Hackbadge: galopando tras el murciélago en la oscuridad
¿Cómo vamos gente? Este finde ha sido la AsturCON (.tech), a la que siempre es divertido ir. Además, me tocó el sorteo de entradas + camiseta + badge con lucecitas, ¡nunca son suficientes leds!
Bueno bueno, esto no va de propaganda hacía la AsturCON (aunque ya estáis yendo 😡), es que alguno de mis dos lectores habrá leído el post que escribí hablando sobre alternativas al flipper zero y jugando con el cc1101. Aquello que yo acuñé de forma cariñosa como “radiogotchis” (si alguien quiere leerlo el post está aquí).
En el post aquel ya mencioné varias cosas, lo más importante era sobre cómo casi todas las placas giraban entorno a usar el cc1101, que tendrá relevancia también en este post pero no es el punto principal. También eché un vistazo a estas alternativas y ver, a groso modo, lo que ofrecían. Entre ellos había uno llamado “hackbat” diseñado por gente de mi terreta (valencia <3), y dije que estaría bien en algún momento hacerse con uno y probar cositas.
Pues resulta que en la asturcon, a la que acostumbro a ir, daban un taller en el que enseñaban a usar kicad y, ADEMÁS, te daban un nuevo diseño de hackbat, con formato de badge electrónico. Este tipo de badge ahora está bastante de moda en muchas CONs de ciberseguridad. Y por lo que ví, creo que la misma gente de hackbat tiene una empresa para hacer badges, pero bueno el tema es, que quien me conozca sabe que yo quería ponerme algún día a aprender kicad, que eso lo he mencionado alguna vez. Cuando estudié electrónica hace eones aprendí OrCAD, pero no me acuerdo de la mitad, solo de la teoría de buenas prácticas y demás. Además, llevarse un cacharro siempre es bien. La cosa es que me salió este tuit por la TL:
Y obviamente tuve que apuntarme, que además era barato.
1. Ingeniería inversa stalkera
Todo esto está muy bien pero, ¿a dónde quiero ir con esto?
Pues en la asturcon anterior (les voy a desgastar el nombre) estuve viendo la charla de hackbat que presentó Pablo. Y claro, me interesó, primero por ser con hardware barato y luego por lo que he dicho de ser valenciano. Estuve los días posteriores viendo el repositorio, la web, etc… Y como mencioné en el post de los radiogotchis, vi que el hackbat no se proporcionaba junto a un firmware como tal (también lo dijo en la charla). Que estaba más enfocado a darte el hardware y que te cocinaras el tuyo propio.
Así que pensé que un escenario posible era ese: que se nos proporcionara el cacharro sin un firmware complejo. Que yo a favor, pero claro, quería tener algo ejecutando en el momento de recibir el cacharro. Aunque fuese algo mínimo.
Antes de sacar conclusiones me fui a stalkear al pobre Pablo y ver si tenía algo publicado en internet respecto a este nuevo dispositivo, o algo en los anteriores que me diera info. Pero no encontré nada como el nuevo, sólo que había escrito sobre un badge, anterior a este, con parecido razonable aquí.
Quitando lo curioso e interesante del post no conseguí encontrar código en ningún lado. Por lo que pensé en ponerme a hacer algo propio, pero, ¿cómo programas un firmware para un dispositivo que no tienes? Pues intentando replicarlo en una protoboard 😌. Así que te pones a mirar las fotos del anuncio del taller, intentas encontrar más en el twitter de la persona, reunes fotos e intentas sacar lo que necesitas.
Primero las fotos del post del anuncio del taller:
Y yendo a stalkear a Pablo encontré esta foto que me dió pistas sobre la parte trasera:
Con esto ya podía saber qué módulos necesitaba, lo que no pude conseguir, porque en las fotos no se ve bien, fueron los pines a los que estaba conectada cada cosa.
De pura suerte tenía de todo, en el caso de los leds neopixel fue casualidad, porque compré varios hará un par de años. Y menos mal.
Teniendo los módulos me dispuse a asignar los pines a mi modo, que es usando el pinout por defecto del esp32-c3 en esta imagen que es de fiar:
En resumen:
- SPI: del gpio 4 al 7
- I2C: tuve problemas con el pin 8 así que lo pasé al 10, el 9 lo mantuve.
- botones y neopixel (que van todos al mismo pin) pues un poco a boleo tbh…
- respecto al cc1101, los gdo también pueden ponerse a boleo. Pero he tenido problemas y los voy a ir comentando.
ℹ️ Una cosa que tiene el esp32-c3 es que, normalmente, puedes reasignar spi, i2c y demás a pines que te dé la gana, pero siempre está bien usar el estándar por si acaso.
He dicho que tuve problemas, el primero de ellos fue que no me cuadraba el número de GPIOs del ESP32-C3 con todo lo que había conectado. Para que cuadrase había dos formas de hacerlo:
-
los botones no eran independientes y usaban un mismo pin analógico. Lo que se llama “resistor ladder buttons”: detectar que botón está presionándose en base al valor de tensión en la entrada analógica, que cambia porque cada botón tiene una resistencia en serie con diferente valor del otro. Y es un rollo, ya que tienes que meter a mano en el código rangos de valores para darle holgura, porque no va a dar siempre un valor exacto. Y con interrupciones de software se complica algo más la cosa.
-
Prescindir del GPIO2 del cc1101 que se suele usar como flag de estado (o pulso asíncrono en la recepción de señal), como ya enseñé en el post de los radiogotchis. Esto es posible porque se puede configurar el gdo0 para ello, en vez de únicamente para la transmisión (y no al contrario, el gdo2 no se puede usar para cosas de Tx).
Me estuve comiendo la cabeza con qué opción estaría usando, y el hecho de que en la foto del cacharro hubiera un pad de testing marcado como “gdo2” me hacía pensar que estaba conectado. Así que opté por lo que en los simpson llamarían mensaje superliminal:
¡Preguntar directamente a los creadores del taller! 😼 Muy majos los dos por cierto. Y con esto acaba nuestra tarea de investigación, ahora a los bits y chispas.
2. El meta-prototipo del hackbadge
Sabiendo lo que vamos a usar y como lo vamos a usar es hora de conectar cosas:
¿Habéis visto el cable management? mi mejor versión jaja porque no es la primera “versión”, váis a ver que no cuadra con fotos posteriores, pero olvidé hacer foto de la placa sin encender.
Lo primero que hay que hacer es probar que conecte todo con código de mierda:
Y weno, le puse dos neopíxeles a diferencia del hackbadge, que tiene cuatro, pero que más
da, total van en serie. Podría poner 100, lo importante es que funcione. En cuanto a los
botones, obviamente los probé con un Serial.println() y ya.
Pequeño offtopic por si a alguien le es útil sobre la conexión del cc1101:
Sobre el módulo cc1101 veréis que está pinchado de forma rara, y es que con el formato que tiene no se puede conectar en una protoboard sin que hagan corto los pines. Ya que están distribuidos en dos filas por 4 columnas. Usando mi post de diseño de PCBs con el paint os comparto un adaptador que hice y llevo tiempo usando para casos como este:
Se puede hacer de otras formas, como simplemente manteniendo 4 en cada lado, pero usando espacio para pinchar el módulo justo en la parte central de la protoboard. Pero así puedo tener la antena de forma vertical y es más cómodo.
3. Aventuras y desventuras cocinando un firmware propio
He de decir de antemano que en este post no voy a poner código, porque mi intención es publicar el código de todo el firmware que vaya haciendo en este repositorio. Aquí solo os contaré sobre mis peripecias, el estado actual y futuro de este.
Sobre el hackbat, a mi lo de que venga sin firmware me viene de lujo, porque una cosa que siempre he querido es aprender bien a usar FreeRTOS para programar estos micros, y espero que en un futuro otros como los STM32, que son baratos y europeos. Y este proyecto, como usa varios módulos de forma simultánea, es el idóneo para usar un sistema como FreeRTOS para que funcione correctamente.
Para el que no sepa que es FreeRTOS, es un sistema operativo muy básico que se encarga de planificar tareas, al igual que hace un sistema operativo de propósito general, con la planificación de procesos, dando la ventaja de prioridades y concurrencia.
Como ya expliqué en mi post, que he mencionado mil veces en este: existen muchos cacharros con cc1101, muchas versiones y alternativas. Una buena opción es el firmware bruce que está muy bien y, además, se puede meter en hardware barato y parecido al del hackbadge. El problema de bruce es que no admite la pantalla de tan poca resolución del badge, lo bueno es que al ser esp32 también, se puede adaptar la funcionalidad que queramos (y relativamente fácil si sabes programar).
3.1. Preparación
Voy a explicar lo que conseguí desarrollar en mi protoboard a dos semanas vista del congreso, y yendo a conciertos y otras cosas entre medias. Así que no tengáis expectativas altas porque pude dedicar las horas que pude.
Bueno, ya hemos visto en el punto anterior que funciona, y en teoría es un badge de congresos. Y uno es informático, lo que caracteriza a un informático es la modestia y la falta de ego, por lo que el primer paso es hacer esto:
Es broma pero no es broma, a ver, a mucha gente se le pasaría por la cabeza ponerse a hacer cosas para intentar hacer maldades con el cc1101 u otras. Pero, como he dicho, ¡es un badge! primero es de buena educación presentarse. Además se supone que es para llevarlo colgando cual abogado.
Para la animación usé este repo y me miré los videos, yo no he hecho nunca animaciones como comprenderéis. Ya estaba dudando entre usar esta librería (u8g2) o la de Adafruit, así que ver esto me ayudó a decidirme.
Otro offtopic: el port de doom a arduino usa la librería de Adafruit y por eso no lo he adaptado a mi firmware.
Pero esto no queda aquí (obvio), puesto que también quería añadirle un menú y funciones, para poder usar el cacharrín en cosas de RF, WiFi, Bluetooth y lo que se me ocurriese. Por lo que el siguiente paso es añadirle un menú, y esto suele ser un dolor de ******, así que busqué algo que conociera para adaptarlo.
Hace años probé un repo que era un cacharro con menú y ataques wifi usando esta pantallita. Así que, como era lo que conocía y me convencía, fui a ese repo a ver si podía copiar fácil su código para que funcionase en el mío. Sé que habrá alternativas mejores pero es un código que ya había visto.
El menú original del repo que digo era así:
Simple pero funcional, y el movimiento no era fino sino paginado: cuando bajas, después del último elemento en pantalla, cambian todos los elementos a la siguiente página. Eso no me gusta mucho, así que lo hice con iconitos y desplazamiento “fino”. Y me quedó así:
De momento he decidido que pulsación larga es para volver atrás y simple para entrar, eso igual lo cambio.
Todo esto usando ya FreeRTOS con tareas para la interfaz, otra para los leds y luego, para lo que voy a meter por probar otras cosas, tengo tareas aparte. Que se resumen en: módulo de radio, wifi y los botones.
Para los botones, que mejor que probar un juego simple, así que me copié y adapté un snake que usase la misma librería que estoy usando yo para el display. Ah y le metí créditos al autor, ya que estoy joseando hay que darle publi:
Hmm, acabo de ver por el video que al perder se pone el score a 0, tendré que arreglarlo.
El juego tiene bastante input lag, y creo que es por la librería que uso para los botones, que se llama OneButton y permite varios tipos de evento por botón, y debido a eso creo que tiene ese retardo pero weno, funcionar fuciona. El repositorio del juego está aquí.
Siguiente prueba: copiar algo sencillo del firmware de bruce que use el wifi y ver si lo consigo hacer funcionar. He decidido para empezar, copiar el beacon spammer de rickroll:
Como veréis, ni siquiera me he currado la interfaz, ya lo haré (e igual unifico cosas).
Por último, lo que implemente es alguna cosa de radio, tenía que asegurarme de que funcionaba el módulo, tanto al transmitir como al recibir. Para transmitir lo primero que uno hace pues es ir a lo fácil, ¿no? a probar un jammer simple 🐱.
Que por cierto, como digo siempre: dejad de pensar que el cc1101 realmente sirve para jammer con la poca potencia que emite…
Aquí demuestro que funciona:
Y para recibir, de momento sólo probé que funcionaba y decodificaba señales usando la librería RC-Switch:
Otra vez una interfaz para salir al paso, ah, y mencionar que de momento la frecuencia y la configuración son fijas. Y la configuración (AKA los presets) la he joseado directamente del fichero de flipper zero. Porque sé que esos funcionan, y en un futuro pueden incluso servir para leer más fácil los ficheros .sub. Si tenéis curiosidad, el fichero que digo es este: cc1101_configs.c. Y para interpretarlo es algo así como Clave -> Valor de cada registro por orden, excepto la última parte de PA (son varios bytes para establecer la potencia de salida).
¡Y eso es lo único que me dió tiempo a implementar! Entre que soy nuevo con FreeRTOS, y esto cuesta más tiempo de lo que parece. Creo que es suficiente para probar el cacharro al momento de recibirlo.
3.2. Se libera la info, últimas adaptaciones y errores inesperados
Pues tal cómo prometieron, unos días antes del evento publicaron el repositorio con el proyecto de kicad del hackbadge. Y esto me venía de lujo porque así podía adaptar mi código para que usara los pines correctos (y también recablear el prototipo). Y llegar al evento e instalarlo en cuanto me lo dieran. Plug & play!
Me he encontrado con un problema que es bastante putada, y es que el hackbadge usa el gpio 21 del esp32-c3 para el gdo0 del cc1101. Y, sin saber por qué motivo, el pin 21 de esta placa en particular sólo sirve como OUTPUT y no como input (he leído por internet que es normal). Por lo que transmitir funciona bien pero recibir no.
La única solución que encontré de momento es reasignar los pines para usar el gdo0 en otro gpio. En spi, el pin de mosi solo se usa como output, así que este era el ideal para mapear al 21. Entonces intercambié esos dos: el de mosi por el del gdo0. El problema es que no hay ninguna versión del cc1101, que vendan en aliexpress, que encaje de forma que permita mapear los pines y pinchar directamente el módulo. Por lo que, recurriendo de nuevo a mi post de pcbs con el paint, hice un adaptador cutre:
Esta vez no usé el paint, use el gimp y una libreta a lo cutre:
Usando una libreta cuadrículada puedes saber como hacer luego las pistas si interpretas cada cuadro como un pad de la placa cutre aquella.
Y llevé eso al evento esperando que funcionase. Recordad que aún no tenía el cacharro y ya estaba pensando en el parche este. Otra cosa es que encajara, que viendo la foto ya imaginaba que igual costaba, porque justo tiene el portapilas debajo.
3.3. Probando por fin el firmware en el hackbadge
Cuando lo recibí, me di cuenta de que usaba el driver SH1106, y la pantalla de mi prototipo usaba el SSD1306. Esto provocaba glitches en un lado de la pantalla, pero es fácil de arreglar, es cambiar una línea del código. La diferencia entre los dos drivers, según el autor del u8g2, es:
También es un pelin más grande que la pantalla que yo usaba, lo cuál se agradece (1.3” vs 0.96”, que parece poco pero se nota bastante, también se notan más los defectos jaja).
Por último, dejo dos videos demostrando que no me funciona la recepción sin remapear los pines:
Es un poco inconveniente pero funciona, ya pensaré algo mejor. De todos modos, decir que aunque se hiciera pensando en el cc1101, se pueden llegar a usar para cualquier otro módulo SPI o para cualquier otra cosa. Al fin y al cabo, si no pinchas el cc1101, son GPIOs de libre disposición.
Si alguien no lo tiene, y quiere pedirlo a jlcpcb o similares, creo que le recomiendo cambiar con el kicad esos dos pines antes.
4. Próximas implementaciones
Cómo habéis visto, de momento no tengo hecho prácticamente nada, y me gustaría tener algo mínimamente funcional para sacar una release. Aún me faltan varias cosas para lo que yo considero que puede ser la base, y en esta sección comentaré que ideas tengo.
4.1. Lo que necesito para considerarlo una primera versión
Tampoco quería hacer algo muy complejo, pero si que me gustaría conseguir hacer esto:
- Que el receptor vaya almacenando en memoria las señales recibidas. Y que cada una tenga, al igual que en flipper y similares, un menú con estas opciones: hacer replay, guardar en la eeprom o descartar la señal.
- Una app para transmitir las señales que tenemos guardadas desde el punto anterior.
- En el menú principal, en configuración, poder elegir la frecuencia entre las 4 principales que se usan para propósito general: 315 y 915 en EEUU, y 433.92 y 868 en UE.
- También en el menú de configuración: poder cambiar el brillo de los neopíxel, el comportamiento de aleatoriedad, velocidad con que cambian y otras cosas que se me ocurran…
- Tengo que cambiar la pantalla principal de animación (a lo que llamé splash) por una que no sea mi avatar moviéndose. Algo como un murciélago supongo. Y que la gente pueda poner su nombre y pseudónimo.
- Que los neopíxel hagan consas concretas al realizar transmisión, recepción, ataques, etc… Por ejemplo: el deauther al atacar se ponía rojo y al recibir azul.
La mayoría de esas cosas no deberían ser difíciles de hacer, pero se puede entender que, a lo tonto, es bastante curro. Intentaré ir haciéndolo poco a poco sin perder la cordura. Desde luego ni Lovecraft pudo preveer al monstruo del desarrollo.
4.2. Ideas sueltas para un futuro menos próximo
Aquí ya os dejo ideas que he tenido, y que puede (o no) que intente desarrollar en un futuro, pero no es algo a lo que daré prioridad hasta que no haga lo del punto anterior:
- Aprovechar los pines i2c de la pantalla para otros módulos. Por ejemplo, estaría chulo
conectarle un RTC para mostrar el tiempo sin tener que conectarse a internet. He
pensado en sustituir los pines por unos hembra, con las patillas largas como tenía el
nodeMCU, de modo que las conexiones hembra queden por atrás como las del spi:
- También estaría guay tomar la idea de badge y del networking y darle una vuelta. He pensado en algo así como automatizar el networking, que la gente se cuelgue el badge y entre ellos se manden la info de contacto o cualquier chorrada, esto se puede hacer con el protocolo ESP-NOW, que tienen los esp32, sin depender de wifi en modo broadcast.
- Ponerle un panel de administración web para configuración más compleja o que requiera teclado, porque poner teclado en la UI es algo que no pienso sufrir jaja y ponerle OTA también, que es fácil.
- Obviamente copiarle más código al firmware de Bruce jajaja
5. Conclusiones
La verdad que cuando pensaba en escribir este post, y cuando empecé a hacerlo, no esperaba extenderme tanto. Ya lo siento pero bueno, así plasmo todo lo que ha sido el percal entorno al cacharrín. Dejaré abajo el enlace al firmware, si me cotilleáis iréís viendo mis cambios, espero que no acabe en sideproject medio abandonado hasta que no consiga algo más funcional jaja
Muchas gracias a Sara y Pablo, los creadores del hackbadge, por la infinita paciencia de aguantarme en twitter preguntando y demás. La verdad que fueron muy majos también en persona. Les dije que subiría el firmware para que pudieran verlo, y eso haré, aunque era ya mi idea desde un inicio.
Por lo que vi allí en el evento, había gente que quería algún firmware ya hecho para poder probarlo. Uno si que me preguntó que si era difícil programarle cosas y le dije lo que diría un gallego (aunque yo sea valenciano): depende. ¡Pero esa es la actitud que hay que tener! Esto es como la coña esa que dicen siempre de “los amigos que hacemos por el camino”: lo divertido no está en tener el cacharro y usarlo para “hacer el mal”, al final siendo realistas tampoco es que sirva para hacer demasiadas maldades (y lo mismo os digo del flipper zero). No te quedes en usar los botones, mira el código, aprende, entiende cómo funciona, modifica cosas a tu gusto. Y cuando veas que algunas cosas que haces de repente funcionan, a lo mejor pensarás que son una mierda, pero serán TU mierda.
Nos vemos en el siguiente post, espero que a alguien le haya gustado. Si has llegado hasta aquí gracias por leerme, ¡hasta pronto! <3
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