Niebezpiecznik

Jeśli nie rozumiesz więcej niż dwóch słów z tytułu, to się nie przejmuj. Wojciech Bielak, który od lat pasjonuje się bezpieczeństwem radiokomunikacji, a w Niebezpieczniku prowadzi szkolenie z hackowania modułem SDR, zaraz wszystko wyjaśni… Oddajemy mu głos!

Zaczynijmy od HF/DF

Jak wszyscy wiemy nic tak, niestety, nie przyspiesza rozwoju techniki jak wojna. O ile po frontach I wojny światowej jeździły jeszcze mobilne gołębniki z gołębiami pocztowymi, a radiostacje w Wojsku Polskim można było policzyć na palcach rąk nieostrożnego drwala, to już w 1941 amerykańscy żołnierze dostali swoje osobiste radiotelefony (SCR-536 — polecam, ciekawa historia z polskim akcentem).

Wprowadzenie pierwszych radiostacji wojskowych spowodowało rozwój sposobów ich namierzania, ale to dopiero od II wojny światowej zaczęła się naprawdę ciekawa część tej historii…

Łowy na szarego wilka

Pierwsze 2 lata bitwy o Atlantyk to były dobre czasy dla niemieckich podwodniaków. Ale potem sytuacja zaczęła się zmieniać. Okręty przestały wracać z patroli. Znikały nawet te, które nie zgłaszały kontaktu z wrogiem.

Oczywiście wpływ miało na to wiele czynników, ale ja skupię się tu na jednym z nich. Brytyjczycy już w 1940 roku opracowali sprzęt zwany w Royal Navy Huff Duff, a poprawnie HF/DF, czyli High Frequencies Direction Finder — radionamiernik (początkowo prosty i zawodny) pozwalający wyznaczyć kierunek z którego pochodziła transmisja radiowa. A że niemieckie okręty podwodne codziennie raportowały między innymi warunki pogodowe…

Na marginesie, te komunikaty pogodowe, mimo że szyfrowane, to były wysyłane ręcznie alfabetem Morse’a przy użyciu klucza sztorcowego, co sprawiało, że konkretnego radiotelegrafistę można było rozpoznać po pewnych niedokładnościach nadawania. Niczym po charakterze pisma. Ktoś stawia nietypowy ogonek w literze ą, a ktoś inny przeciąga nieco ostatnią kreskę w O.

Mając kilka namiarów można więc było wyznaczyć kurs wrogiego okrętu i go przechwycić. Wystarczyło nieco cierpliwości, mapa z ekierką i szary wilk upolowany!

Radionamiernik fot. Wikipedia

Niemcy niemal do końca nie dowierzali, że krótkie transmisje radiowe da się namierzyć. Raportował o tym w grypsach z obozu między innymi O. Kretschmer, ale informację zignorowano jako… wykręt. Kretschmer dorobił się przydomka „milczący Otto” z racji swojej niechęci do wysyłania raportów przez radio. Co ciekawe karierę kończył jako dowódca sił NATO na Bałtyku. Miłości do radia nie nabrał.

Nawigacja czyli radionamiernik w służbie cywilnej

W czasie wojny obie strony konfliktu używały też sygnałów radiowych jako sposobu odnajdywania drogi do celu dla swoich lotników. Tak, kiedyś nie było GPS-a. Ale to dopiero po II wojnie światowej radionawigacja weszła na stałe do lotnictwa i żeglugi. 
Powstały systemy LORAN i Omega pozwalające wyznaczyć pozycję z dokładnością do 2km. Wymagało to wprawdzie specjalnej aparatury, map i nieco umiejętności, ale było zupełnie wystarczające do prowadzenia nawigacji.

Do tej pory w lotnictwie używa się radiolatarni. I do tej pory możemy ich sobie posłuchać choćby przy pomocy RTL SDRa. Częstotliwości można szukać pod hasłem VOR (VHF Omni-directional Range).

Kto wie co to? Źródło: wikipedia.pl

Nowa wojna, nowe pomysły

Zanim przejdziemy do współczesności, jeszcze jedna wojenna ciekawostka. 
W Wietnamie amerykańskie samoloty typu „gunship” miały problem z odnalezieniem zaciemnionych konwojów ciężarówek. Jednym z rozwiązań okazało się urządzenie zwane AN/ASD-5 Black Crow. Był to w zasadzie dość prosty detektor fal radiowych powstających w pracującym silniku spalinowym (mamy iskry i cewkę wysokiego napięcia, a każdy przepływ prądu powoduje wytworzenie fali elektromagnetycznej).

Ponoć wprawny operator potrafił rozpoznać typ ciężarówki, a nawet stopień zużycia silnika. Wiedzieliście, że na podstawie zakłóceń radiowych generowanych przez samochód można sporo powiedzieć o jego stanie technicznym?

Black Crow antenna dome na Lockheed AC-130A. (źródło: U.S. Air Force)

Łowy na lisa

Radiopelengacja, czyli radionamierzanie, jest rodzajem sportu, w którym zresztą Polacy odnoszą sukcesy. Fachowo nazywa się to ARDF (Amatour Radio Direction Finding) i polega na szukaniu ukrytych nadajników przy pomocy anteny kierunkowej. 


Technika namierzania sygnału w ten sposób z kilku miejsc, wykreślania na mapie linii, na których przecięciu znajduje się poszukiwany nadajnik, jest też oczywiście od dawna znana służbom kontrwywiadowczym na całym świecie. Można tak ustalić lokalizację szpiega czy węzła łączności. 


Kilka lat temu sam miałem okazję przekonać się o skuteczności radionamierzania. Jeden z kolegów krótkofalowców zostawił radio włączone i cały czas transmitował w eter jakąś rodzinną imprezę przy grillu.
 Postanowiliśmy go uświadomić i w niecałe pół godziny udało się ustalić lokalizację sygnału z dokładnością do kilkuset metrów. Potem wystarczyło tylko patrzeć po dachach i znaleźć dom z anteną.

SDR – rewolucja w namierzaniu sygnałów radiowych

Przez lata jedynym sposobem na namierzenie transmisji radiowej było posłużenie się anteną kierunkową, znalezienie azymutu dla którego sygnał jest najmocniejszy, wyrysowanie kreski na mapie i powtórzenie z kilku (wysokich) miejsc. Na przecięciu kresek powinien znajdować się poszukiwany nadajnik.

Na szczęście współczesna technika SDR dała nam nowe możliwości. 
Możemy teraz badać fazę sygnału, porównywać wiele sygnałów i na podstawie drobnych różnic oceniać kierunek z którego sygnał został wyemitowany.

Wymaga to oczywiście odpowiedniego ustawienia kilku (minimum dwóch, a częściej czterech lub pięciu) anten i doskonałej synchronizacji SDRów, ale otwiera niezwykłe możliwości. Nie musimy już zmieniać pozycji o setki kilometrów dla oddalonych nadajników pracujących w zakresie fal krótkich. Wystarczy kilka minut i kiwiSDR poda grzecznie lokalizację np. rosyjskiego węzła łączności na terenie Ukrainy. I to jest powód dla którego te węzły tak szybko zniknęły, a komunikacja uległa rozproszeniu ;) Teraz jeszcze nie czas na to, ale po (oby jak najszybszym!) zwycięstwie Ukrainy poświęcę temu zagadnieniu i ogólnie tematyce SIGINT-u podczas obecnej wojny dłuższy artykuł.

Wspomniane Kiwi to fale krótkie… a UKF? No więc mamy tu Kerberosa lub nieco lepszy Kraken SDR. 
Oba działają bardzo podobnie i używają typowych tanich RTL SDRów jako frontendu (pięciu, wszystkie synchronizowane wysokostabilnym zegarem).

Oczywiście nadal to tanie chipy RTLa z pewnymi ograniczeniami, ale całość daje spore możliwości. Możemy namierzać źródło sygnału od 24 do 1750 MHz czyli w zasadzie wszystkie służby, taktyczna komunikacja wojskowa, samoloty lecące bez włączonego transpondera (o ile coś emitują, ale tak właśnie śledzi się samoloty rozpoznania elektronicznego obu stron konfliktu). Można tej zabawki używać jako pasywnego radaru. 
No i oczywiście możliwe jest tu wszystko, na co pozwoli nam zwykły RTL SDR, tyle że zamiast słuchać jednego pasma możemy monitorować aż pięć.

Zrób to sam!

Jeśli chciałbyś:

• zacząć przygodę z nasłuchem sygnałów radiowych, które nas otaczają
• zobaczyć jak je analizować, przechwytywać, modyfikować i transmitować, np. w celu “hackowania” urządzeń IoT
• nauczyć się maksymalnie wykorzystywać potencjał tanich modułów SDR (i tych droższych też)

…to wpadnij na moje warsztaty z SDR. Szkolenie jest jednodniowe, pełne praktyki i spektakularnych pokazów ataków radiowych.