O que é Bluetooth

Seja para ouvir músicas, conectar seus fones de ouvido, transferir arquivos ou controlar dispositivos a distância, a tecnologia Bluetooth está presente em inúmeros dispositivos que usamos diariamente. Mas você sabe como essa tecnologia funciona? Quais são as vantagens e desvantagens de usarmos Bluetooth? É seguro?

É disso que trataremos neste artigo.

Bluetooth: Definição

Bluetooth é um padrão de comunicação por radiofrequência (comunicações sem fio / redes wireless) criado como alternativa às conexões físicas de curto alcance (como cabos USB ou seriais) entre dispositivos variados como computadores, periféricos, celulares, fones, caixas de som, teclados, etc., usado para trocar dados entre dispositivos a curtas distâncias, geralmente até 10 metros (mas podendo chegar a 100 metros com versões mais potentes).

Ele opera na faixa de ondas de rádio UHF nas bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical), de 2,402 GHz a 2,48 GHz., a mesma usada por redes Wi-Fi e fornos de micro-ondas, mas com um esquema próprio chamado salto de frequência (frequency hopping) que evita interferência com essas redes..

Em sua essência, trata-se é uma tecnologia que utiliza transmissão sem fio de curto alcance para criar uma conexão wireless entre diferentes aparelhos eletrônicos. Tecnicamente, o Bluetooth funciona transmitindo e recebendo ondas de rádio em uma frequência específica. Para que essa comunicação seja bem-sucedida, os dispositivos envolvidos precisam seguir um conjunto de regras e padrões, chamados protocolos.

É como se eles tivessem uma espécie de ‘acordo’ sobre como a informação deve ser enviada e interpretada.

O Bluetooth foi padronizado pelo IEEE como padrão 802.15.1, mas não é mais mantido por essa organização; a tecnologia é atualmente gerenciada pelo SIG – Bluetooth Special Interest Group, grupo que possui mais de 35000 empresas associadas das áreas de tecnologia.

Website oficial da tecnologia: https://www.bluetooth.com/

Origem do nome

O nome “Bluetooth” tem uma origem curiosa e nada tecnológica a princípio.

Ele foi inspirado em um rei viking dinamarquês do século X chamado Harald “Bluetooth” Gormsson, ou Haroldo I da Dinamarca (911 – 985 d.C). O rei recebeu esse apelido por causa de um dente escurecido ou “azul”.

Mas por que um nome de rei viking para uma tecnologia de comunicação sem fio? Acontece que, durante a criação do padrão de comunicação sem fio, havia várias empresas trabalhando em tecnologias concorrentes. Em 1997, um engenheiro da Intel, Jim Kardach, estava em uma conversa informal com um colega da Ericsson, Sven Mattisson, sobre um nome provisório para o projeto.

Kardach estava lendo o romance histórico sobre vikings A History of the Vikings, de Gwyn Jones, que mencionava o Rei Harald Bluetooth, conhecido por sua habilidade de unir tribos dinamarquesas em um único reino. A analogia era que essa nova tecnologia sem fio também tinha o potencial de unificar diferentes protocolos de comunicação, como o faziam os diversos cabos para conectar dispositivos.

“Bluetooth” era, portanto, um codinome temporário, com a expectativa de que um nome comercial mais definitivo seria escolhido antes do lançamento da tecnologia. No entanto, nenhuma alternativa conseguiu ser definida a tempo, e o nome “Bluetooth” acabou se consolidando e se tornando o nome oficial que conhecemos hoje.

O símbolo do Bluetooth é a união de duas runas (caracteres vikings) que remetem às iniciais de Harald Bluetooth (H: ᚼ e B: ᛒ).

Emparelhamento

O emparelhamento é o processo de criação de um vínculo seguro entre dois dispositivos que desejam se comunicar via Bluetooth. Ele estabelece a confiança mútua, trocando chaves criptográficas (ver mais adiante no artigo sobre criptografia) que permitem conexões futuras sem repetir o mesmo processo toda vez.

Os objetivos do emparelhamento são garantir que ninguém no meio da conexão possa espionar ou interferir, evitar conexões indesejadas (como por exemplo ataques do tipo Bluejacking ou Bluesnarfing), além de permitir que os dispositivos se reconheçam automaticamente no futuro, sem intervenção do usuário, o que simplifica o processo de conexão e comunicação entre eles.

Durante o emparelhamento ocorrem os seguintes processos, em sequência:

• Descoberta: um dispositivo (como um fone ou caixa de som) fica visível e o outro (como o celular) o encontra.
• Negociação: ambos os dispositivos trocam informações de capacidade (versão do Bluetooth, perfis suportados).
• Troca de chaves: um método de pareamento é usado para gerar e compartilhar uma chave de link (sem senha, com PIN, código, QR Code, etc.). O nível de segurança da conexão varia de acordo com o método empregado.
• Armazenamento: a chave é guardada nos dois dispositivos. Nas próximas conexões, não será necessário emparelhar novamente.
• Conexão segura: a chave é usada para autenticar e, se necessário, criptografar a comunicação.

Também existe o processo de desemparelhamento, ou despareamento, que consiste em romper o vínculo entre os dispositivos conectados (basicamente, desconectá-los). Para tal, é necessário remover o dispositivo emparelhado na lista do Bluetooth. Isso apaga a chave armazenada e o processo de emparelhamento precisará ser repetido se quisermos conectar novamente os dispositivos.

Principais características

Na tabela a seguir resumo as principais características técnicas do Bluetooth, incluindo sua faixa de frequência de operação, alcance e velocidade, consumo e outras mais genéricas:

Característica	Detalhes
Faixa de operação	2,4 GHz (banda ISM — uso livre)
Alcance	Depende da classe: – Classe 1: Alcance de até 100 metros – Classe 2: Até 10 metros – Classe 3: Até 1 metro – Classe 4: Até 0,5 metro.
Velocidade	Varia com a versão (de 721 kbps até 2 Mbps ou mais)
Topologia	Redes piconet (um mestre e vários escravos) e scatternet (rede maior)
Baixo consumo	Ideal para dispositivos móveis e wearables
Versões	Vão da 1.0 até a atual 5.4 (Bluetooth LE Audio incluído)

Classes Bluetooth

A eficácia da comunicação via Bluetooth, especialmente em termos de potência e alcance, é categorizada em diferentes classes.

Abaixo temos uma tabela com as classes de Bluetooth, suas potências máximas e alcances aproximados.

Classe Bluetooth	Potência máxima (mW)	Alcance da Transmissão (m)	Aplicações Típicas
Classe 1	100 mW (20 dBm)	Até 100 metros	Aplicações industriais, redes de longo alcance.
Classe 2	2,5 mW (4 dBm)	Até 10 metros	A maioria dos dispositivos de consumo, como smartphones, fones de ouvido e caixas de som.
Classe 3	1 mW (0 dBm)	Até 1 metro	Dispositivos de baixo consumo de energia, como sensores e alguns acessórios.
Classe 4	0,5 mW	Até 0,5 metro	Aplicações que exigem proximidade extrema e baixo consumo; é menos comum.

O alcance listado na tabela acima é um valor aproximado em condições ideais. Obstáculos como paredes, interferências de outros dispositivos sem fio (que também operam na faixa de 2.4 GHz, como Wi-Fi e fornos de micro-ondas) e o design das antenas podem afetar significativamente o desempenho e a distância real de uma conexão Bluetooth.

Além disso, como era de se esperar, para que a conexão atinja o alcance máximo de uma determinada classe, ambos os dispositivos envolvidos na comunicação devem suportar a mesma classe de potência.

Para que serve o Bluetooth? Aplicações comuns

Entre as principais aplicações da tecnologia temos as seguintes, todas bastante comuns:

• Áudio sem fio: fones de ouvido, caixas de som, viva-voz.
• Periféricos: mouses, teclados, controles de videogame.
• Transferência de arquivos: entre celulares, computadores, impressoras.
• Automação e IoT: casas inteligentes, sensores, dispositivos médicos, controles remotos.
• BLE (Bluetooth Low Energy): Esta variante é usada em pulseiras fitness, etiquetas de rastreamento, e outros dispositivos que priorizam eficiência energética.

Você provavelmente já usou uma ou mais delas no seu dia-a-dia, e talvez utilize algumas delas com bastante frequência.

Bluetooth x Wi-Fi

Ambos o Bluetooth e Wi-Fi compartilham a mesma faixa de frequência de operação, e são ambas tecnologias de comunicação wireless. Porém, elas tem aplicações bem distintas e seu funcionamento, como é de se esperar, também é diferente. 

Na tabela a seguir temos um pequeno comparativo entre características selecionadas da tecnologia Bluetooth versus redes Wi-Fi comuns:

Característica	Bluetooth	Wi-Fi
Uso típico	Comunicação entre dois dispositivos	Acesso à internet / rede local
Alcance	Curto	Médio a longo
Velocidade	Mais lenta (até 2 Mbps no LE)	Muito mais rápida (100+ Mbps)
Consumo	Muito baixo	Alto (em comparação)

Origem do nome “Bluetooth”

O nome “Bluetooth” vem de Harald “Bluetooth” Gormsson, ou ainda “Harald Dente Azul”, um rei viking do século X que unificou a Dinamarca e a Noruega. A tecnologia recebeu esse nome com a esperança de que ela unificasse os diversos protocolos de comunicação sem fio existentes na época.

Os Perfis Bluetooth

O Bluetooth utiliza diferentes ‘perfis’ para realizar tarefas específicas. Alguns exemplos de perfis e suas funções estão listados a seguir:

• Perfil A2DP: Transmissão de áudio de alta qualidade (como em fones de ouvido e caixas de som).
• Perfil OPP: Usado na transferência de arquivos entre dispositivos, como entre celulares.
• Perfil HID: Empregado na conexão de periféricos como na conexão de teclados e mouses sem fio a um PC.

Para cada tipo de tarefa, o Bluetooth utiliza um ‘perfil’ específico. Podemos pensar neles como sendo diferentes ‘dialetos’ dentro da mesma língua Bluetooth. Por exemplo, o perfil A2DP é otimizado para a transmissão de áudio, enquanto o perfil OPP facilita a troca de arquivos, e o HID permite conectar teclados e mouses sem fio, entre outros dispositivos em redes PAN.

Evolução das Versões do Bluetooth

Ao longo do tempo, o Bluetooth passou por diversas evoluções, cada uma trazendo melhorias significativas. A seguir temos um resumo da evolução das diversas versões da tecnologia que evoluíram ao longo do tempo, com foco nas principais melhorias e inovações técnicas de cada uma. A evolução pode ser dividida em duas linhas principais:

• Bluetooth Classic (voltado para áudio, transferência de dados e periféricos).
• Bluetooth Low Energy (BLE), introduzido a partir da versão 4.0, com foco em consumo reduzido de energia.

Vejamos agora a evolução do Bluetooth versão por versão, desde o lançamento da versão Bluetooth 1.0 em 1999.

Bluetooth 1.0 e 1.1 (1999–2001)

• Primeiras versões.
• Velocidade: até 721 kbps.
• Conexões instáveis, difícil interoperabilidade.
• Muito limitado: apenas o começo.

Bluetooth 1.2 (2003)

• Introduziu Adaptive Frequency Hopping (AFH): evita interferência com Wi-Fi.
• Conexão mais rápida (tempo de descoberta reduzido).
• Ainda limitado a 721 kbps de taxa de dados.

Bluetooth 2.0 + EDR (2004)

• EDR = Enhanced Data Rate.
• Velocidade aumentada para até 3 Mbps.
• Menor consumo de energia por bit transmitido.
• Tornou-se base para fones de ouvido sem fio mais estáveis.

Bluetooth 2.1 + EDR (2007)

• Secure Simple Pairing (SSP): pareamento mais fácil e seguro.
• Melhoria na segurança da conexão.<
• Uso mais fácil com celulares e periféricos.

Bluetooth 3.0 + HS (High Speed) (2009)

• Usa Wi-Fi para transmissão rápida de arquivos, mantendo controle via Bluetooth.
• Teoricamente até 24 Mbps, mas exigia hardware compatível.
• Pouco adotado na prática por causa da complexidade.

Bluetooth 4.0 (2010) – Marco importante

• Introduz o Bluetooth Low Energy (BLE).
• BLE = ultrabaixo consumo, ideal para sensores, relógios, pulseiras fitness.
• Dois modos separados: Classic (para áudio) e BLE (para dados simples e esporádicos).

Bluetooth 4.1 (2013)

• Melhor integração com LTE (evita interferência).
• Dispositivos podem ser simultaneamente cliente e servidor (ex: um smartwatch pode receber dados do celular e enviar para outro sensor).
• Re-conexão automática melhorada.

Bluetooth 4.2 (2014)

• Mais segurança (privacidade de endereço MAC).
• Suporte a IPv6/6LoWPAN para IoT.
• Transferência de dados BLE mais rápida (até 2,6x mais que 4.0).

Bluetooth 5.0 (2016)

• Grande salto para BLE:
  • Velocidade: até 2 Mbps.
  • Alcance: até 4x maior.
  • Capacidade de broadcast: 8x mais dados em modo de transmissão sem conexão.
• Áudio ainda com a versão Classic.

Bluetooth 5.1 (2019)

• Direcionamento de localização (Angle of Arrival / Departure).
• Melhor navegação indoor e rastreamento de objetos.
• Aumenta precisão de localização em BLE (até cm).

Bluetooth 5.2 (2020)

• Introduz o LE Audio com o novo codec LC3:
  • Melhor qualidade de som com menor bitrate.
  • Transmissão para vários dispositivos simultaneamente.
  • Suporte a assistência auditiva nativamente.
• Isochronous Channels: permite sincronização precisa de áudio via BLE.

Bluetooth 5.3 (2021)

• Otimizações de consumo.
• Conexões mais estáveis.
• Mais controle sobre permissões e notificações de conexão.

Bluetooth 5.4 (2023)

• Introdução de Periodic Advertising with Responses (PAwR).
• Foco em IoT em larga escala: etiquetas de supermercado, sensores industriais.
• Expansão do suporte para Broadcast com baixa energia.

Resumo das principais melhorias ao longo das versões

Versão	Destaques principais
1.0–1.2	Primeira geração, lenta, pouco confiável
2.0–2.1	Aumento da velocidade, mais fácil de parear
3.0	Transferência rápida via Wi-Fi (pouco usada)
4.0	Introdução do BLE (baixo consumo)
4.1–4.2	Melhorias em BLE, segurança e integração com IoT
5.0	BLE mais rápido e com maior alcance
5.1	Localização precisa
5.2	Áudio BLE com LE Audio e codec LC3
5.3–5.4	Eficiência, estabilidade e foco em IoT de massa

Bluetooth Low Energy (BLE)

O Bluetooth Low Energy (BLE), ou Bluetooth de Baixa Energia, é uma versão do protocolo projetada para dispositivos que precisam operar por longos períodos com consumo muito baixo de bateria. É bastante utilizado em smartwatches, pulseiras fitness, sensores e outros dispositivos IoT (Internet das Coisas).

Diferenças entre Bluetooth Classic e BLE

Na tabela a seguir temos um comparativo que mostra as diferenças entre o Bluetooth Classic e Bluetooth Low Energy (BLE) — dois modos de funcionamento distintos dentro da especificação Bluetooth, cada um com propósitos e características técnicas diferentes.

Muitos dispositivos modernos suportam ambos os modos, alternando conforme necessário. Por exemplo, um smartwatch pode usar BLE para notificações, mas Bluetooth Classic para atender chamadas se tiver um alto-falante embutido.

Tabela comparativa entre Bluetooth Classic e Bluetooth BLE

Característica	Bluetooth Classic	Bluetooth Low Energy (BLE)
Objetivo	Transmissão contínua de dados (áudio, arquivos)	Comunicação esporádica com consumo mínimo
Uso típico	Fones de ouvido, caixas de som, teclados, carros	Pulseiras fitness, sensores IoT, balanças, rastreadores
Consumo de energia	Moderado a alto	Muito baixo
Velocidade de dados	Até 3 Mbps (2.1 + EDR)	125 kbps a 2 Mbps (dependendo da versão)
Latência	Baixa (estável e contínua)	Pode ser muito baixa, mas depende da aplicação
Conexão contínua	Sim – ideal para streaming	Opcional – conecta só quando precisa
Parâmetros de conexão	Mais lentos, conexões mantidas por mais tempo	Conexão e desligamento rápidos
Topologia	Um mestre, vários escravos (piconet)	Pode ser estrela, broadcast ou mesh
Áudio	Suporta (A2DP, HFP, etc.)	Não suportava — agora sim com LE Audio (5.2+)
Perfis suportados	A2DP, AVRCP, HFP, SPP, etc.	GATT (Generic Attribute Profile)
Emparelhamento	Clássico, com PIN ou SSP	Simples, mais seguro, criptografado

Exemplos de aplicações do Bluetooth Clássico e BLE

Bluetooth Classic

• Ideal para uso contínuo e com fluxo de dados constante.
• Ex: Um fone Bluetooth precisa de áudio contínuo, com pouca latência. Ele usa perfis como A2DP (para música) e HFP (para chamadas).
• Também usado em transmissão de arquivos, modems Bluetooth, impressoras, etc.

BLE (Bluetooth Low Energy)

• Ideal para transmissão ocasional de pequenos dados, com foco em eficiência energética.
• Ex: Um sensor de batimentos cardíacos envia uma pequena leitura a cada segundo — não precisa ficar conectado o tempo todo.
• BLE é a base de IoT, dispositivos médicos, rastreadores, beacons e agora também áudio com o Bluetooth LE Audio (5.2+).

E o LE Audio?

Introduzido na versão 5.2 do protocolo, o LE Audio é a forma de transmitir áudio usando BLE. Essa técnica usa o codec LC3, que oferece melhor qualidade com menor bitrate, mais eficiência, e recurso de transmissão para múltiplos dispositivos simultaneamente. Até então, áudio via Bluetooth só era possível usando Bluetooth Classic com o perfil A2DP.

Com o Bluetooth LE Audio, passamos a ter, em teoria, áudio com qualidade superior e menor consumo de energia, agora usando BLE. Sendo assim, podemos dizer que o LE Audio é o futuro do áudio Bluetooth, substituindo gradualmente o padrão Classic.

Principais vantagens do LE Audio

Recurso	Benefício prático
Menor consumo de energia	Aumenta a duração da bateria de fones, aparelhos auditivos, etc.
Qualidade superior	Mesmo em baixas taxas de bits, a qualidade é melhor
Transmissão para vários dispositivos	Um único smartphone pode enviar áudio para vários fones ao mesmo tempo
Áudio compartilhado (broadcast)	Em locais públicos (aeroportos, cinemas), será possível ouvir o som ambiente no seu fone
Melhor suporte a acessibilidade	LE Audio foi projetado para funcionar com aparelhos auditivos Bluetooth
Conexão mais rápida e estável	O BLE tem tempos de descoberta menores e reconexão automática

O codec LC3 (Low Complexity Communication Codec)

O LC3 é o codec padrão do LE Audio — substitui os antigos codecs como o SBC e o mSBC, oferecendo as seguintes:

Característica	Detalhes
Alta qualidade mesmo em baixa taxa de bits	Ex: 96 kbps no LC3 soa melhor que 320 kbps no SBC
Mais eficiente	Usa menos processamento para mesma ou melhor qualidade
Robustez	Funciona melhor em ambientes com interferência (menos travamentos de som)
Flexível	Pode ser ajustado para priorizar qualidade ou latência

Podemos comparar a qualidade do áudio entre os codecs SBC e LC3, obtendo no geral as seguintes classificações, em taxas de bits distintas (bitrates):

Bitrate (kbps)	Qualidade SBC	Qualidade LC3
320	Boa	Excelente
160	Fraca	Boa
96	Ruim	Aceitável
48	Inaudível / Cortes	Melhor que SBC a 160!

Além do mais, o LE Audio possui recursos como o Multi-Stream Audio, que permite transmitir vários fluxos de áudio simultaneamente, de forma sincronizada. Por exemplo, uma caixa de som TWS (True Wireless Stereo) pode receber dois fluxos separados (um para cada lado), melhorando sincronização, latência e qualidade.

Outro recurso interessante é o Broadcast Audio (Auracast™), que permite transmitir áudio abertamente para qualquer fone compatível que esteja por perto. Por exemplo, em um museu, poderíamos ouvir uma narração oficial sobre as obras em exposição conectando seu fone a um canal Auracast transmitido no ambiente.

Segurança em conexões Bluetooth: o básico

A segurança em conexões Bluetooth é um tema importante, pois o protocolo foi originalmente projetado para conveniência e mobilidade, e nem sempre teve foco prioritário em proteção contra ataques e segurança do usuário. Felizmente, com a evolução das versões, a segurança melhorou bastante. 

Vejamos, de forma resumida, como é a segurança em uma conexão via Bluetooth.

Camadas de segurança

A segurança do Bluetooth atua em três camadas principais:

1. Autenticação

A Autenticação é o processo de verificar a identidade de um dispositivo antes de permitir uma conexão Bluetooth. Ela evita que dispositivos não autorizados se façam passar por legítimos.

Como funciona

• Quando dois dispositivos tentam se conectar, ocorre o pareamento.
• Durante o pareamento, eles trocam chaves criptográficas que servem como uma “identidade secreta” para futuras conexões.
• As versões mais recentes usam ECDH (Elliptic Curve Diffie-Hellman), que protege contra ataques de interceptação (man-in-the-middle).

Métodos de pareamento (exemplos de autenticação)

2. Autorização

A Autorização define o que um dispositivo pode ou não fazer após estar autenticado e conectado.

Como funciona

Mesmo após a autenticação, o dispositivo precisa de permissão explícita para executar certas ações — por exemplo:

• Acessar contatos, arquivos ou mensagens.
• Controlar funções de áudio (AVRCP).
• Ler sensores ou ativar microfones.

A autorização também depende do perfil Bluetooth em uso:

• Um dispositivo pareado para música (A2DP) não deve automaticamente ter acesso aos seus contatos (PBAP).
• No BLE, usa-se o modelo GATT (Generic Attribute Profile), que permite definir níveis de acesso diferentes por serviço (ex: um app pode ler a frequência cardíaca, mas não acessar outro sensor).

Além disso, é feito um  controle granular: dispositivos modernos pedem confirmação para cada tipo de acesso — especialmente no Android/iOS, onde permissões são separadas (localização, contatos, microfone, etc.).

3. Criptografia

Já a camada de criptografia garante que os dados transmitidos não possam ser lidos por terceiros, mesmo que sejam interceptados em trânsito.

Funcionamento

• Após o pareamento, os dispositivos usam chaves de sessão temporárias para criptografar os dados.
• Na versão Classic, a criptografia usa o algoritmo E0 (considerado fraco hoje).
• No BLE, usa-se AES-CCM (Advanced Encryption Standard – Counter with CBC-MAC), com chaves de 128 bits, muito mais seguro.

As chaves de criptografia podem ser renovadas periodicamente para evitar que sejam comprometidas durante sessões longas.

O que é protegido

• Dados do usuário (música, mensagens, arquivos).
• Comandos de controle (ex: play/pause).
• Metadados da conexão (às vezes, até endereço MAC é randomizado para evitar rastreamento).

Criptografia usada

O Bluetooth usa o algoritmo E0 para criptografia no Classic (considerado fraco atualmente). Já no BLE, usa o padrão de criptografia AES-CCM com chave de 128 bits, que é bem mais seguro.

O pareamento pode usar o algoritmo Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) nas versões mais recentes para gerar chaves temporárias seguras.

Boas práticas de segurança

Seguir algumas práticas é importante para diminuir riscos associados ao usar conexões via Bluetooth, e as mais simples incluem as seguinte dicas:

• Desative o Bluetooth quando não estiver usando.
• Mantenha o dispositivo oculto (não visível).
• Evite parear em locais públicos.
• Remova dispositivos desconhecidos da lista de pareados.
• Atualize o firmware e o sistema operacional de seu dispositivo regularmente.
• Procure usar pareamento autenticado (e nunca aceite conexões sem verificar o código).

Conclusão

A tecnologia Bluetooth permite que dispositivos se comuniquem entre si em curtas distâncias, eliminado a necessidade de fios e cabos, o que simplifica bastante o uso de equipamentos como caixas de som, fones de ouvido, teclados, mouses e outros dispositivos conectados a PCs, celulares, tablets e outros.

Tomando os devidos cuidados, a experiência de uso desses equipamentos é sensivelmente melhorada com o uso dessa tecnologia de comunicação sem fios. Nos próximos artigos, vamos explorar mais a fundo o funcionamento técnico da tecnologia, incluindo temas como Codecs Bluetooth, recomendação de equipamentos, segurança e ataques wireless, e muitos outros.