iBeacon

iBeacon es un protocolo desarrollado por Apple y presentado en la Conferencia Mundial de Desarrolladores de Apple en 2013. ^{[ 1 ]} Desde entonces, varios fabricantes han creado transmisores de hardware compatibles con iBeacon  , generalmente llamados balizas  , una clase de dispositivos Bluetooth de baja energía (BLE) que transmiten su identificador a dispositivos electrónicos portátiles cercanos . Esta tecnología permite que los teléfonos inteligentes , las tabletas y otros dispositivos realicen acciones cuando se encuentran cerca de un iBeacon. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

iBeacon se basa en la detección de proximidad Bluetooth Low Energy mediante la transmisión de un identificador único universal ^{[ 4 ]} que es captado por una aplicación o sistema operativo compatible. El identificador y varios bytes enviados con él pueden usarse para determinar la ubicación física del dispositivo, ^{[ 5 ]} rastrear clientes o activar una acción basada en la ubicación en el dispositivo, como un registro en redes sociales o una notificación push .

iBeacon también puede utilizarse con una aplicación como sistema de posicionamiento en interiores , ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} lo que ayuda a los smartphones a determinar su ubicación o contexto aproximado. Con la ayuda de un iBeacon, el software de un smartphone puede encontrar aproximadamente su ubicación relativa a un iBeacon en una tienda. Las tiendas físicas utilizan los beacons para el comercio móvil , ofreciendo a los clientes ofertas especiales a través del marketing móvil , ^{[ 9 ]} y pueden habilitar pagos móviles a través de sistemas de punto de venta .

Otra aplicación consiste en distribuir mensajes en un punto de interés específico , como una tienda, una parada de autobús, una habitación o una ubicación más concreta, como un mueble o una máquina expendedora. Esto es similar a la tecnología geopush basada en GPS que se utilizaba anteriormente , pero con un impacto mucho menor en la duración de la batería y una mayor precisión.

iBeacon se diferencia de otras tecnologías de geolocalización en que el dispositivo emisor (baliza) solo transmite en una dirección al teléfono inteligente o dispositivo receptor, y requiere una aplicación específica instalada en el dispositivo para interactuar con las balizas. Esto garantiza que solo la aplicación instalada (y no el transmisor iBeacon) pueda rastrear a los usuarios mientras se desplazan cerca de los transmisores.

Los transmisores compatibles con iBeacon vienen en una variedad de formatos, incluyendo pequeños dispositivos de pila de botón, memorias USB y dongles USB genéricos compatibles con Bluetooth 4.0 . ^{[ 10 ]}

Una implementación de iBeacon consiste en uno o más dispositivos iBeacon que transmiten su número de identificación único a la red local. El software de un dispositivo receptor puede entonces buscar el iBeacon y realizar diversas funciones, como notificar al usuario. Los dispositivos receptores también pueden conectarse a los iBeacons para recuperar valores del servicio GATT ( perfil de atributo genérico ) de iBeacon. Los iBeacons no envían notificaciones push a los dispositivos receptores (aparte de su propia identidad). Sin embargo, el software móvil puede usar las señales recibidas de los iBeacons para activar sus propias notificaciones push. ^{[ 11 ]}

El protocolo Bluetooth LE es significativamente más eficiente en consumo de energía que Bluetooth Classic. Varios fabricantes de chipsets, incluidos Texas Instruments ^{[ 17 ]} y Nordic Semiconductor, ahora suministran chipsets optimizados para el uso de iBeacon. El consumo de energía depende de los parámetros de configuración de iBeacon, como el intervalo de publicidad y la potencia de transmisión. Un estudio realizado con 16 proveedores diferentes de iBeacon indica que la duración de la batería puede oscilar entre 1 y 24 meses. La configuración recomendada por Apple de un intervalo de publicidad de 100 ms con una pila de botón proporciona una duración de 1 a 3 meses, que aumenta a 2 o 3 años al incrementar el intervalo de publicidad a 900 ms. ^{[ 18 ]}

El consumo de batería de los teléfonos es un factor que debe tenerse en cuenta al implementar aplicaciones habilitadas para beacons. Un informe reciente ha demostrado que los teléfonos más antiguos tienden a consumir más batería en las proximidades de los iBeacons, mientras que los teléfonos más nuevos pueden ser más eficientes en el mismo entorno. ^{[ 19 ]} Además del tiempo que el teléfono pasa escaneando, el número de escaneos y el número de beacons en las proximidades también son factores significativos para el agotamiento de la batería, como señala el informe de Aislelabs . ^{[ 20 ]} En un informe de seguimiento, Aislelabs encontró una mejora drástica en el consumo de batería para el iPhone 5s , iPhone 5c en comparación con el modelo anterior iPhone 4s. Con 10 iBeacons cercanos, el iPhone 4s puede consumir hasta un 11 % de batería por hora, mientras que el iPhone 5s consume un poco menos del 5 % de batería por hora. ^{[ 21 ]} Una aplicación iBeacon energéticamente eficiente debe considerar estos aspectos para lograr un buen equilibrio entre la capacidad de respuesta de la aplicación y el consumo de batería.

A mediados de 2013, Apple presentó los iBeacons y los expertos escribieron sobre cómo están diseñados para ayudar a la industria minorista al simplificar los pagos y permitir ofertas en el punto de venta. El 6 de diciembre de 2013, Apple activó los iBeacons en sus 254 tiendas minoristas de EE. UU. ^{[ 22 ]} McDonald's ha utilizado los dispositivos para ofrecer promociones especiales a los consumidores en sus restaurantes de comida rápida. ^{[ 9 ]}

En mayo de 2014, se podían adquirir diferentes iBeacons de hardware por precios que oscilaban entre los 5 y los 30 dólares por dispositivo. ^{[ 23 ]} Cada uno de estos iBeacons presentaba configuraciones predeterminadas distintas para su potencia de transmisión y frecuencia de anuncio. Algunos iBeacons de hardware emitían señales a frecuencias tan bajas como 1  Hz, mientras que otros podían alcanzar los 10  Hz.

La tecnología iBeacon aún está en sus inicios. Existe un problema de software bien documentado en los sistemas Android 4.2 y 4.3, donde la pila Bluetooth del sistema falla al detectar muchos iBeacons. ^{[ 24 ]} Según se informa, esto se solucionó en Android 4.4.4. ^{[ 25 ]}

Los dispositivos Bluetooth de bajo consumo pueden operar en modo de anuncio para notificar a los dispositivos cercanos de su presencia. ^{[ 26 ]} En su forma más simple, un iBeacon es un dispositivo Bluetooth de bajo consumo que emite anuncios siguiendo un formato estricto, que consiste en un prefijo iBeacon definido por Apple, seguido de un UUID variable y un par mayor-menor. ^{[ 27 ]} Un ejemplo de trama de anuncio iBeacon podría ser:

fb0b57a2-8228-44cd-913a-94a122ba1206 Mayor 1 Menor 2

donde fb0b57a2-8228-44cd-913a-94a122ba1206 es el UUID. Dado que la publicidad iBeacon es solo una aplicación de la publicidad general de Bluetooth Low Energy, el iBeacon anterior se puede emitir mediante la ejecución de los siguientes comandos en Linux a un dispositivo Bluetooth 4 Low Energy compatible en un kernel moderno: ^{[ 28 ]}

(Configurar parámetros de publicidad de LE) hcitool -i hci0 cmd 0x08 0x0006 a0 00 a0 00 03 00 00 00 00 00 00 00 00 07 00 ############################### a0 00: Intervalo mínimo de publicidad (Little Endian de 16 bits) (0,625 ms * 00 a0) ##################################### a0 00: Intervalo máximo de publicidad (16 bits Little Endian) (0,625 ms * 00 a0)

(Establecer datos de publicidad LE) hcitool -i hci0 cmd 0x08 0x0008 1E 02 01 06 1A FF 4C 00 02 15 FB 0B 57 A2 82 28 44 CD 91 3A 94 A1 22 BA 12 06 00 01 00 02 D1 00 ############################### 1E: Número total de bytes ADV, no puede ser mayor que 1F, (longitud máxima de anuncio BLE de 31 bytes) ################################## 02 01 06 1A FF 4C 00 02 15: Prefijo publicitario iBeacon de Apple

(Habilitar publicidad LE) hcitool -i hci0 cmd 0x08 0x000a 01

Para que la configuración del intervalo de retransmisión (el primero de los comandos anteriores) vuelva a funcionar, la transmisión debe detenerse con:

(Desactivar publicidad de LE) hcitool -i hci0 cmd 0x08 0x000a 00

Los dispositivos que ejecutan el sistema operativo Android anterior a la versión 4.3 solo pueden recibir anuncios iBeacon, pero no pueden emitirlos. Android 5.0 ("Lollipop") añadió compatibilidad con los modos central y periférico. ^{[ 29 ]}

Bytes 0-2: Indicadores BLE estándar (no son necesarios, pero son estándar)

Byte 0: Longitud: 0x02 Byte 1: Tipo: 0x01 (Banderas) Byte 2: Valor: 0x06 (Indicadores típicos 0b00000110) (Modo de detección general LE, BR/EDR no compatible)

Byte 3-29: Datos de iBeacon definidos por Apple

Byte 3: Longitud: 0x1a (De la siguiente sección) Byte 4: Tipo: 0xff (Datos personalizados del fabricante) Bytes 5-6: ID del fabricante: 0x004c (código de empresa registrado en Bluetooth SIG de Apple, Little Endian de 16 bits) Byte 7: Subtipo: 0x02 (Tipo de datos personalizados del fabricante iBeacon de Apple) Byte 8: Longitud del subtipo: 0x15 (Del resto de los datos de iBeacon; UUID + Mayor + Menor + TXPower) Byte 9-24: UUID de proximidad (UUID aleatorio o público/registrado de la baliza específica) Bytes 25-26: Mayor (valor definido por el usuario) Bytes 27-28: Menor (valor definido por el usuario) Byte 29: Potencia medida (valor con signo de 8 bits, rango de -128 a 127, utilice el complemento a dos para "convertir" si es necesario, Unidades: Potencia de transmisión medida en dBm a 1 metro de la baliza) (configurado por el usuario, no dinámico, se puede utilizar junto con el RSSI recibido en un receptor para calcular la distancia aproximada a la baliza).

A diferencia de iOS, Android no cuenta con soporte nativo para iBeacon. Por ello, para usar iBeacon en Android, un desarrollador debe utilizar una biblioteca existente o crear código que analice los paquetes BLE para detectar anuncios de iBeacon. El soporte para BLE se introdujo en Android Jelly Bean, con importantes correcciones de errores en Android KitKat . Posteriormente, se han ido añadiendo progresivamente mejoras de estabilidad y funciones adicionales de BLE, con una mejora significativa en la estabilidad en la versión 6.01 de Android Marshmallow que evita fugas de conexión entre aplicaciones.

Por diseño, el marco publicitario de iBeacon es claramente visible. Esto permite que terceros interesados ​​capturen, copien y reproduzcan los marcos publicitarios de iBeacon en diferentes ubicaciones físicas. Esto se puede lograr simplemente enviando la secuencia correcta de comandos a adaptadores USB Bluetooth 4.0 compatibles. En febrero de 2014 se reportó la suplantación exitosa de iBeacons de tiendas Apple. ^{[ 30 ]} Esto no constituye una falla de seguridad en el iBeacon en sí, pero los desarrolladores de aplicaciones deben tenerlo en cuenta al diseñar sus aplicaciones con iBeacons.

PayPal ha adoptado un enfoque más robusto, donde el iBeacon es simplemente el inicio de una compleja negociación de seguridad ( autenticación de desafío-respuesta ). Es poco probable que esto sea pirateado, o que se vea interrumpido por copias de beacons. ^{[ 31 ]}

La escucha de iBeacon se puede lograr utilizando los siguientes comandos con una distribución moderna de Linux :

hcitool -i hci0 lescan --passive --duplicates D6:EE:D4:16:ED:FC (desconocido) F6:BE:90:32:3C:5E (desconocido) ...

En otra terminal, ejecute el programa de volcado de protocolo:

hcidump -R -i hci0 > 04 3E 2A 02 01 00 01 FC ED 16 D4 EE D6 1E 02 01 06 1A FF 4C 00 02 15 B9 40 7F 30 F5 F8 46 6E AF F9 25 55 6B 57 FE 6D ED FC D4 16 B6 B4 ...

Consulte la especificación principal de Bluetooth, volumen 4, parte E, 7.7.65.2: LE Meta Event::LE Advertising Report Sub-Event, para obtener detalles sobre la salida de hcidump.

La dirección MAC del iBeacon, junto con su carga útil, es claramente identificable. La secuencia de comandos descrita en los detalles técnicos puede utilizarse para reproducir la trama del iBeacon.

• Dispositivos iOS con Bluetooth 4.0+ ( iPhone 4s y posteriores, iPad (3.ª generación) y posteriores, iPad Mini (1.ª generación) y posteriores, y iPod Touch (5.ª generación) y posteriores) ^{[ 32 ] [ 33 ]}
• Ordenadores Macintosh con OS X Mavericks (10.9) o posterior y Bluetooth 4.0
• Dispositivos Android con Bluetooth 4.0+ y sistema operativo Android 4.3+ (por ejemplo, Samsung Galaxy S7/J1 mini Prime, Samsung Galaxy Note 2/3, HTC One , Google/LG Nexus 7 2013/Nexus 4/Nexus 5, OnePlus One, LG G3 ) ^{[ 34 ]}
• Dispositivos Windows Phone con Bluetooth 4.0 o superior y la actualización Lumia Cyan o superior (algunos informes sugieren que la compatibilidad no está incluida en Windows Phone 8.1).

Aunque el entorno NFC es muy diferente y tiene muchas aplicaciones que no se solapan, aún se puede comparar con los iBeacons.

El alcance de NFC es de hasta 20  cm (7,87 pulgadas), pero el alcance óptimo es inferior a 4  cm (1,57 pulgadas). Los iBeacons tienen un alcance significativamente mayor.

No todos los teléfonos incorporan chips NFC. El primer modelo de iPhone de Apple con chips NFC fue el iPhone 6 , presentado en septiembre de 2014, pero la mayoría de los teléfonos modernos ya contaban con Bluetooth 4.0 o superior desde hacía varios años.

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