7 мая — День Радио!
Надеюсь эта заметка будет как раз кстати.

Совсем недавно на хабре была статья про проект на базе платы Raspberry Pi — к ней подключался просто кусок провода и… это все. Программа, работающая на Raspberry Pi умудрялась вести вещание в FM диапазоне просто через этот кусок провода.

Вот ссылка на ту статью на хабре.

Теперь уже похожий проект появился и для ПЛИС Altera Cyclone III. Опять короткий кусок провода подключен прямо к выходу микросхемы, в данном случае микросхемы ПЛИС.

Аудио файл в формате WAV 22050Гц, 8 бит, МОНО просто передается в плату через последовательный порт. Плата принимает байты и ведет вещание этого потока в FM диапазоне на частоте 90МГц.



Демонстрационное видео трансляции есть на youtube, правда музыка несколько усыпляющая.

Видно, что мелодия принимается не только бытовым радиоприемником рядом с платой, но и в автомобиле во дворе, примерно в пятнадцати метрах.

В качестве антенны радиопередатчика используется шина между процессором и памятью

В информационной безопасности есть понятие «физической изоляции» (air gap), когда безопасная компьютерная сеть физически изолирована от небезопасных сетей: интернета и локальных сетей с низким уровнем безопасности. Это военные системы, командные центры, системы управления АЭС, медицинское оборудование и проч.

Но если кто-то инфицировал физически изолированный компьютер, а потом ему позарез нужно снять информацию — что делать? Здесь приходится выдумывать разные хитроумные и нестандартные способы. Например, превратить обычный ПК в генератор радиосигнала — и ловить этот сигнал радиоприёмником. Именно такую задачу выполняет утилита System Bus Radio, которая однажды упоминалась на GT. Хотя если честно, то вряд ли кто-то будет использовать её для шпионажа — это просто любопытная программка для развлечения. Она использует системную шину ПК или ноутбука как радиопередатчик для трансляции любых звуков на установленной радиочастоте.

За время, прошедшее с начала разработки, пользователи собрали обширную статистику, на радиоприёмниках какой модели и на какой частоте ловится сигнал. Кроме того, создан онлайновый модулятор, где вы можете сочинять музыку не выходя из браузера — и генерировать радиосигнал на частоте 1560 Гц нажатием одной кнопки Play Tune.

Компания Fujitsu объявила о разработке первого в мире компактного радиоприёмника, который используется для беспроводной передачи данных на скорости в десятки гигабит в секунду. Радиопередача на частотах более 100 ГГц, то есть в терагерцевом или субмиллиметровом диапазоне, увеличивает пропускную способность на два порядка по сравнению с обычными передатчиками на частоте от 800 МГц до 2 ГГц, какие установлены в современных мобильных устройствах.

Устройство от Fujitsu состоит из микросхемы приёмника-усилителя и терагерцевой антенны, которая подключена через соединение с очень низкими потерями в рабочем диапазоне. Новая схема конструкции позволила в десять раз уменьшить размер устройства относительно предыдущих моделей таких приёмников. Впервые его можно интегрировать в традиционные мобильные гаджеты, в том числе смартфоны.

Несколько лет назад я впервые наткнулся на аудиозаписи номерных радиостанций и начал изучать их историю. В большинстве случаев существуют довольно неплохие версии того, кто их создавал и для какой цели. Одним из примеров является Gongs and Chimes Station, известная своей мелодией, которая с годами становилась всё более жуткой из-за постепенного износа плёнки. Для меня всегда были загадкой те устройства, которые использовались для генерации голосовых сообщений. Походили ли они на электромеханические устройства, применявшиеся для информирования по телефону о точном времени, имели ли несколько считывающих головок или сложные плёночные механизмы?

Затем я нашёл это видео. И… Это истинный голос, который использовался в станции Gongs and Chimes? Меня удивило, насколько маленькой, аккуратной и сложной казалась эта машина. В ней определённо был микроконтроллер, она имела ЖК-дисплей, а в целом выглядела как довольно элегантное устройство.


Sprach-Morse-Generator (фото Mfs-sammler)

Однако самым важным было то, что я наконец-то узнал, что ищу. Запрос «Sprach-Morse-Generator» («голосовой-генератор-Морзе») быстро привёл меня на страницу об этой машине в музее криптографии, на которой упоминается и её официальное название: «Gerät 32620» (устройство 32620). На странице также есть замечательная информация об истории устройства и записанном в нём голосе.

Но больше всего меня восхитило то, что там были ссылки на техническую документацию по голосовому генератору и сопровождающему его устройству, Gerät 32621, которое можно использовать для оцифровки голосовых аудиодорожек и для их записи на EPROM-картриджи, которые используются в Gerät 32620.

Мы все привыкли только читать или слышать о чём-то тайном и непонятном. Чтобы столкнуться с чем-то таким лично, надо, как правило, или предпринять далёкое путешествие, или подгадать какое-то удачное время. Вдобавок, если речь об официальных учреждениях, то они ещё и охраняются — так просто к ним не подберёшься. Помните, пару лет назад был флэшмоб про «штурм» Зоны-51? Несколько миллионов человек со всех концов света собирались прорваться на секретную американскую авиабазу и посмотреть там на пришельцев. И чем всё закончилось? Правильно, ничем. Никто не пришёл, потому что, во-первых, добираться долго и дорого даже самим американцам, а во-вторых, охрана в таких местах шуток не любит и стреляет на поражение. Это неудивительно — никакая серьёзная организация не любит, чтобы в её деликатные дела мог сунуть нос любой желающий.

Есть, однако, заметное исключение из этого правила. Загадка, прикоснуться к которой может любой, буквально не выходя из дома. Для этого достаточно лишь купить радиоприёмник, способный ловить коротковолновый диапазон — стоят они совсем недорого, а при некотором везении можно бесплатно найти такой где-нибудь среди старого хлама на даче или в шкафу. Если неторопливо крутить ручку настройки, сканируя КВ-диапазон, несложно наткнуться на какой-либо звук — жужжание, гул, прерывистый писк. Это так называемый «маркер» — сигнал, который передаёт радиостанция. По громкости и чистоте его звучания легко определить, насколько точно вы настроились на нужную волну. Подождав достаточное время, можно услышать, как маркер затихнет и вместо него начнёт звучать голос, передающий бессмысленное сообщение. Это могут быть слова, короткие фразы или набор разрозненных букв, отрывки песен, но чаще всего — просто цифры. Сообщение повторяется несколько раз, после чего снова начинает звучать маркер.

Передача информации с изолированного (air-gapped) компьютера — нетривиальная задача, поскольку он отключён от сети и обычно находится в отдельном помещении. Но это возможно по сторонним каналам. Например, съём электромагнитного излучения с видеокарты или с других компонентов на материнской плате, распознавание нажатий клавиш по звуку и др.

Сегодняшний опыт позволит нам увидеть на экране осциллографа, какие параметры цепи влияют на работу LC-генератора Колпитца, и откуда берутся искажения формы волны.

После чего соберём маленький транзисторный УКВ ЧМ передатчик на базе такого генератора. Не пугайтесь, он совсем маломощный (как MP3-модуляторы в гнезде автомобильного прикуривателя) и не нарушает законов о радиосвязи.

А чтобы услышать, что передатчик вещает, соберем ещё и FM радиоприёмник.