Сегодня случилось интересное для поклонников «малинки» событие — анонсирован open-source проект SDR-модуля для семейства Raspberry Pi. Так что теперь мини-ПК получил напарника в форме программно-определяемой радиосистемы. Соответственно, круг проектов, которые можно реализовать на базе Raspberry, достаточно сильно расширился.

Как и указано в заголовке, модуль получил быстрый канал связи с памятью и процессором. Теоретически скорость обмена данными с процессором может достигать 500 Мбит/с, но на практике достигается 128 Мбит/с. Немало, обычными средствами было бы сложно добиться такого результата. Ну а теперь — немного дополнительных подробностей.

Думаю, тему стоит начать с того, что для вас приемник? Эта такая штуковина с кучей деталей, обязательно с катушками и регулировкой частоты. Неважно, имеет ли приемник цифровой дисплей, или просто крутилку для выбора частоты, либо это TV тюнер стоящий у вас в компьютере и управляемый с компьютере. Все они имеют общий принцип построения, придумать что-то новое, казалось бы, невозможно. Сейчас мы перевернем ваше представление о приемниках, какими они были и какими они стали, особо не углубляясь в тонкости.

Взгляните: приемники, представленные на рисунке (№1 — профессиональный связной приемник, №2 — приемник, собранный по новой технологии цифрового моделирования), равны по характеристикам; к тому же приемник №2 является еще и многофункциональным ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ прибором! (Конечно, для работы нового приемника необходим компьютер, но об этом дальше.)

Менее года прошло с тех пор, как компаниями Samsung и Toshiba было принято решение совместно разрабатывать NAND флэш-память с интерфейсом Toggle DDR 2.0. В мае этого года Samsung объявил о начале производства 64 Гбит (8 Гб) NAND-чипа с многоуровневыми ячейками (Multi-Level Cell) и вышеуказанным интерфейсом.



Новинка произведена по технологии 20-нм класса и имеет пропускную способность 400 Мбит/с. Это в 10 раз быстрее наиболее распространенной сегодня SDR (Single Data Rate) NAND памяти, которая обеспечивает пропускную способность в пределах 40 Мбит/с, и в три раза выше производительности памяти с интерфейсом Toggle DDR 1.0, которая ограничивается скоростью 133 Мбит/с. Разработка нацелена, в первую очередь, на рынок высокопроизводительных смартфонов, таблеток и твердотельных накопителей. Таким образом, представленные чипы обеспечат существенный прирост производительности в смартфонах нового поколения и твердотельных накопителях с интерфейсом SATA3 (скорость передачи данных может достигать 6 Гб/с).

В свою очередь, Toshiba уже готова к выпуску NAND памяти с применением 19-нанометровой технологии. В прошлом месяце компания начала пробные поставки микросхем ёмкостью 8 Гб с двухбитовыми ячейками. Шестнадцать таких чипов, упакованных в один корпус, позволяют создавать флеш-накопители на 128 Гб для коммуникаторов, планшетов и прочих гаджетов.

В этой статье я расскажу о том, как, потратив совсем небольшие деньги и немного времени, получить радиоприемник, способный принимать что угодно в диапазоне 60-1700 МГц (радиостанции, звуковое сопровождение ТВ, радиолюбителей, карманные радиостанции и многое другое). Для этого
мы используем DVB-тюнер на чипе RTL2832, работающий в специальном режиме, который можно приобрести за $20 или даже дешевле.

Давно я собирался купить какой-нибуть универсальный радиоприемник/радиосканер, чтобы полазить по эфиру, послушать о чем говорят ночью матёрые и бородатые радиолюбители…

До недавнего времени, это удовольствие обходилось от 300$ и до бесконечности. Ну а с переходом гос.органов (и России и за бугром) на цифровую (но пока еще не зашифрованную) связь APCO P25 стоимость удовлетворения нездорового любопытства стала ещё выше.

Год назад все изменилось — умельцы выяснили, что многие из продающихся у нас китайских USB TV-тюнеров за 600 рублей — фактически являются универсальным радиоприёмником, на который без каких-либо доработок можно послушать практически все-что угодно в диапазоне 50-900Мгц (если повезет — до 2200Мгц, но там голосом особо ничего не передают): переговоры самолётов с диспетчерами, строителей, такси, жучки в вашей квартире и многое другое.

Под катом я расскажу что и где покупать, как подключить и настраивать, ну и наконец — что можно послушать.

«Подобные технологии могут стоить несметного состояния.
Представьте управление любым устройством… лишь посылая команды при помощи радиоволн.
Это будущее, Ватсон.»
Шерлок Холмс (Sherlock Holmes)-2009

Трудно представить сегодняшний мир без компьютеров и различных электронных устройств. А ведь с момента изобретения транзистора прошло всего 56 лет. При том, что электричеством люди владеют примерно с конца 18 века — просто поразительно как быстро в нашу жизнь ворвались компьютеры, телефоны, интернет и прочие блага цивилизации, так привычные нам, но о которых — лет 30 назад человечество могло только мечтать. Миллионы людей получили в свои руки мощнейший инструмент для самореализации и самовыражения — ведь правда — вы когда нибудь задумывались — как здорово, что мы можем вот просто так взять и реализовать свою идею без каких либо особых материальных вложений? Компьютер позволил умным и талантливым людям реализовать себя, интернет дал доступ к петабайтам информации, позволил миллионам людей общаться друг с другом, находить единомышленников, учиться, осваивать профессии, зарабатывать — и всё это не вставая с кресла… В общем — хватит лирики, в статье речь пойдет о Программно определяемом радио — что это и как оно работает — узнаете под катом

Сложно себе представить, как бы выглядел сегодня мир, если бы передача информации посредством радиосигналов не была изобретена. К счастью для нас, развитие цивилизации пошло иным образом, и на сегодняшний день мы имеем не поддающееся исчислению количество информации, витающей в эфире. Большое разнообразие бытовой и промышленной радиоаппаратуры, реализующей различные протоколы взаимодействия, огромные информационные системы, в основе которых лежит обмен информацией по радиоканалам. Определенный интерес порой представляет из себя, как же организовано это невидимое глазу общение и обмен данными.

Взглянем на пару любопытных доступных инструментов для работы с радио.

Доброе время суток, Хабр!

Мы живем в удивительное предсингулярное время. Технологии развиваются стремительно. То, что несколько лет назад казалось фантастикой, сегодня становится реальностью. Удивительно, но сейчас при наличии компьютера с простым ТВ-тюнером можно принимать координаты самолетов и кораблей, спутниковые снимки, данные метеозондов.
Я не являюсь специалистом в области информационной безопасности, все операции были проделаны исключительно в целях обучения. В данном тексте речь пойдет о том, как произвести декодирование (не дешифрование) GSM-трафика.

В этой статье я расскажу о том, как на базе отладочной платы DE0-nano сделать достаточно простой КВ SDR приёмник.
Пример принимаемых сигналов:

Ранее я уже писал про самодельный SDR приемник, сделанный на базе отладочной платы DE0-nano. Как и большинство других SDR приемников, он не был способен работать без подключения к компьютеру. При этом в использованной ПЛИС оставалось еще большое количество неиспользованных ресурсов, так что я решил сделать приемник полностью автономным.
О том, как же работает весь SDR приемник целиком, и как его реализовать — далее.

Поскольку сегодня, 7-го мая, мы отмечаем День Радио, то позвольте представить вашему вниманию серию проектов для FPGA плат, которые были выполнены мной в разное время, но так или иначе связаны с радио. На этом видео выше есть демонстрация маленького чуда — сеанс радиосвязи на столе. Две одинаковые платы с ПЛИС служат одна передатчиком, а другая радиоприемником.
Далее расскажу, как я это сделал.

Детская мечта

Однажды в школе попала ко мне в руки рация, обычная такая, чаще у железнодорожников встречается. С этого дня началось бесконечное вслушивание в эфир. Это казалось каким-то волшебством, окном в другой, невидимый мир. В основном, конечно, помехи, таксисты, железная дорога и море шумов. Все это быстро надоело. Но один звук все-таки не давал мне покоя. Он был слышен не всегда, а только несколько раз в сутки, приблизительно в одно и то же время. Природа этого писка была мне неизвестна. Тогда у меня не было ни интернета, ни знакомых людей, которые могли бы хоть что-то прояснить о происхождении этой передачи. Только старая рация и кусок провода на чердаке вместо антенны.

Год назад наша CTF-команда на крупном международном соревновании RuCTF в Екатеринбурге в качестве одного из призов получила радиоуправляемый танк.

Зачем команде хакеров игрушечный радиоуправляемый танк? Чтобы его реверсить, конечно.

В статье я расскажу, как при помощи GNU Radio и HackRF One можно c нуля разобраться в беспроводном протоколе управления танком, как декодировать его пакеты и генерировать их программно, чтобы управлять танком с компьютера.

SDR, или программно-определяемая радиосистема – это устройство для работы с радио, в котором работает мини-компьютер со специальным программным обеспечением. Он заменяет традиционные аппаратные компоненты: фильтры, усилители, модуляторы и демоуляторы. Это позволяет создать радиоприемник, работающий с самыми разными протоколами. Вообразите себе радиолу, которая кроме «ХитFM» может принимать аналоговое и цифровое телевидение, связываться по Wi-Fi, Bluetooth и GPS, а также засекать излучение пульсаров.

А теперь представьте себе американского девятиклассника, который решил сделать такую радиолу, заказал через интернет ПЛИС, радиомодуль, развёл шестислойную плату, а потом своими руками смонтировал на неё почти 300 компонентов. И через три ревизии это всё у него заработало!

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.

Последнюю пару недель я потратил на исследование HDR-картинки различных игр.

Когда речь идёт об SDR-видео, то вам должны быть знакомы значения RGB в интервале 0-255, где 0 представляет чёрный цвет, а 255 — белый.

HDR10 /Dolby Vision в этом плане немного отличается, не только потому, что использует интервал 0-1023, но и потому, что все эти значения данных представляют не просто чёрно-белый (или цветной) градиент, но и меру освещённости в нитах, то есть в единицах измерения яркости света.

В отличие от используемых в предыдущих видеоформатах значений, эти значения определены и абсолютны. Значение 0 всегда означает полное отсутствие света (полная чернота), значение 1023 всегда представляет 10000 нит освещённости, значение 769 всегда обозначает 1000 нит.

То есть если передать современному HDR-телевизору эти значения, он должен выводить точно такое количество света, которое описано заданным значением.

Эта система используется и в HDR10, и в Dolby Vision. Её могут называть HDR на основе PQ (PQ based HDR).

На сегодняшний момент есть не так много телевизоров с максимальным значением 10000 нит, вам повезло, если у вашего значение превышает 1500 нит.

Когда получаемый сигнал выходит за пределы аппаратных ограничений дисплея, телевизор сам решает, как обрабатывать эту ситуацию. Большинство производителей просто обрезают значения белого выше выбранного ими уровня. Также они могут использовать плавный спад и делать смещение к обрезанным значениям менее очевидным.

Ни для кого не секрет, что в уже привычных для большинства из нас смартфонах кроме основного процессора существует отдельный модуль связи, благодаря которому смартфон все еще остается телефоном. Вне зависимости от основной операционной системы, будь то Android или iOS, данный модуль чаще всего работает под управлением проприетарной операционной системы с закрытым исходным кодом, и берет на себя всю работу, связанную с голосовыми вызовами, SMS-сообщениями и мобильным Интернетом.

В отличие от проприетарного программного обеспечения проекты с открытым исходным кодом всегда получают больше внимания со стороны исследователей безопасности. Возможность заглянуть «под капот» и узнать, как работает тот или иной компонент программы, позволяет не только находить и исправлять всевозможные ошибки, но и убедиться в отсутствии так называемых «закладок» в коде. Кроме того, открытый исходный код позволяет начинающим разработчикам учиться на примере более опытных, используя результаты их работы в качестве опоры.

Сетевая архитектура LTE

На прошедшей конференции по безопасности сетей и распределённых систем в Сан-Диего NDSS 2018 было немало интересного, но самое большое внимание привлёк доклад американских исследователей из Университета Айовы и Университета Пердью по уязвимостям в сетях связи четвёртого поколения (4G): LTEInspector: A Systematic Approach for Adversarial Testing of 4G LTE (pdf). Такое внимание объяснимо, учитывая широкую распространённость сетей 4G LTE.

Исследователи сосредоточились на анализе трёх критических процедур, которые используются в протоколе:

• Attach — процедура, которая связывает абонентское устройство с сетью (например, при включении телефона).
• Detach — осуществляется при выключении устройства или отключении сети (например из-за плохого качества сигнала или если телефон не может пройти проверку подлинности в сети).
• Paging — этот протокол является частью установки вызова, чтобы форсировать на устройстве повторный приём системной информации, а также сообщений экстренного характера.

Когда в 2013 году Analog Devices выпустила SDR трансивер AD9361 — случилась настоящая революция в цифровой радиосвязи. SDR были и раньше, но теперь в одном чипе можно было получить все: 2 канала на прием и 2 на передачу (с набортными 12-бит ЦАП и АЦП) с шириной канала до 56МГц, локальные генераторы и радиотракт — для работы в диапазоне от 70 (на передачу от 47) до 6000Мгц. На AD9361 «из коробки» можно реализовать почти любой цифровой приемопередатчик, за исключением наверное только UWB и начинающего набирать популярность диапазона 60ГГц (но там без аппаратной многоэлементной ФАР все равно делать почти нечего). Остается лишь добавить источник/приемник данных (пока это обычно FPGA), внешние фильтры и LNA/PA, если задача того требует.

Мне наконец удалось посмотреть, что у него внутри, и — попробовать взглянуть на финансовую сторону производства действительно инновационной микроэлектроники с высокой добавленной стоимостью.

В публикации «Спутник — это очень просто» было рассказано о том, как просто сейчас услышать спутники на околоземных орбитах и о возможности расшифровывать принятые сигналы некоторых спутников. К сожалению эта телеметрическая информация остается недоступной для заинтересованных лиц.

И хотя космические корабли бороздят просторы большого театра спутники успешно выводятся на орбиту и передают информацию о проводимых экспериментах, но «услышать» их собственники могут всего несколько минут. Потому собственники различных CubeSat публикуют инструкции и софт для приема своих спутников, надеясь получить как можно больше телеметрической информации от энтузиастов. Например для Manfred Memorial Moon Mission (4M) был проведен конкурс среди энтузиастов приславших наибольшее количество принятой телеметрии.

Возможным решением этого вопроса может стать проект SatNOGS, который представляет собой проект массового строительства и развертывания любительских станций слежения по всему миру на основе технологий с открытым исходным кодом и открытых стандартов.