ID.nl logo
Huis

Eigen wifi-scanner bouwen met Raspberry Pi

Je telefoon zendt voortdurend informatie uit over het wifi-punt waar het verbinding mee heeft. Maar je telefoon zendt tegelijkertijd ook informatie uit over wifi-punten waar je in het verléden verbinding mee hebt gehad. Die informatie pluk je zo uit de lucht. Een eigen wifi-scanner bouwen doe je als volgt.

Door: Loran Kloeze

Apparaten zoals telefoons en laptops blijken voortdurend informatie uit te zenden over de wifi-punten waar het in het verleden verbinding mee hebben gehad. Dat komt doordat bijvoorbeeld een telefoon voortdurend zoekt of wifi-punten in de buurt zijn waar eerder contact mee is geweest. Met behulp van enige hard- en software is een scanner te ontwikkelen die registreert met welke wifi-punten telefoons in een straal van ongeveer 30 meter verbinding hebben gehad. Als je nog een ongebruikte router hebt liggen, kun je direct aan de slag.

Mobile station

Het is goed om eerst uit te doeken te doen hoe een wifi-verbinding tot stand komt en welke terminologie daarbij komt kijken. Een mobile station is het apparaat dat verbinding zoekt via wifi zoals een laptop, telefoon of tablet. Het accesspoint biedt wifi aan en dan kun je denken aan een wifi-router of wifi-repeater. Zo’n accesspoint heeft een herkenbare naam zoals ‘gast wifi’ of ‘ziggo2d0fa3’. Die herkenbare naam wordt een ssid genoemd.

Een mobile station maakt verbinding met een accesspoint door een probe-request te sturen waarna een accesspoint antwoordt met een probe-response. Zulke probe-request/responses worden 802.11-managementframes genoemd. In een probe-request vraagt een mobile station of een accesspoint beschikbaar is met een bepaalde ssid. Behalve het ssid staat in een probe-request ook het semi-uniek adres van het mobile station genaamd het mac-adres. Na de uitwisseling van de genoemde probes komt pas eventueel een verbinding op gang.

Een mobile station dat de afgelopen tijd met bijvoorbeeld tien accesspoints verbinding heeft gehad, stuurt elke paar minuten tien probe-requests. In elke probe-request vraagt het mobile station of een accesspoint met een bepaalde ssid in de buurt is. Al die probe-requests worden onversleuteld door de lucht verzonden door mobile stations en kunnen door iedereen worden opgepikt. Iedereen kan dus zien welke ssid’s gezocht worden door welke mobile stations in de buurt. Met de volgende stappen bouw je een scanner om al die ssid’s en mac-adressen uit de lucht op te pikken.

Benodigdheden

De hardware-eisen voor de scanner zijn eenvoudig: een Raspberry Pi met wat accessoires is voldoende. De wifi-hardware moet alle 802.11-managementframes op kunnen pikken uit de lucht. Dat kan met wifi-chips die in 802.11-monitormode zijn te zetten. Gebruik je andere hardware, let dan dus goed op of de aanwezige wifi-chip monitormode ondersteunt. Verder is het belangrijk dat de hardware bestuurd kan worden door Linux. Dat geldt voor praktisch alle routers, maar ook hier is de Pi een goede keuze.

Een voordeel van de Pi is dat je hem mee kunt nemen met eraan gekoppeld een powerpack. Een nadeel van de Pi is dat on-board wifi-chip niet zonder meer monitormode ondersteunt, dus daar is een externe wifi-dongel voor nodig. De nu te bouwen scanner bestaat daarom uit een Raspberry Pi 3B, een 2.5A-voeding, een 8GB-sd-kaart en een RT5370 Wifi-dongel. Voor 70 euro is die combinatie online te bestellen. Je kunt eventueel ook een wifi-dongel met een externe antenne aanschaffen zodat je managementframes van mobile stations op grotere afstand kunt oppikken.

©PXimport

Raspberry Pi als wifi-scanner instellen

Op dit moment heb je een lege sd-kaart waarop Raspbian geïnstalleerd moet worden. Dat is een op Debian gebaseerde distro voor de Pi. Uitgaande van Windows, download je Etcher. Download Raspbian Jessie Lite en controleer de sha1-sum. Installeer Raspbian op de sd-kaart met Etcher. Schuif de sd-kaart in de Pi en koppel de Pi aan een monitor, een toetsenbord, een voeding en een netwerk met internet. Sluit de wifi-dongel nog niet aan. Log in met pi en raspberry en verander je wachtwoord met

passwd

Start

sudo raspi-config

en kies interfacing options / P2 SSH, schakel daarna ssh in. Noteer het ip-adres van de Pi via

ifconfig eth0

Controleer of je met een ssh-client de Pi kunt benaderen zodat je de monitor en het toetsenbord kunt verwijderen. Raspbian gaat willekeurig om met de naamgeving van wifi-interfaces en daar krijg je in een later stadium last van. Schakel daarom de on-board wifi-chip uit om naamconflicten met de wifi-dongel te voorkomen. Voeg daarvoor de regel

dtoverlay=pi3-disable-wifi

toe aan /boot/config.txt en herstart de Pi. Start

iwconfig

en controleer of alleen lo en eth0 in de lijst staan. Sluit de wifi-dongel aan. Nu laat iwconfig de interface wlan0 ook zien. Update apt zodat straks de nieuwste softwareversies worden geïnstalleerd:

sudo apt-get update

Speciaal voor dit artikel is er een git-repository beschikbaar waarin enkele scripts en een webinterface staan. Installeer git met

sudo apt-get install git

en kloon de repo naar de home directory:

cd && git clone https://github.com/LoranKloeze/pcm_wifiscanner

©PXimport

Voordat je verdergaat is het belangrijk te testen of de Pi de managementframes goed ontvangt. Tcpdump is daar de juiste tool voor. Het staat er bekend om tcp/ip-packets te dumpen van een netwerkinterface. Maar tcpdump kan ook andere protocollen interpreteren waaronder 802.11-frames. Daarbij is tcpdump sowieso nodig voor de scripts die je straks installeert.

Tcpdump installeren

Installeer tcpdump met

sudo apt-get install tcpdump

Start tcpdump met:

sudo tcpdump -I -i wlan0 -e type mgt subtype probe-req

Dit staat kortgezegd voor: toon alle probe-requests die wlan0 opvangt. Er verschijnt een lijst met managementframes met bijna achterin de tekst probe request gevolgd door de ssid tussen haakjes. Met de optie -w <bestandsnaam> kan de output van tcpdump eventueel naar een pcap-bestand verstuurd worden om het met Wireshark te kunnen bekijken. Een accesspoint hoeft niet altijd een ssid te hebben en dat verklaart waarom er soms geen ssid bekend is.

Verschijnt er niks, maar staat er ook geen foutmelding? Dan kan het zijn dat er geen mobile stations in de buurt zijn. Wacht eventueel een paar minuten of pak zelf een mobile station zoals een telefoon en schakel de wifi uit/in. Dat zorgt er meestal voor dat de telefoon managementframes begint uit te zenden. Verschijnt de lijst met managementframes wel in beeld dan werkt de hardware goed en is de Pi klaar om verder ingericht te worden.

©PXimport

Managementframes opslaan in database

Alle opgepikte managementframes moeten opgeslagen worden in een lange-termijn-opslag omdat de frames later weer opvraagbaar moeten zijn. De Pi zou bijvoorbeeld ergens neergelegd kunnen worden om hem vervolgens enkele dagen later weer op te halen. Maar ook als de Pi via internet of wifi benaderbaar moet zijn, zal de historie van de opgepikte frames opvraag moeten blijven. Kortom, een database is nodig en in dit geval zijn de twee redelijke opties MySQL en SQLite. SQLite heeft als nadeel dat het slechter omgaat met gelijktijdige verbindingen en die gaan zeker voorkomen als er tegelijkertijd data ingevoerd en uitgelezen gaat worden. Daarom verdient MySQL de voorkeur. Start

sudo apt-get install mysql-server --fix-missing

en volg de aanwijzingen. Onthoud het wachtwoord voor root goed. Installeer de MySQL library voor Python:

sudo apt-get install python-mysqldb

. Installeer de databasetabellen met behulp van het script

~/pcm_wifiscanner/setup_db.py

uit de eerdergenoemde git-repository. Dat script creëert een database met de naam wifiscanner met drie tabellen mobile_stations, ssids en probe_requests. Het script maakt ook een MySQL-gebruiker aan met de naam wifiscan en het wachtwoord wifiscan. In de tabel mobile_stations worden alle gevonden mac-adressen verzameld. Dat adres is semi-uniek. Het is aan te passen, maar dat doen niet veel gebruikers dus gemakshalve wordt het mac-adres gebruikt als unieke identificatie van een mobile stations. In de tabel ssids worden alle gevonden ssid’s verzameld.

In de tabel probe_requests worden alle ssid’s behorende bij een mac-adres verzameld samen met signaalsterke en een timestamp. Het mac-adres wordt als string opgeslagen. Dit had natuurlijk ook gewoon een integer kunnen zijn want een mac-adres is niets anders dan een getal. Maar de database is wat makkelijker te bekijken als de mac-adressen er als strings in staan. Performance en opslagruimte is niet direct prioriteit in dit geval.

Dumpdaemon installeren en instellen

Op de achtergrond moet er een script gaan draaien waarmee de uitvoer van tcpdump uiteindelijk in de database terechtkomt. Deze dumpdaemon moet voldoen aan een paar eisen waarvan de belangrijkste twee zijn dat het moet starten na het booten van de Pi en dat het eeuwig blijft doordraaien, wat er ook gebeurt. Stel dat tcpdump vastloopt dan moet het script tcpdump gewoon weer opstarten. Verder wisselt de dumpdaemon het actieve 802.11-kanaal van wlan0. Sommige mobile stations verzenden namelijk alleen probe-requests over een specifiek kanaal. Installeer en start de dumpdaemon:

sudo cp ~/pcm_wifiscanner/dumpdaemon/dumpdaemon.service /etc/systemd/system &amp;&amp; sudo chmod 664 /etc/systemd/system/dumpdaemon.service &amp;&amp; sudo systemctl daemon-reload &amp;&amp; sudo systemctl enable dumpdaemon.service &amp;&amp; sudo systemctl start dumpdaemon.service

Deze daemon start ~/pcm_wifiscanner/dumpdaemon/dump_mfs.py en blijft deze herstarten na een eventuele crash. Gebruik

sudo journalctl -u dumpdaemon.service

om te controleren of de daemon gestart is. Na een tijdje zal de MySQL-database gegevens gaan bevatten. Controleer dat met de view die aangemaakt werd in setup_db.py:

mysql -u wifiscan -pwifiscan -D wifiscanner -e 'SELECT * FROM view_requests'

Er hoort een leesbare tabel te verschijnen. Staat er niets, wacht dan nog enkele minuten en zorg dat er mobile stations in de buurt zijn. Vanaf nu wordt bij het starten van de Pi de database automatisch gevuld met gevonden probe-requests van mobile stations in de buurt.

©PXimport

Gebruik de webinterface

Alle probe-requests worden nu opgeslagen in een database, maar dat is bijna onleesbaar en onhandelbaar voor een mens. Een webinterface kan realtime tonen welke accesspoints gezocht worden door mobile stations in de buurt. Verder kan het informatie weergeven die de afgelopen tijd is verzameld. Dat geeft antwoord op vragen als: ‘wanneer is deze telefoon voor het laatst in de buurt geweest?’. Een webinterface voor de Pi is het snelst te ontwikkelen in php. Het voert in dit artikel te ver om een volledige webinterface op te tuigen.

In de git-repository is een reeds ontwikkelde webinterface aanwezig. Deze moet alleen nog geïnstalleerd worden op de Pi zodat de interface altijd actief en opvraagbaar is op poort 80. Installeer eerst de webserver Apache op de Pi:

sudo apt-get install apache2

. Controleer of de webserver draait op http://<ip_adres_pi>. Installeer dan php:

sudo apt-get install php5 libapache2-mod-php5 php5-mysql

Herstart Apache2:

sudo systemctl restart apache2

Kopieer de webinterface uit de git-repository naar /var/www/html:

sudo cp -R ~/pcm_wifiscanner/webinterface/* /var/www/html

Controleer of de webinterface nu in de browser verschijnt. De webinterface toont een lijst met mobile stations met daarachter de gevonden accesspoints en het tijdstip dat het mobile station voor het laatst is gezien. Elke vijf seconden vraagt de webinterface aan de Pi of er nieuwe mobile stations zijn gevonden en óf er mobile stations opnieuw zijn gezien. Elke mobile station dat (op)nieuw is gezien, wordt bovenin de tabel geplaatst en de lijst met accesspoints wordt dan bijgewerkt. De twee knoppen bovenin spreken voor zich.

©PXimport

Uitbreidingen

De webinterface is redelijk kaal op dit moment. Er zitten weinig visuele elementen in en het geheel is nogal statisch. Dat nodigt uit om de webinterface naar eigen inzicht aan te passen en te verbeteren. Denk bijvoorbeeld aan het creëren van een tijdlijn per mobile station of het ontwikkelen van een zoekfunctie.

De interface is ontwikkeld in php met Bootstrap als css-framework. Dat maakt het voor iedereen met enige ervaring in web-ontwikkeling mogelijk om de interface naar eigen wens aan te passen. In het bestand pcm_wifiscanner/webinterface/api.php is af te lezen hoe de database bevraagd kan worden. Dat bestand wordt nu gebruikt om de updates op te vragen vanuit de interface. Verder is de Pi eventueel uit te breiden met een gps-module. Op die manier kun je de locatie van de Pi vastleggen per moment dat een mobile station wordt gezien.

Mocht je vervolgens gaan rondrijden met de Pi dan heb je na verloop van tijd een hele database met locaties waar bijvoorbeeld telefoons zijn gezien. De nauwkeurigheid is de straal waarin mobile stations worden gezien door de Pi. Hoe groter het bereik, hoe lager de nauwkeurigheid van de locatie. Een ander voordeel van de gps-module is dat er vaak een realtime-klok in zit waarvan de Pi de actuele tijd kan aflezen.

Wil je echt volledig onafhankelijk zijn van externe bekabeling? Bestel dan een gps-module én een powerpack van 12.000 mAh die 2,1 ampère stroom kan leveren. Dan heb je geen voeding en geen internet nodig.

▼ Volgende artikel
Review Amazon Kindle Colorsoft Signature Edition – Comfortabel (maar prijzig) leesmaatje
© Maikel Dijkhuizen
Huis

Review Amazon Kindle Colorsoft Signature Edition – Comfortabel (maar prijzig) leesmaatje

Op zoek naar een nieuwe e-reader met kleurenscherm? Goed nieuws, want er verschijnen steeds meer geschikte producten in de (digitale) winkelschappen. Een voorbeeld hiervan is de onlangs verschenen Amazon Kindle Colorsoft Signature Edition. Is dit product zijn stevige prijskaartje van 299,99 euro waard?

Uitstekend
Conclusie

Als je naast boeken ook graag kranten, tijdschriften en stripboeken op een e-reader leest, is de Kindle Colorsoft Signature Edition zeker het overwegen waard. Je bekijkt dan namelijk foto’s en afbeeldingen in kleur. Vergeleken met een smartphone- of tabletscherm zijn de kleuren wel veel fletser. Behalve dat en de hoge adviesprijs valt er verder weinig op deze e-reader aan te merken. Hij is namelijk snel, gebruiksvriendelijk en comfortabel.

Plus- en minpunten
  • Compact formaat
  • Waterdichte behuizing
  • Vlotte configuratie
  • Reageert snel
  • Matte schermafwerking
  • Veel schermopties
  • Lange accuduur
  • Duur
  • Vereist Amazon-account
  • Fletse kleuren
  • Korrelige foto's en afbeeldingen

De hier besproken Signature Edition heeft een aantal extra's ten opzichte van de reguliere Kindle Colorsoft Base Edition (269,99 euro). Zo bevat deze e-reader 32 GB (in plaats van 16 GB) opslagruimte. Bovendien is er ondersteuning voor draadloos opladen ingebakken. Vanwege het compacte touchscreen van 7 inch en de dunne schermranden is de behuizing ongeveer net zo groot als die van een normaal pocketboek, maar dan een stuk dunner. In combinatie met het bescheiden gewicht van 219 gram is de Amazon Kindle Colorsoft Signature Edition een aangenaam leesapparaat voor thuis en onderweg. De achterzijde heeft een ruwe afwerking, waardoor het apparaat prettig in de hand ligt. Behalve de aan-uitknop telt de sober vormgegeven behuizing geen fysieke knoppen.

©Maikel Dijkhuizen

Naast de e-reader vind je in de productdoos een korte handleiding en usb-c-kabel.

Snelle configuratie

Zodra je op de aan-uitknop aan de onderzijde drukt, verschijnt binnen enkele ogenblikken het configuratiemenu. Na het kiezen van de Nederlandse taal stel je de e-reader verder in. Dat kan met behulp van een smartphone-app of op het apparaat zelf. Laatstgenoemde optie werkt snel genoeg. Heb je het wifi-wachtwoord en je Amazon-accountgegevens eenmaal ingevuld, dan verschijnt het hoofdvenster. Een korte rondleiding neemt je op sleeptouw. Zo zijn diverse schermopties via een handig snelmenu bereikbaar. De configuratie duurt slechts enkele minuten, zodat je snel kunt beginnen met lezen.

Je koopt nieuwe e-books rechtstreeks in de Kindle Store. Via de Send to Kindle-dienst kun je ook eigen bestanden naar de e-reader sturen, zoals digitale boeken in het populaire epub-formaat. Andere ondersteunde bestandsformaten zijn onder meer pdf, mobi, docx en jpeg. Je kunt ook nog luisterboeken afspelen. Koppel in dat geval een draadloze koptelefoon via bluetooth.

©Maikel Dijkhuizen

De configuratie van de Kindle Colorsoft Signature Edition is zo gepiept.

7inch-kleurenscherm

De hamvraag is natuurlijk of een kleurenscherm op dit Kindle-product de hoge aanschafprijs rechtvaardigt. Een lastige kwestie, want de huidige generatie e-ink-kleurenschermen oogt toch wat flets. Er is weliswaar een instelling om een levendige kleurenstijl te activeren, maar het verschil is minimaal. Wel ziet de bibliotheek met alle gekleurde boekenkaften er aantrekkelijker uit. Daarnaast komt een kleurenscherm goed van pas bij het lezen van stripboeken, tijdschriften en kranten. De Colorsoft Signature Edition geeft afbeeldingen en foto's in een redelijke kwaliteit weer, al zijn de beelden ietwat korrelig. Verder pas je naar eigen wens de warmte van het scherm aan. Hierbij houdt de e-reader op jouw verzoek rekening met de zonsondergang en -opgang. Tot slot zijn de hoge contrastwaarden van dit scherm een voordeel.

©Maikel Dijkhuizen

Bekijk boekenkaften in kleur!

Hoog leescomfort

Het scherm heeft een matte afwerking, zodat je comfortabel buiten kunt lezen. Zelfs met fel zonlicht vallen de weerspiegelingen erg mee. Lees je 's avonds, dan komt de automatische schermverlichting goed van pas. Deze functie zit overigens niet op de reguliere Kindle Colorsoft Base Edition. Voor e-readerbegrippen navigeer je snel in boeken en het menu. Hiervoor tik of veeg je op het touchscreen. Een nieuwe bladzijde opent vrijwel zonder vertraging, zodat je vlot kunt doorlezen. Wil je ondertussen iets online opzoeken? Open dan gewoon de browser en typ een url in de adresbalk. Deze e-reader laadt websites behoorlijk rap.

Een pluspunt is dat dit product voldoet aan de IPx8-norm. Je kunt dus gerust e-books in bad lezen, want de behuizing is waterdicht. Dankzij de lange accuduur hoef je het apparaat waarschijnlijk pas na een paar weken of zelfs enkele maanden op te laden.

©Maikel Dijkhuizen

Dankzij de geïntegreerde browser kun je er ook websites mee bezoeken.

Amazon Kindle Colorsoft Signature Edition kopen?

Als je naast boeken ook graag kranten, tijdschriften en stripboeken op een e-reader leest, is de Kindle Colorsoft Signature Edition zeker het overwegen waard. Je bekijkt dan namelijk foto’s en afbeeldingen in kleur. Vergeleken met een smartphone- of tabletscherm zijn de kleuren wel veel fletser. Behalve dat en de hoge adviesprijs valt er verder weinig op deze e-reader aan te merken. Hij is namelijk snel, gebruiksvriendelijk en comfortabel. Kortom, een aanrader!

▼ Volgende artikel
TP-Link breidt WiFi 7 uit naar buiten met Deco BE25 Outdoor
Huis

TP-Link breidt WiFi 7 uit naar buiten met Deco BE25 Outdoor

TP-Link heeft de Deco BE25 Outdoor aangekondigd, een weerbestendige Mesh wifi-router met wifi 7 die speciaal ontworpen is om het WiFi-netwerk eenvoudig uit te breiden naar de tuin. De router biedt een oplossing voor het probleem dat goed geïsoleerde ramen en muren het wifi-signaal vaak blokkeren, waardoor internetgebruik in de tuin vaak problematisch is.

De Deco BE25 Outdoor kan naadloos worden toegevoegd aan een bestaand Deco-netwerk, ongeacht of je al een wifi 5, 6 of 7-set gebruikt. Via de Deco-app is het apparaat met enkele klikken toe te voegen, waarna alle Deco apparaten één netwerk vormen met één naam en wachtwoord. Tot 10 Deco apparaten kunnen aan elkaar worden gekoppeld voor één groot WiFi-netwerk. Het apparaat is ook te gebruiken als losstaande router of als access point naast een bestaand netwerk van een ander merk.

De Deco-apparaten vormen samen één netwerk, met één naam en één wachtwoord, waardoor je in en om het huis stabiele wifi hebt. De router beschikt over een ingebouwde voeding en kan direct in een stopcontact worden gestoken of via Power over Ethernet (PoE) worden gevoed via een van de twee 2,5Gbps netwerkaansluitingen. De verbinding met een bestaand Deco-netwerk kan zowel via ethernetkabel als draadloos.

Met wifii 7 BE3600 haalt de router snelheden tot 3,6Gbps. Dankzij nieuwe wifi 7-technologieën zoals Multi Link Operation, 4K-QAM en 160Mhz brede kanalen levert het apparaat volgens TP-Link goede prestaties in de tuin. De router wordt geleverd met montagemateriaal en kan aan een muur of paal worden bevestigd of los worden neergezet.

Uiteraard ook met AI

De ingebouwde AI-Driven Mesh technologie stemt het wifi-netwerk automatisch af op de omgeving door patronen te herkennen, netwerkbelasting in kaart te brengen en gebruikers te verbinden met het optimale WiFi-punt. Voor de beveiliging maakt de router gebruik van WPA3 encryptie en TP-Link HomeShield, waarmee onder meer ouderlijk toezicht kan worden ingesteld.

Beschikbaarheid en prijzen

De TP-Link Deco BE25 Outdoor is direct beschikbaar voor een adviesprijs van 149 euro.