Android Bluetooth Hacking

Bluetooth Hacking
Stefano Sanna - JUG Sardegna
Emanuele Di Saverio - JUG Roma

Stefano Sanna & Emanuele di Saverio – JUG Sardegna / JUG Roma
Javaday IV – Roma – 30 gennaio 2010

Sommario

• Chi siamo
• L’importanza del Bluetooth sui device mobili
• Android & Bluetooth: storia di un amore mancato
• Happy hacking!
• La Bluetooth API per Android 1.x
• L’API ufficiale di Android 2.0
• Demo: Android per controllare Arduino Bluetooth

Chi siamo

• Stefano Sanna
• Senior Solution Engineer Android @ beeweeb SpA
• Autore del libro “Java Micro Edition”, Hoepli (2007)
• Main designer Bluetooth API for Android 1.x

• Emanuele Di Saverio
• Scrum Master and Senior Developer @ beeweeb SpA
• SCMAD, SCJP
• Committer Easy-Bluetooth framework for Android


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

L’importanza del supporto 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...)

Tanti device la’ fuori...


Happy
Hacking!


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();


I metodi disponibili

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

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

P S
public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.cancelPin(java.lang.String)
public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.createBond(java.lang.String)
public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.disable()

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

R L
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getAddress()
public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getBluetoothState()

T P
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()

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

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

C
public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteRevision(java.lang.String)
public boolean
android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteServiceChannel(java.lang.String,short,android.bluetoot
h.IBluetoothDeviceCallback)


Permission

• Primo passo: per accedere alle funzionalità Bluetooth
occorre dichiarare due Permission nel Manifest:

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

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


Discovery device remoti

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...


Apertura di un socket RFCOMM client

RemoteBluetoothDevice dev = local.getRemoteBluetoothDevice(address);

dev.setListener(new RemoteBluetoothDeviceListener() {

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

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

dev.pair(); 1

Device compatibili

• HTC Dream
• HTC Magic
• HTC Tattoo
• Samsung Galaxy i7500
• Samsung Galaxy i5700
• Huawei U8220
• Sony-Ericsson XPERIA X10

Bluetooth API for Android 1.x

• Unica libreria opensource (Apache 2.0) che per
l’accesso allo stack Bluetooth su Android 1.x
• Funzionalità:
• accensione/spegnimento Bluetooth
• discovery di dispositivi remoti e 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

Bluetooth API for Android 1.x

• Oltre 1000 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
• 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


Principali limitazioni

• Non è possibile registrare un servizio sul database
SDP (Service Discovery Protocol), benché sia
possibile creare socket server RFCOMM

• 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

Permission su socket dbus


L’API di Android 2.x

• Android 2.0 : Bluetooth ufficialmente nell'SDK!
• Yay!
• Niente controllo diretto sul pairing
• Niente accesso diretto ai canali RFCOMM
• Niente discovery dei servizi
...not so :
• Android style: basato su Intents and Receivers
• paradigma Publish/Subscribe, un po’ macchinoso!

Discovery in Android 2.x

BluetoothAdapter adapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

IntentFilter filter = new IntentFilter();

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

//also can register for DISCOVERY_STARTED Action

context.registerReceiver(receiver, filter);

adapter.startDiscovery();


BroadcastReceiver
private final BroadcastReceiver receiver = new BroadcastReceiver() {

public void onReceive(Context ctx, Intent intent) {

final String action = intent.getAction();

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 :o)
}
}
};


Socket e stream I/O

//given a valid “BluetoothDevice”...

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

BluetoothSocket socket =
rbd.createRfcommSocketToServiceRecord(uuidOfTargetService);

socket.connect();

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

....

socket.close();


Buone pratiche su Android

• È importante tenere a mente le buone usanze di
programmazione Android (e Java!):

• operazioni di I/O sempre su un Thread separato

• aggiornare la UI via Handler

• deregistrare i Receivers prima di terminare un Context


Serve ancora una libreria custom?

• Malgrado l’API di Android 2.0, una libreria Bluetooth
avrebbe ancora la sua utilità!

• Accesso alle feature nascoste (via reflection)
• Esposizione di una API più semplice
• Astrazione 1.x vs 2.0 Retrocompatibilità!

• ....in lavorazione Easy Bluetooth
• Check it out:
http://android-bluetooth.googlecode.com/svn/

Android controlla Arduino

• Vogliamo utilizzare Android per
controllare via Bluetooth un LED e
leggere una temperatura


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


Sorgente Arduino
int LED_PIN = 13; int LM35_PIN = 2;

void setup() { Hardware utilizzato:
Serial.begin(115200);

}
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
• Arduino Bluetooth
• Prototype shield e breadboard
void loop() { • LM35 Temperature Sensor
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'); temp= ( 5.0 * temp * 100.0) / 1024.0;
break; Serial.write(temp);
case 'r':
}
readTemp();
break;
}
}


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();

});
}


DEMO!

Starring:

Motorola Milestone (Android 2.0), HTC Magic (Android 1.6) and Arduino Bluetooth


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


Riferimenti

• Stefano Sanna
• gerdavax AT gmail DOT com
• http://www.gerdavax.it

• Emanuele Di Saverio
• emanuele DOT disaverio AT gmail DOT com


GRAZIE!

Stefano & Emanuele & i rispettivi JUG!


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