OsmocomBBの紹介：0x01はじめに

OsmocomBBは、GSMプロトコルスタックの無料（オープンソース）実装を目標とするプロジェクトです。 OsmocomBBは、互換性のある電話のファームウェアソースコードと、コンピューターとの対話用のソフトウェアを提供します。 このシリーズの記事では、このソフトウェアを使用する際に発生する可能性のある最も興味深い機能、微妙な点、およびエラーについて説明します。 katの下で私が招待する利害関係者！

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今日、モバイルオペレーティングネットワーク市場のリーダーはオープンで無料のAndroidシステムであるという事実にもかかわらず、 DSPと対話するためのドライバーはプロプライエタリです。 これが良いか悪いかを言う代わりに、この分野でフリーソフトウェアを使用する際にどのような機会が開かれるかを説明します。

• 教育

  GSMはETSIコミュニティによって開発されたオープンスタンダードですが、携帯通信機器の開発者に加えて、電話と携帯ネットワーク間の相互作用の原理を詳細に理解しているのはごくわずかです。 携帯電話の側面で実行されるソフトウェアの開発と実装には、資料の知識が必要であり、書籍や規格の説明で見つけるのは非常に困難です。 これらのトピックの1つは、TDMA方式（時分割多元接続）を使用した電話と基地局の同期の実装です。 もう1つの「問題のある」トピックは、バッテリー電力を節約するためのエネルギー消費の最適化です。
  

• リサーチ

  セルラー通信の分野の研究、特にセキュリティ研究では、理論的な知識と、基本的なプロトコルスタックの十分に文書化された無料の実装の両方が必要です。 セルラー通信機器のメーカーが、市場の位置に悪影響を与える可能性のある研究にまったく興味を持たないことは完全に可能です。 したがって、彼らは好奇心researchers盛な研究者から機器の詳細を隠すために最善を尽くします。 GSMプロトコルと自由に利用できるソフトウェアの知識に基づいて、ますます多くの人々が、モバイル通信業界との密接な関係を必要としない研究を行うことができます。
  

• セキュリティとプライバシー

  ほとんどの人は、インターネットに接続するときに起こりうる脅威を認識しており、ウイルス対策プログラム、ファイアウォール、ファイアウォールを使用してコンピューターを保護しています。 しかし、携帯電話はどうですか？ ほとんどの場合、DSPモジュールがいくつかのクローズドソースソフトウェアによって制御されている電話機は、最も近いベースステーションによって作成されたパブリックGSMワイヤレスネットワークに接続されます。 十分に複雑なソフトウェアには、エラー、または誰でも使用できる特別に残されたバックドアが含まれる場合があります。 クローズドソースソフトウェアとは異なり、フリーソフトウェアは、ソースコードがこの人物に興味を持つ人なら誰でも読み取り可能なため、より高いレベルのセキュリティを提供します。
  

OsmocomBBプロジェクトが助けになります。

Osmocomコミュニティ

Osmocomコミュニティは、次のようないくつかのオープンソースプロジェクトを一度に開発しています。

• OpenBSC-プロトコルスタックとGSM / 3GPP標準の要素の実装。これにより、セルラーネットワークを編成できます。
  
• OsmocomDECT -DECT標準のプロトコルスタックの無料実装。これに基づいて、ほとんどの固定コードレス電話が機能します。
  
• SIMTrace -SIMカードと電話間のトラフィックを受動的に監視するための機器とソフトウェア。
  
• OsmoSDRは、GSM、TETRA、GMR-1信号などを受信できる安価なSDR受信機です。
  

コミュニティは、ワイヤレスネットワークのセキュリティも研究しています。 詳細情報は、彼らのウェブサイトosmocom.orgで見つけることができます。 残念ながら、サイト上の情報の構造は不十分であり、TODOの段階で一般的な場合もあります。 さまざまなカンファレンスでのパフォーマンスを見ると、プロジェクトに関する多くの情報と有用な情報を見つけることができます。

OsmocomBBプロジェクト

2010年にOpenBSCプロジェクトの主要部分が完了した直後に、GSM標準プロトコルのクライアント部分を実装する必要が生じました。 開発者は、仕様が利用可能であるため、Calypsoチップセットを選択しました。 このプロジェクトは複数の会議で繰り返し発表され、講演者はunder烈な拍手を伴った。
このプロジェクトはGitバージョン管理システムに基づいて開発されており、いくつかのブランチで構成されており、特定の機能に重点が置かれています。

だから、順番に、OsmocomBBを実行するには何が必要ですか？

• CalypsoまたはMediaTekチップセットに基づいた互換性のある電話

  サポートされているモデルのリストはここにあります 。 主な重点は、Motorola C123 / C121 / C118（E88）およびMotorola C155（E99）であるため、購入することをお勧めします。 Neo 1973（GTA01）およびNeo Freerunner（GTA02）電話もオープンソースでサポートされています。 互換性のある電話の入手先と、これがまさにあなたが必要とするものであることを確認する方法の詳細については、第2部で説明します。
  

• フィルターとアンテナの交換（オプション）

  電話をGSMトラフィックのパッシブスニファーとして使用する場合、またはそれに基づいて小さなベースステーションを起動する場合は、追加の詳細を注文し、正確なはんだ付けのスキルを実証する必要があります。 実際、この電話向けではない着信トラフィック（ダウンリンク）は、特別なフィルターによって破棄されます。 これを回避するには、ここで説明されているように、少しの外科的介入が必要です： フィルターの交換 。 ただし、GSM周波数でのブロードキャストにはライセンスが必要であり、加入者のトラフィックの機密性の侵害はロシア連邦の法律によって起訴されているため、これらのアクションにはリーダー側で起こっていることに対する責任と理解が必要です。 :(また、このシリーズの次のパートでこれについて詳しく説明しようとします。
  

• USB-TTLケーブルとコンバーター

  電話は、シリアルポートとUSB-TTLコンバーターを介してコンピューターに接続されます。 互換性のあるMotorola電話は、この目的のために2.5 mmジャックの標準ヘッドセットポートを使用します。 ここには2つのオプションがあります： sysmocom.de Webサイト（10-15ユーロ）または他の場所で既製のケーブルを注文するか、ジャック、ワイヤー、コンバーター（aliexpressで約200ルーブル）だけで自分でやります。 第2部では、ケーブルのはんだ付け方法、コンバーターの選択の複雑さ、踏むことができるレーキについて詳しく説明します。
  

• UnixライクなOSを実行しているコンピューター

  読者は少なくともUnixライクなオペレーティングシステムに精通している基本的なレベルであると想定されています。 ソースアセンブリプロセスは、Ubuntu Linux 14.04 LTSディストリビューションを例として使用して説明します。 安定したインターネットアクセスチャネルも望まれます。
  

• 忍耐、スキル、インターネット上の情報を検索する能力

  ソースのアセンブリ中または電話の接続中にエラーが発生する可能性が高くなります。 これは正常な発生です。 エラーメッセージを注意深く読み、検索をより頻繁に使用する必要があります。おそらく、誰かがすでにそのような問題に遭遇している可能性があります。 また、基本レベルでの英語の非常に有用な知識。 以下の各パートでは、考えられるエラーとその解決方法について説明します。
  

OsmocomBBで何ができますか？

• GSMトラフィックスニッフィング

  GSMネットワークの無線で送信されるパケットは、キャプチャ、分析（たとえば、Wiresharkを使用）、さらには復号化することができます。 電話機は、キャプチャしたすべてのトラフィックをコンピューターに転送します。 これは、セキュリティの調査とテストを実行できる最も安価なGSMスニファーの1つです。
  

• 小さな基地局を立ち上げる

  USRPなどのSDRデバイスのことを聞いたことがあるなら、その価格を聞いたことがあるはずです。 フィルターがはんだ付けされたOsmocomBB互換の電話は安価な代替品であり、室内で携帯電話ネットワークを実行できます。
  

• RSSI（受信信号強度表示）

  セルラーネットワークのさまざまなチャネルの信号レベルを監視することができます。 このために、同じ名前の特別なファームウェアが使用されます。
  

• ワイヤレス機器（EMI）のストレステスト

  印象的ですね。 特別なEMIファームウェアを使用すると、ソフトウェア定義の干渉を生成して、アンプやトランシーバーなどのさまざまなワイヤレス機器の安定性をテストできます。 これについての詳細はここに書かれています 。
  

• SIMリーダー

  特別なライブラリを使用すると、同じ電話からSIMカードとやり取りできます。 ご存知のように、SIMカードはセキュリティの欠陥を含む可能性のあるかなり複雑なデバイスです。 SIMtester SIMカードセキュリティテストプロジェクトもあります。
  

• 小型のNuttXオペレーティングシステムの起動

  Osmocomコミュニティは、NutttxのRTOSシステムをOsmocomBB互換の電話で実行できるように移植しました。 次のいずれかの記事で、これについて詳しく説明します。
  

• 通話とSMS

  上記の機能リストにもかかわらず、電話機は電話のままであり、OsmocomBBパッケージのモバイルプログラムの制御下で、音声通話の送受信、SMSメッセージの送受信、およびDTMFコマンドの実行が可能です。
  

何を見て、読んで？

まず、GSM標準の基本、つまり、加入者間でアクセスを共有するプロセス、セルラーネットワークインフラストラクチャ、暗号化標準...一般に、より良いものです。 :)

一杯のお茶とラビオリのマグを醸造した後、プロジェクトの開発者による興味深いプレゼンテーションを見ることができます：

• PHDays 2012-カリプソの虐待トーク
  
• 29C3 GSM：携帯電話ネットワークのレビュー
  
• Calypsoプラットフォームのさらなるハッキング
  
• 答えさせてください
  
• 広帯域GSMスニッフィング[27C3]
  

おわりに

結論として、他の著者による記事への興味深いリンクを提供します。

• 自宅でGSMネットワークを起動する
• MiTM Mobileコンテスト：PHDays Vでモバイル通信を中断した方法
• HackerSIM：デブリーフィング

UPD 06/23/2017：
「継続がありますか？」などの継続的な質問の流れに関連して、短い答えをします-あります。 しかし、どのくらい早く言うことはできません。 現在、私は他のOsmocomプロジェクトをサポートしています。また、OsmocomBBをUSRPやUmTRXなどのSDRプラットフォームに移植することにも積極的に取り組んでいます。

機会と空き時間が出たらすぐに、次のトピックを取り上げます。

• A5 / 1暗号化の何が問題になっていますか？
• OsmocomBBを使用してセルラーネットワークセキュリティを監査する
• 恐れることをやめて、OsmocomBBの独自のコードを書き始める方法
• OsmocomBBの未来：SDRへの移行

チャネル解放の指示;）