Analýza bezdrátové komunikace pomocí softwarově definovaného rádia
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
E
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Práce se zabývá využitím softwarově definovaného rádia jako sondy pro monitoring provozu bezdrátové komunikace podle standardu IEEE 802.11a/g. V teoretickém úvodu je představen koncept softwarově definovaného rádia jako hardwarového zařízení se softwarově programovatelnými obvody umožňující vysílat, či přijímat signály v teoreticky jakémkoliv kmitočtovém pásmu. Úvod dále obsahuje popis vybraných zařízení a proto-kolu IEEE 802.11 s jeho nejpoužívanějšími dodatky a využívanými modulacemi. V první části praktické části práce je bezdrátová komunikace zachycena pomocí bezdrátové síťové karty v monitorovacím režimu. Zachycená komunikace byla dešifrována a tento dešifrovaný provoz byl srovnán s daty zachycenými sondou uvnitř sítě. Tyto výsledky pak sloužily jako srovnávací podklad pro zachytávání pomocí softwarově definovaného rádia. Těžištěm této práce je ověřit schopnosti softwarově definovaného rádia a jeho využití pro odposlech bezdrátové komunikace ve frekvenčním pásmu 2,4 GHz a 5 GHz. Snaha použít zde softwarově definované rádio vyplývá z možností rozšiřitelnosti a přizpůsobitelnosti, které bezdrátová karta kvůli pevně daným hardwarovým parametrům nemůže nabídnout. K zachytávání byly postupně využity zařízení LimeSDR mini, LimeSDR a bladeRF 2.0. Nejprve je popsána konfigurace operačního systému, instalace ovladačů a programů pro ovládání a práci s vybranými zařízeními. Po ověření funkčnosti softwarově definovaného rádia byl zprovozněn model dekodéru signálu s parametry stan-dardu IEEE 802.11g zachyceného z rádiového spektra. Nakonec byly vedle sebe srovnány datové toky zachycené softwarově definovaným rádiem a bezdrátovou síťovou kartou. Výsledky ukázaly, že softwarově definované rádio v použité konfiguraci zachytává pouze zlomek z celkového objemu vyslaných rámců.
The work deals with the use of software-defined radio as a probe for monitoring the operation of wireless communication according to the IEEE 802.11a/g standard. In the theoretical introduction, the concept of software-defined radio as a hardware device with software programmable circuits enabling the transmission or reception of signals in theoretically any frequency band is introduced. The introduction also contains adescription of selected devices and the IEEE 802.11 protocol with its most used additionsand modulations. In the first part of the practical part of the work, wireless communication is capturedusing a wireless network card in monitoring mode. The intercepted communication was decrypted and this decrypted traffic was compared with the data captured by the probe within the network. These results then served as acomparative basis for software-defined radio capturing. The focus of this work is to verify the capabilities of software-defined radio and its use for sniffing wireless communicationin the frequency band 2.4 GHz and 5 GHz. The attempt to use a software-defined radio here results from the scalability and adaptability that a wireless card cannot offer due to fixed hardware parameters. LimeSDR mini, LimeSDR and bladeRF 2.0 devices were used for capture. First, the configuration of the operating system, the installation of drivers and programs for control and work with selected devices are described. After verifying the functionality of the software-defined radio, a model of a signal decoder with the parameters of the IEEE 802.11g standard captured from the radio spectrum was put into operation. Finally, the data streams captured by the software-defined radio and the wireless network card were compared side by side. The results showed that the software-defined radio in the used configuration captures only a part of the total volume of transmitted frames.
The work deals with the use of software-defined radio as a probe for monitoring the operation of wireless communication according to the IEEE 802.11a/g standard. In the theoretical introduction, the concept of software-defined radio as a hardware device with software programmable circuits enabling the transmission or reception of signals in theoretically any frequency band is introduced. The introduction also contains adescription of selected devices and the IEEE 802.11 protocol with its most used additionsand modulations. In the first part of the practical part of the work, wireless communication is capturedusing a wireless network card in monitoring mode. The intercepted communication was decrypted and this decrypted traffic was compared with the data captured by the probe within the network. These results then served as acomparative basis for software-defined radio capturing. The focus of this work is to verify the capabilities of software-defined radio and its use for sniffing wireless communicationin the frequency band 2.4 GHz and 5 GHz. The attempt to use a software-defined radio here results from the scalability and adaptability that a wireless card cannot offer due to fixed hardware parameters. LimeSDR mini, LimeSDR and bladeRF 2.0 devices were used for capture. First, the configuration of the operating system, the installation of drivers and programs for control and work with selected devices are described. After verifying the functionality of the software-defined radio, a model of a signal decoder with the parameters of the IEEE 802.11g standard captured from the radio spectrum was put into operation. Finally, the data streams captured by the software-defined radio and the wireless network card were compared side by side. The results showed that the software-defined radio in the used configuration captures only a part of the total volume of transmitted frames.
Description
Keywords
Analýza bezdrátového spektra, bladeRF, GNU Radio, GQRX, IEEE 802.11, LimeSDR, LimeSDR mini, Linux, SDR, Softwarově definované rádio, Sniffing, Ubuntu, Wireshark., bladeRF, GNU Radio, GQRX, IEEE 802.11, LimeSDR, LimeSDR mini, Linux, SDR, Software defined radio, Sniffing, Ubuntu, Wireshark, Wireless spectrum analysis.
Citation
ŠTRAJT, M. Analýza bezdrátové komunikace pomocí softwarově definovaného rádia [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Telekomunikační a informační technika
Comittee
prof. Ing. Dan Komosný, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Mlýnek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. et Ing. Petr Musil (člen)
doc. Ing. Petr Sysel, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Záviška (člen)
Date of acceptance
2020-06-16
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil diplomovou práci s výhradami a odpověděl na otázky členů komise a oponenta:
- Můžete krátce popsat funkční princip SDR? Zaměřte se zejména na význam FPGA obvodů ve zpracování signálů (jak přesně z nich lze vytvářet kondenzátory a cívky).
- Popište funkcionalitu jednotlivých bloků GNU Radio projektu z balíčku gr-802.11, který zajišťuje dekódovaní standardů IEEE 802.11x.
- Jak přesně bylo nutné změnit parametry modulu gr-802.11 aby bylo možné přijímat data.
Student se vyjádřil k výtkám uvedeným v oponentním posudku diplomové práce.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení