Los 433 MHz y el software libre. Parte 1.

14 de julio de 2017
Los sistemas de Radiofrecuencia y la Seguridad han mantenido siempre una discreta relación, aunque recientemente está adquiriendo un elevado protagonismo gracias a la proliferación de dispositivos IoT y Domóticos, que utilizan múltiples vías de comunicación hasta ahora inadvertidas.

Esta situación quedó de manifiesto durante la conferencia de Seguridad RootedCON de 2016; en la ponencia de Raúl Siles, “ La Cena de los IdoTas”. Se abordaban diferentes cuestiones de seguridad entorno a dispositivos IoT Domóticos dotados de diversas conexiones inalámbricas.

Raúl hizo hincapié en las nuevas amenazas que acechan a los sistemas que trabajaban en las “ bandas Sub-Gigahercio”, es decir, cuya frecuencia es inferior a 1000 MHz.

Realizó una demostración en la que capturaba señales emitidas por mandos de radiocontrol de interruptores y luces domésticas en la frecuencia de 433 MHz, analizaba el protocolo, y posteriormente conseguía volver emitir las señales adecuadas para manejar los dispositivos a su antojo. Con este sencillo ejemplo se evidenciaba la ausencia de medidas de seguridad en muchas de las aplicaciones que hacen uso de esta banda.

Tanto la captura de las señales de radiofrecuencia, como su re-emisión, se efectuaba por medio de un dispositivo hardware específico, el YARK Stick One, de elevado coste y difícil de conseguir; en contraste con la tendencia actual en los sistemas de radiofrecuencia, la cual gira vertiginosamente hacia el SDR (Radio Definida por Software), limitando al mínimo imprescindible la implementación por hardware.

YARD Stick One

Estas circunstancias, unidas a la gran cantidad de Software Libre y de Código Abierto disponible para diferentes aplicaciones de radiofrecuencia en la banda de 433 MHz, invita a reflexionar sobre sus posibles usos junto con el mínimo hardware posible.

Sistemas de Radiofrecuencia
La excelente interoperabilidad que disfrutamos en los sistemas de radio comunicación obedece en gran medida a la minuciosa gestión del espectro electromagnético que realiza la Unión Internacional de Telecomunicaciones “ITU”.

Con sede en Ginebra, la ITU es la organización intergubernamental más antigua del mundo, creada en 1865 para controlar las conexiones internacionales de telégrafos. Actualmente dependiente de la Organización de Naciones Unidas “ONU”, confecciona el Reglamento de Radiocomunicaciones “ITU-R”, el cual es adoptado, con rango de tratado, por los países adheridos.

El espectro electromagnético es el conjunto de todas las posibles frecuencias de radiación de las ondas electromagnéticas, abarcando desde la mínima longitud de Planck, hasta el infinito. Las ondas pueden medirse tanto por su frecuencia de oscilación, en ciclos por segundo, como por la distancia que recorre su perturbación en un ciclo, expresando esta longitud en metros, junto con múltiplos y submúltiplos, desde el Kilometro al Ångström.

Representación del espectro electromagnético

La unidad del “Sistema Internacional de Unidades”, para la medida de la frecuencia (ciclos por segundo) de las ondas electromagnéticas es el Hercio (Hz), llamada así en honor al físico alemán Heinrich Rudolf Hertz por descubrir su propagación. Son de uso generalizado sus múltiplos: Kilohercio (KHz), Megahercio (MHz) y Gigahercio (GHz).

Se utiliza el termino “ banda” para referenciar un intervalo, segmento, rango o porción del espectro electromagnético. De forma general, tanto la ITU como otros organismos internacionales, designan con abreviaturas o numéricamente diferentes bandas de frecuencias dentro del intervalo denominado de radiofrecuencia “RF”, comprendido entre los 3 KHz y los 300 GHz.

Ditribución de diferentes bandas de radiofrecuencia (lurailabs.com)

Regulación
Cada país dispone de una cierta autonomía para gestionar el uso del espectro electromagnético en su territorio, así como la explotación comercial del mismo, otorgando licencias para radios comerciales, televisiones, telefonía móvil, y otros usos profesionales, procurando no contradecir los dictámenes del UTI-R.

No obstante, los principales organismos reguladores, la FCC, Comisión Federal de Comunicaciones de los EEUU, y el ETSI, Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones, no siempre coinciden plenamente en sus normativas, existiendo diferencias en cuanto a la atribución de uso de ciertas bandas, con independencia de la legislación nacional que aplique individualmente cada país en su territorio.

En España por ejemplo, las regulaciones nacionales se articulan mediante el CNAF, Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias, el cual emite las notas de Utilización Nacional (UN), que matizan, amplían o restringen, los dictámenes del UTI-R y el ETSI.

Las concesiones de uso comercial son de carácter público, y pueden consultarse online en la página web del “ Registro Público de Concesiones de Telecomunicaciones”:

Ejemplo de licencia de concesión de Telecomunicaciones

La activad del UTI es independiente de otros organismo encargados de estandarizar el uso del espectro en función de su asignación, destacando los trabajos del ETSI, que con proyección mundial, ha promovido la estandarización de los sistemas de telefónica móvil GSM y el sistema de radió profesional TETRA. Estando adscrito al ETIS el consorcio 3GPP (3rd Generation Partnership Project) encargado de definir las especificaciones de las redes de tercera generación 3G derivadas del GSM, como GPRS, EDGE o UMTS.

Más información:
Los 433 MHz y el software libre. Parte 2.
Los 433 MHz y el software libre. Parte 3.
Los 433 MHz y el software libre. Parte 4.
Jorge Rivera
CSA Global de ElevenPaths