6 Dec, 2024

Introduction à la SDR 1/2

Temps de lecture: 5 Minutes, 16 Seconds

06-12-2024

“La SDR (pour Software Defined Radio) est un récepteur et éventuellement émetteur radio réalisés principalement par logiciel et dans une moindre mesure par matériel” (merci Wikipédia).

Cet article est une introduction à la SDR orienté hacking, des principes de base au choix du matériel.

Je vais donc commencer par faire un court rappel sur ce que sont les ondes radio, la législation en vigeur, et enfin présenter les matériels et logiciels couramment utilisés.

Les ondes radio

Une onde radioélectrique, ou onde radio, est une onde électromagnétique inférieure à 300 GHz, cela inclut les bandes FM, AM, VHF, les Takie-Walkie, les liaisons satellite, GSM, etc.

Ces ondes sont définit par 3 caractéristiques principales:

La phase
L’amplitude
La période (1/fréquence)

Phase, Amplitude et Période d'un signal - PySDR

Il est possible, avec un matériel adapté, de capter ces fréquences à moindre coût.

Partie juridique

Comme tout est réglementé, et l’émission d’ondes radio n’en étant pas excepté, il faut connaître la législation en vigueur pour ne pas faire n’importe quoi, il faut également garder en tête qu’elle peut changer d’un pays à un autre, aux abord des zones sensibles (zones militaires, aéroports, etc.) en même fonction des métropoles.

Autorité

L’autorité qui s’occuper des ondes radio en France est l’Agence Nationale des Fréquences Radio (ANFR).

Elle a cinq missions principales:

Planifier l’usage des fréquences
Gérer les fréquences sites et données
Contrôler le spectre
Protéger les utilisateurs et services
Maîtriser l’exposition du public aux ondes

Bien que l’Agence ne puisse pas directement donner d’amendes, elle peut enquêter et intervenir en qualité d’experte technique sur les cas d’usage repréhensibles des ondes radio (brouillage, empiétement de fréquence, radio pirate, etc.).

Elle travaille conjointement avec l’ARCEP et l’ARCOM.

Réception

Pour ce qui est de la réception, il n’y a pas vraiment de restrictions, seul le déchiffrement de communications (notamment militaire ou du réseau Tetra) est interdit.

Cependant, même en cas de simple captation de communications (chiffrées ou non), l’ANFR peut venir vérifier que vous ne faîtes rien d’illégale.

Emission

Concernant l’émission, la règle générale est d’aller vérifier, en fonction de la bande de fréquences utilisée:

Si on en a le droit, en prenant en compte la localisation
Pendant combien de temps
A quelle puissance

Car cela peut fortement varier d’une bande de fréquences à une autre.

Par exemple, pour le LoRa (fréquences de 4330.5MHz à 434.79MHz et 863MHz à 868.6MHz), le taux d’utilisation maximum est limité à 1% du temps sur une heure glissante (en gros, pas plus de 36s par heure) avec une puissance maximale de 25mW.

Des documents très complets sont disponibles sur le site de l’ANFR et de l’ARCEP.

Le matériel

Afin de pouvoir écouter ces ondes, il faut pouvoir les capter, et pour ça, il existe beaucoup de matériels différents avec chacun leurs spécificités.

Je vais d’abord expliquer les spécificités les plus importantes avant de présenter les solutions les plus connus/utilisées.

Spectre radio

Le spectre d’un produit est la gamme de fréquence qu’il est capable d’écouter.

Par exemple, pour du WiFi 6, c’est aux alentours de 2,4GHz et 5GHz.

Pour du NFC, c’est la fréquence 13,56MHz.

Bande passante

La bande passante définit la quantité d’information que peut transmettre un signal à un temps T, plus elle est grande mieux c’est mais plus ça sera chère.

Pour avoir un ordre de grandeur, le WiFi 3 (2,4GHz) à une bande passante de 20MHz et un débit max de 54Mb/s tandis que le GSM (~ 900MHz) à une bande passante de 200kHz et un débit max de 271kb/s.

Duplex

Un duplex est un canal de communication, on parle de full-fuplex quand on peut transmettre et recevoir en même temps et de half-duplex quand ce n’est pas le cas.

Un cas concret d’utilisation du half-duplex est le MITM (WiFi, GSM, etc) car on doit faire la passerelle entre l’AP et l’appareil victime en temps réel.

RX/TX

RX signifie réception et TX Transmission, il faut juste garder en tête que tous les matériels ne peuvent pas transmettre.

Matériel connus

De la clé RTL-SDR, en passant par le Flipper Zero, le HackRF, le BladeRF, le Lime-SDR, le KrakenRF, etc. Il existe une pléthore de matériel SDR, il y en aura donc forcémment un qui vous conviendra !

Concernant quoi choisir.. tout dépend de vos besoins et de votre budget, voici une liste non exhaustive des matériels couramment utilisés:

Hardware	RX/TX	Duplex	Radio spectrum	Bandwidth	Price
Clé RTL-SDR	RX	Half	~ 24MHz - 1.766GHz	6.7MHz - 8MHz	~ 30€
Flipper Zero	RX/TX	Half	300MHz-348MHz, 387MHz-464MHz, 779MHz-928MHz	58KHz - 812KHz	~ 200€
HackRF	RX/TX	Half	30MHz - 6GHz	20MHz	~ 320€
BladeRF	RX/TX	Full	300MHz - 3.8GHz	28MHz	~ 780€
USRP	RX/TX	Full	50MHz - 6GHz	16MHz - 61.44MHz	~ 2k€
Lime-SDR	RX/TX	Full	~ 30MHz - 3.8GHz	~ 40MHz - 120MHz	~ 340€ - 20k€
KrakenSDR	RX/TX	Full	24MHz - 1766MHz	2.56MHz	~ 500€

Comme on peut le voir, chaque solution à ses avantages et inconvenients.

Si vous débutez dans le monde de la SDR, je ne peux que vous conseiller la clé RTL-SDR car ça coute moins de 30€, ça à une plage d’utilisation très large, une antenne est fournie avec, c’est petit et compatible avec tout !

Il y en a ici aussi beaucoup, je vous conseille cependant d’utiliser une Clé USB RTL2832 avec tuner R860 (disponible sur Passion radio et Amazon), elle à un spectre assez large, de 24MHz à 1,766GHz, et posséde le chipset Realtek RTL2832U ainsi que le tuner Rafael Micro R860 qui sont faits pour la SDR.

Les outils logiciels

Voici grossiérement la liste des logiciels les plus utilisés:

Ils sont open-source (excepté Airspy) et disponibles sur Linux et Windows.

GQRX (ou Airpsy) permettent d’analyser un spectre, de le démoduler selon certaines modulations et de l’écouter/enregistrer.

Inspectrum est un outils d’analyse de signaux déjà capturés.

Universal Radio Hacker (URH) est une suite complète pour les protocoles sans fils.

Dump1090 est spécifique à la récupération des trames des balises d’avions (ADS-B), il permet de visualiser les informations qu’elles contiennent et afficher les appareils sur une carte.

Enfin, GnuRadio est LE logiciel de SDR, il permet de tout faire mais il est très bas niveau.

Conclusion

Voila qui clos cette introduction à la SDR, vous savez maintenant à peu près de quoi il s’agit, la réglementation en vigeur, le matériel nécessaire ainsi que les logiciels couramment utilisés.

Dans un prochain chapitre, nous allons voir comment utiliser ces logiciels ainsi que quelques exemples concrets.