Interceptador de comunicação GSM

Interceptador de comunicação GSM Usando Open Source e Tecnologias Open Hardware
Este equipamento apresenta as realizações atuais de desenvolvimento da comunidade open source na área de construção de hardware de comunicação GSM e software. Software de open source, licença GPL faz contribuição constante e muito significativo para a indústria de TI. Juntamente com os chamados open hardware, permite que o custo de alguns dispositivos caros GSM, por exemplo, dispositivos de escutas usado por inteligência para ser baixado para o custo de matérias-primas componentes eletrônicos e isso pode ter influência potencialmente enorme sobre outros ramos da indústria de telecomunicações móveis, similar para a open source. Impacto exercido sobre desenvolvimento de software nos últimos anos. Aparelhos de escuta pode espionar comunicações móveis com base na A5 / 1
Plataforma de hardware
O projeto é baseado em uma plataforma de hardware, que consiste em PC usual ou (laptop) e painéis USRP Universal Software Radio Periférico. Ele foi desenvolvido pela Ettus ResearchLLC como uma solução de hardware aberto, e atualmente está bem apoiado por desenvolvedores de código aberto da comunidade, listas de discussão do usuário e um produtor. USRP consiste em uma placa-mãe e placas pluggable que cobrem ampla gama de frequências de 0 Hz a quase 3 GHz e são constantemente desenvolvidos.

Ampla gama de freqüências são cobertos com as placas filha a seguir, que são conectáveis em quatro slots de placa-mãe (dois RX e dois slots TX):
DC a 30 MHz receptor
DC a 30 MHz transmissor
1 MHz a 250 MHz receptor
1 MHz a 250 MHz transmissor
50-860 MHz receptor
800 MHz a 2,4 GHz receptor
400.500 MHz transceptor
7501050 MHz transceptor (incluindo celulares e bandas ISM)
11501450 MHz transceptor
1.52.1 GHz transceptor (incluindo bandas PCS)
2.32.9 GHz transceptor (incluindo ISM band)

Para receber sinais GSM é aconselhável escolher DBSRX placa filha (ver figura 2 acima) e ligá-lo em um dos slots de RX. É um receptor apenas a placa, mas abrange 800 MHz - banda de 2,4 GHz, que é o suficiente para receber mais sinais GSM usado no mundo inteiro. Esta placa-filha junto com por exemplo 900 MHz a 2,6 GHz PCB (Placa de Circuito Impresso) antena pode ser escolhido pelos desenvolvedores como um conjunto de ferramentas para novas pesquisas e experimentos.

Software Ambiente
Software ambiente é composto de sistema operacional Linux juntamente com pacote Gnu Radio instalado. Gnu Radio é um software de processamento de sinal poderoso totalmente compatível com placas USRP. Ele consiste de muitos blocos de alto nível de processamento de sinal que executa determinadas operações para a geração de sinal de exemplo, filtragem, demodulação etc

A partir do exemplo acima, você pode aprender como os blocos são amarrados juntos, a fim de desenvolver aplicações. Como você pode ver, USRP bloco de origem podeser usado para ler amostras de ondas de rádio do receptor USRP, então o fluxo de dados pode ser processado por qualquer configuração de blocos de rádio gnu, e finalmente é lançada no visualizador de espectro, saída de áudio (placa de som ) ou qualquer outro gnu bloco dissipador de rádio.
Estes blocos de processamento de sinal são implementados em C + + e são acessíveis a partir de alto nível de linguagem Python como objetos. A fim de criar uma aplicação, blocos de rádio gnu tem que ser amarrados juntos e configurado corretamente, se necessário. Isto simplifica processo de desenvolvimento de aplicações porque os programadores não precisam se preocupar com a implementação de algumas operações comumente usado de processamento necessária para suas aplicações. No entanto, eles ainda são capazes de desenvolver seus próprios blocos gnu rádios de processamento de sinal em C + +. Novos blocos simplesmente obtem fluxo de entrada de dados (geralmente tipo de float, complexo,unsigned char, etc) fazer quaisquer cálculos apropriados e transformados de retorno de fluxo de dados de saída.

Preparação para receber sinais GSM.
Depois de software e hardware estarem configurados corretamente, os desenvolvedores podem testar seu receptor usando o padrão de rádio gnu aplicativo de navegador do espectro. Tabela a seguir você pode aprender a faixa de freqüências GSM

Uma vez que, nós queremos receber sinais enviado do BTS para MS (Mobile Station), nos concentramos em downlink faixa de freqüências. Na maioria dos países que tentam 935 MHz - 960 MHz e 1805 MHz - 1880 MHz é a mais adequada para começar.
Usando o comando seguinte exemplo:
gnuradio / gnuradioexamples / python / USRP / usrp_fft.py RA d 8 g 32 f 949M
observamos 8 MHz de largura de espectro centrado em 949 MHz, em que nos encontramos várias BTSs, cada um transmitindo em um canal de 200 kHz de largura.

Nem todos os canais são usados em todas as áreas, algumas delas são reservadas para ser usado em células vizinhas (nós vemos como sinais de menor resistência), ou simplesmente não há necessidade de BTSs mais para operar em uma área de população específica.
Em todos os canais ativos, a BTS transmite GMSK sinal modulado dentro de oito timeslots consecutivos numerados de 0..7, cada um tem a duração de 577microssegundos. Em GMSK modulação, mudanças de freqüência + / 67,708 kHz a partir de uma freqüência central especificado e por causa da modulação Diferencial empregados em GSM, fluxo de bits consecutivos idênticos (por exemplo 0000000 ou1111111) resultará em freqüência constante 67,708 kHz acima da freqüência central, e da mesma forma fluxo de bits consecutivos diferentes (por exemplo 01010101010101) resultará em constante 67,708 kHz abaixo da frequência central. Isto é usado em Frequency Correction Channel (FCH) pacotes, que consistem em todos os zeros (142 zeros consecutivos), resultando em sinal de freqüência constante sendo transmitido para 577 microssegundos e permitindo Estações Móveis para usá-lo para corrigir sua freqüência compensado durante este período.
Usando blocos Radio Gnu podemos construir uma aplicação com tunes USRP à freqüência especificada, filtrar o sinal e demodular-lo em um fluxo de bits, mas antes de fazê-lo, vamos ver mais perto do sinal usando bloco de demodulação FM e osciloscópio que nos permite ver as mudanças de freqüência no domínio do tempo

Na figura acima, vemos claramente um pacote FCH com freqüência constante 67,708 acima freqüências centrais, que tem a duração de 577 microssegundos. Isto confirma que receber e processar dados precisos de USRP

Vamos focar o sinal mais forte disponível recebemos 2MHz abaixo da freqüência central (949 MHz), de modo que afinar nossas USRP a 947 MHz e taxa de dizimação mudar para 112, a fim de diminuir a largura de espectro, por isso representa apenas um único canal GSM, veja a figura acima.
O resultado foi obtido com o comando:
gnuradio/gnuradioexamples/python/usrp/usrp_fft.py R A d 112 g 32 f 947M
e mostra claramente um único a escolher localizado a cerca de 67 kHz acima da freqüência central (nota: "Peak Hold" opção é útil para apanhar o pico). Isso representa pacote FCCH sendo enviados periodicamente uma vez a cada 10 pacotes no timeslot0. Para telefones celulares, pacotes FCCH são usados para ajustar precisamente a uma freqüência de portadora, compensando freqüência inevitável deslocamento que depende de uma parte específica do hardware. Também para USRP decodificação é muito melhor se a freqüência de offset, que varia de vários kHz para 32 kHz, é compensado.USRP offset pode ser estimada a partir de uma visão de espectro, mas apenas com uma precisão limitada. Melhor estimativa pode ser calculada em software dedicado que dá resultados muito mais precisos.

Processamento de sinais GSM
A maneira mais fácil para obtenção de dados GSM é obter sinal da fonte de USRP sintonizado numa freqüência em que uma BTS opera, em seguida, filtra o sinal e demodula-o usando blocos de rádiognu existentes.

Este método é muito simples é saídas de um fluxo de bits de canal escolhido GSM.Apesar de esta abordagem não utilizar todos os métodos de correção e freqüência de offset não é compensado durante a recepção do sinal, os resultados são bons o suficiente para decodificar muitos pacotes interessantes do ar.

Na figura acima, você pode ver a partir de dados brutos GMSK demodulated único canal GSM, em pacote FCCH que pode ser reconhecido por causa de sua característica de 142 é
1 consecutivos. Apesar de pacotes FCCH consiste em consecutivos 0 (não é um), os dados são vistos como uma consecutiva por causa da codificação diferencial que deve ser tratado
(isto é, devidamente decodificado) ainda mais em software.
Esta abordagem tornou-se uma base para as primeiras experiências e resultou em software Joshua Lackey é chamado GSSM em que USRP bordo é visto no sistema operacional como GSM
interface de rede. A rede idéia permitiu analisar ferramentas com patches apropriados(definição de pacotes GSM) para apresentar pacotes interceptados GSM enviado do BTS

A figura acima ilustra tubarão Wire (ferramenta de rede analisando) com Tipo corretamente decodificado Sistema de Informação de pacote # 3. Isto inclui código da rede móvel (MNC) - valor único 04 foi configurado para BTS experimental em um laboratório da Universidade de Tecnologia de Varsóvia. Entre outros campos, podemos ver Código do País Móvel (MCC), Código de Localização Área (LAC) e Identidade Cell (CI) e valores.