                               Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Sensori industriali
• Il supporto Bluetooth può essere utilizzato per ricevere
  dati da sensori wireless industriali

• Nell’ambito del progetto opensource
  QuadraSpace, il primo prototipo di
  data sampler mobile è costituito da
  un HTC Dream (1.6) connesso ad un
  SensPod in grado di acquisire
  temperatura e umidità, ossidi di azoto
  (NOx) e CO2
   – http://www.sensaris.com




                       Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Conclusioni
• Il protocollo Bluetooth è ormai consolidato e consente
  l’interfacciamento a dispositivi utilizzati in numerosi
  domini applicativi

• Pur con qualche limitazione, è possibile disporre di
  funzionalità base Bluetooth sia su codebase 1.x
  (attraverso il progetto android-bluetooth) sia su
  codebase 2.x (attraverso l’API ufficiale)

• Sono in fase di sviluppo estensioni HDP (Heath Device
  Profile), eL2CAP e MCAP per l’interfacciamento a device
  medicali

                    Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
Risorse
• Android
   – http://developer.android.com
   – http://source.android.com

• Bluetooth API for Android 1.x e Easy Bluetooth
   – http://code.google.com/p/android-bluetooth

• Arduino
   – http://www.arduino.cc

• QuadraSpace Project
   – http://www.quadraspace.org




                        Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
GRAZIE!


    Stefano Sanna
     –   Blog: http://www.gerdavax.it
     –   email: gerdavax AT gmail DOT com
     –   Skype: gerdavax
     –   Twitter: @gerdavax



•   Ringrazio Emanuele Di Saverio che ha collaborato alla realizzazione delle versione originale di
    queste slide e della demo su Arduino, presentati a Java Day 2010 (Roma)




                                  Android & Bluetooth, hacking e applicazioni

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Android & Bluetooth: hacking e applicazioni

  • 1. Android & Bluetooth hacking e applicazioni Stefano Sanna http://www.gerdavax.it
  • 2. Agenda • Speaker • Bluetooth & Android • È tempo di hacking! • Bluetooth su Android 1.x • Bluetooth su Android 2.x • Demo • Conclusioni
  • 3. Speaker • Mobile Development Architect @ beeweeb SpA – http://www.beeweeb.com • Author of “Java Micro Edition network programming” – Hoepli Editore, 2007 – http://www.gerdavax.it/jmebook • Author of Bluetooth API for Android 1.x – http://code.google.com/p/android-bluetooth • Founder of QuadraSpace Project – http://www.quadraspace.org Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 4. Bluetooth su Android • early Android – Wrapper Java su Bluez • Android 0.9 – Sparisce l’API Bluetooth! • Android 1.x – Nessuna API per gli sviluppatori • Android 2.x – Introduce una API che consente il discovery di device remoti, di aprire connessioni RFCOMM client e server Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 5. L’importanza di Bluetooth • Senza una API dedicata non è possibile: – Discovery di device e servizi – Trasferimento file con Bluetooth FTP e OBEX – Connessioni a GPS, gamepad, apparati medicali – Controllo remoto di moduli embedded e sensor network – Applicazioni di robotica (LEGO Mindstorms, etc...) Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 6. Tanti device la’ fuori... Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 7. È tempo di hacking! Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 8. Strumenti per hacking sano • Le utility di sistema di Android sono scritte in Java, come le applicazioni di terze parti – “Se possono farlo loro, possiamo farlo anche noi!” • Il sorgente di Android è disponibile! – http://source.android.com • I servizi di sistema sono accessibili attraverso un meccanismo di query basato su chiavi stringa – Context.getSystemService(String name) • Java fornisce uno sofisticato motore di introspezione Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 9. System Service & Reflection • Il Bluetooth Service è accessibile come qualsiasi altro Android Service: Object bluetoothService = context.getSystemService(“bluetooth”); A questo punto, ottenuta la classe, si può utilizzare la reflection per conoscerne (e invocarne!) i metodi: Class bluetoothServiceClass = bluetoothService.class; Method[] bluetoothMethods = bluetoothServiceClass.getMethods(); Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 10. Metodi disponibili O ! P O public android.bluetooth.BluetoothDevice(android.bluetooth.IBluetoothDevice) P S public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.cancelBondProcess(java.lang.String) public void android.bluetooth.BluetoothDevice.cancelDiscovery() public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.cancelPin(java.lang.String) O ES public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.createBond(java.lang.String) public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.disable() public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.disconnectRemoteDeviceAcl(java.lang.String) R L public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.enable() public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getAddress() T P public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getBluetoothState() public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getBondState(java.lang.String) public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getCompany() public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getDiscoverableTimeout() public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getManufacturer() public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getName() public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteClass(java.lang.String) M public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteCompany(java.lang.String) public [B android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteFeatures(java.lang.String) public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteManufacturer(java.lang.String) O public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteName(java.lang.String) public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteRevision(java.lang.String) C public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteServiceChannel (java.lang.String,short,android.bluetooth.IBluetoothDeviceCallback) public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteVersion(java.lang.String) public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRevision() public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getScanMode() public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getVersion() public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.isAclConnected(java.lang.String) public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.isDiscovering() ... Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 11. Bluetooth API for Android 1.x • Esporta le funzionalità del BluetoothService attraverso l’uso della reflection e alcune classi di utility • Funzionalità: – accensione/spegnimento Bluetooth – modifica visibilità – inquiry di dispositivi remoti – discovery della porta RFCOMM port di un servizio – apertura connessioni RFCOMM client • Funziona senza la necessità di accesso root • Check it out! – http://code.google.com/p/android-bluetooth Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 12. Permission • Primo passo: per accedere alle funzionalità Bluetooth occorre dichiarare due Permission nel Manifest dell’applicazione: <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" /> <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" /> Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 13. Classi • LocalBluetoothDevice – è il singleton del modulo Bluetooth locale – permette attivazione/disattivazione, discovery, pairing – notifica gli eventi attraverso l’interfaccia LocalBluetoothDeviceListener • RemoteBluetoothDevice – è un riferimento ad un device Bluetooth remoto – permette apertura/chiusura di socket RFCOMM client – notifica gli eventi attraverso l’interfaccia RemoteBluetoothDeviceListener • BluetoothSocket – rappresenta una connessione client su porta RFCOMM – fornisce InputStream e OutputStream verso il device remoto Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 14. Da rilasciare con il Device discovery metodo close() quando il contesto viene distrutto LocalBluetoothDevice local = LocalBluetoothDevice.init(context); local.setListener(new LocalBluetoothDeviceListener() { public void scanStarted() { // e’ partita la scansione... } public void scanCompleted(ArrayList<String> devices) { // scansione completata } }); local.scan(); // avvia la scansione... Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 15. Socket RFCOMM RemoteBluetoothDevice dev = local.getRemoteBluetoothDevice(address); dev.setListener(new RemoteBluetoothDeviceListener() { public void paired() { // si aprono socket e stream I/O... BluetoothSocket socket = dev.openSocket(1); InputStream input = socket.getInputStream(); 3 OutputStream output = socket.getOutputStream(); } public void pinRequested() { // mostra la dialog per l’inserimento del PIN 2 } }); dev.pair(); 1 Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 16. Device compatibili • HTC Dream • HTC Magic • HTC Tattoo • Huawei U8220 • Samsung Galaxy i7500 • Samsung Galaxy i5700 • Sony-Ericsson XPERIA X10 • Geeksphone ONE • LG LinkMe (solo discovery) Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 17. Non sono ancora Frammentazione disponibili terminali con Android 2.2 “Froyo” 1.1 1.5 1.6 2.0 2.0.1 2.1 100 80 60 40 20 0 01/2010 04/2010 1h 05/2010 2h 05/2010 Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 18. Chi la usa? • Oltre 2600 download! • Utilizzata in progetti commerciali e free: – Ha ispirato la realizzazione di Bluetooth File Transfer di Medieval Software, l’applicazione di trasferimento file di maggior successo nell’Android Market (oltre 1 milione di download) – È utilizzata in Amarino (sviluppato al MIT), primo framework di controllo di Arduino attraverso Android – È utilizzata in GoPayment di Intuit Inc., per il pagamento con carta di credito attraverso swiper e stampante BT – È utilizza in SensLink di Sensaris per la lettura dei dati rilevati dai sensori “indossabili” SensPod Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 19. Principali limitazioni • Non è possibile registrare un servizio sul database SDP (Service Discovery Protocol), benché sia possibile creare socket server RFCOMM (in sviluppo) • Se si utilizza la funzionalità di device inquiry subito dopo l’avvio del telefono, la chiamata nativa interferisce con un processo di scansione del sistema e lo stack Bluetooth diventa inutilizzabile • Problemi di compatibilità con HTC Hero e LG GW620 “LinkMe” Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 20. Permission su socket dbus Le applicazioni di terze parti non possono accedere servizio SDP Bluetooth via dbus Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 21. Nessuna novità sul L’API di Android 2.x fronte Bluetooth in Android 2.2 “Froyo” • Bluetooth ufficialmente nell'SDK! • Funzionalità: – accensione/spegnimento Bluetooth – inquiry di dispositivi remoti – apertura connessioni RFCOMM client e server • Android style: basato su Intents and Receivers • Alcune importanti limitazioni – Nessun controllo diretto sul pairing – Accesso diretto ai canali RFCOMM non consentito – Discovery dei servizi non supportato – Visibility non attivabile automaticamente da applicazione – Servizio OBEX già registrato dal sistema... Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 22. Classi • BluetoothAdapter – È il singleton che gestisce le risorse del modulo Bluetooth locale – Notifica gli eventi attraverso Broadcast Receiver • BluetoothDevice – Rappresenta il riferimento ad un device Bluetooth remoto • BluetoothSocket – Gestisce i client socket RFCOMM indirizzati attraverso record SDP – Non consente l’indirizzamento diretto ad un canale RFCOMM noto • BluetoothServerSocket – Consente la creazione di server socket • BluetoothClass – Definisce le costanti di DEVICE & SERVICE CLASS di Bluetooth Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 23. Attivazione Bluetooth • Benché l’applicazione possa attivare autonomamente il servizio Bluetooth, l’uso della via procedurale deve essere accompagnato da apposita informativa all’utente • Il sistema offre una Action (ACTION_REQUEST_ENABLE) che delega al sistema operativo l’interazione con l’utente e l’attivazione dello stack Bluetooth in caso di conferma: Intent enableBt = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE); startActivityForResult(enableBt, REQUEST_ENABLE_BT); Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 24. Visibility • Solo le utility del sistema operativo possono rendere il dispositivo visibile sulla rete Bluetooth • Per rendere visibile TEMPORANEAMENTE il terminale Android è necessario, ancora una volta, lanciare un Intent: Intent enableBt = new Intent (BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE); startActivityForResult(enableBt, REQUEST_ENABLE_DISCOVERABLE); Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 25. Discovery in Android 2.x BluetoothAdapter adapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter(); IntentFilter filter = new IntentFilter(); filter.addAction(BluetoothDevice.ACTION_DISCOVERY_STARTED); filter.addAction(BluetoothDevice.ACTION_FOUND); filter.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED); context.registerReceiver(receiver, filter); adapter.startDiscovery(); Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 26. Broadcast Receiver private final BroadcastReceiver receiver = new BroadcastReceiver() { public void onReceive(Context ctx, Intent intent) { final String action = intent.getAction(); if (action.equals() { // let’s show a progress dialog ;-) } else if (action.equals(BluetoothDevice.ACTION_FOUND)) { BluetoothDevice device = (BluetoothDevice) intent.getParcelableExtra (BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE); // process device } else if (action.equals (BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED)) { // done } } }; Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 27. Socket e I/O Stream // dato un BluetoothDevice valido... UUID uuidOfTargetService = UUID.nameUUIDFromBytes (“2d26618601fb47c28d9f10b8ec891363”); BluetoothSocket socket = device.createRfcommSocketToServiceRecord (uuidOfTargetService); socket.connect(); InputStream input = socket.getInputStream(); OutputStream output = socket.getOutputStream(); .... socket.close(); Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 28. Hacking su Android 2.x • I progettisti di Android hanno... mangiato la foglia :-) – La reflection è arginata da un più ferreo meccanismo di permission. Ad esempio, il metodo setScanMode public boolean android.bluetooth.BluetoothAdapter.setScanMode(int) esiste nella libreria standard ma non è menzionato nella documentazione ufficiale. Il tentativo di invocarlo via reflection solleva un’eccezione di sicurezza: java.lang.SecurityException: Need WRITE_SECURE_SETTINGS permission: Neither user 10097 nor current process has android.permission.WRITE_SECURE_SETTINGS. Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 29. Hacking su Android 2.x • Altri metodi hanno comportamenti imprevedibili. Ad esempio: public android.bluetooth.BluetoothSocket android.bluetooth.BluetoothDevice.createInsecureRfcommSocket(int) public android.bluetooth.BluetoothSocket android.bluetooth.BluetoothDevice.createRfcommSocket(int) consentono di aprire un RFCOMM client socket ad un canale assegnato e funzionano senza eccezioni su Motorola Milestone e Google Nexus One. Su HTC Legend, invece, il parametro intero è interpretato come UUID subclass e non come numero di canale! Crash! Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 30. DEMO Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 31. Android controlla Arduino • Utilizzando Arduino Bluetooth è possibile realizzare un termometro remoto e un semplice attuatore che accende un LED Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 32. Arduino • “Arduino is an open-source electronics prototyping platform based on flexible, easy-to-use hardware and software. [...] It can sense the environment by receiving input from a variety of sensors and can affect its surroundings by controlling lights, motors, and other actuators” • Rigorosamente MADE IN ITALY! • http://www.arduino.cc Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 33. Hardware utilizzato: Sorgente Arduino • Arduino Bluetooth • Prototype shield e breadboard • LM35 Temperature Sensor int LED_PIN = 13; int LM35_PIN = 2; void setup() { Serial.begin(115200); pinMode(LED_PIN, OUTPUT); } void loop() { if (Serial.available() > 0) { int inByte = Serial.read(); switch (inByte) { case '1': digitalWrite(LED_PIN, HIGH); Serial.write('1'); break; case '0': void readTemp() { digitalWrite(LED_PIN, LOW); int temp = analogRead(LM35_PIN); Serial.write('0'); break; temp= ( 5.0 * temp * 100.0) / 1024.0; case 'r': Serial.write(temp); readTemp(); } break; } } Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 34. Sorgente Android // definiamo i comandi... byte LED_ON_REQUEST = ‘1’; byte LED_OFF_REQUEST = ‘0’; byte READ_TEMPERATURE = ‘r’; [...] // all’interno del Thread inviamo comandi e leggiamo le risposte... output.write(request); final int response = input.read(); if (request == 'r') { handler.post(new Runnable() { public void run() { String temp = Integer.toString(response); Toast.makeText(Controller.this, "LM35 Sensor: " + temp + "°C", 4000).show(); }); } Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 35. Sensori industriali • Il supporto Bluetooth può essere utilizzato per ricevere dati da sensori wireless industriali • Nell’ambito del progetto opensource QuadraSpace, il primo prototipo di data sampler mobile è costituito da un HTC Dream (1.6) connesso ad un SensPod in grado di acquisire temperatura e umidità, ossidi di azoto (NOx) e CO2 – http://www.sensaris.com Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 36. Conclusioni • Il protocollo Bluetooth è ormai consolidato e consente l’interfacciamento a dispositivi utilizzati in numerosi domini applicativi • Pur con qualche limitazione, è possibile disporre di funzionalità base Bluetooth sia su codebase 1.x (attraverso il progetto android-bluetooth) sia su codebase 2.x (attraverso l’API ufficiale) • Sono in fase di sviluppo estensioni HDP (Heath Device Profile), eL2CAP e MCAP per l’interfacciamento a device medicali Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 37. Risorse • Android – http://developer.android.com – http://source.android.com • Bluetooth API for Android 1.x e Easy Bluetooth – http://code.google.com/p/android-bluetooth • Arduino – http://www.arduino.cc • QuadraSpace Project – http://www.quadraspace.org Android & Bluetooth, hacking e applicazioni
  • 38. GRAZIE! Stefano Sanna – Blog: http://www.gerdavax.it – email: gerdavax AT gmail DOT com – Skype: gerdavax – Twitter: @gerdavax • Ringrazio Emanuele Di Saverio che ha collaborato alla realizzazione delle versione originale di queste slide e della demo su Arduino, presentati a Java Day 2010 (Roma) Android & Bluetooth, hacking e applicazioni