📡 VHF-Monitor-RF-Sender (TEMPEST / EMI Seitenkanal-Morse-Generator)

Autor: TA1EEI (Efe Işık)
Version: 1.2
Lizenz: MIT (Open Source / Bildung & Experiment)

📰 Vorgestellt in & Medienberichterstattung

• [Hackaday] - Get Your Monitor Transmitting VHF With A Browser Tool
• [RTL-SDR.com] - An HTML Browser Page That Uses Display Pixel Clock EMI Leakage to Transmit VHF Morse Code

📌 Projektübersicht

Der VHF-Monitor-RF-Sender ist ein browserbasiertes experimentelles Werkzeug, das einen gewöhnlichen Computerbildschirm in einen VHF-Morse-Sender mit kurzer Reichweite verwandelt.

Bemerkenswerterweise arbeitet dieses Projekt ohne jegliche Funkhardware, RF-Sender, SDRs oder externe Modems. Durch die präzise Steuerung der Pixelausgabe auf Ihrem Bildschirm mithilfe einer optimierten HTML5-Canvas-Render-Engine manipuliert es die interne Videoverarbeitungseinheit (GPU/Scaler) des Displays sowie die Übertragungsschnittstellen (HDMI/DisplayPort), um modulierte elektromagnetische Signale direkt über Seitenkanal-Emissionen (TEMPEST) abzustrahlen.

🔬 Tiefer Einblick: Die Physik & Technik hinter Display-EMI

Moderne Videopipelines sind nicht rein optisch; sie sind hochfrequente digitale Elektronik, die mit hohen Frequenzen arbeitet. Dieses Projekt nutzt unbeabsichtigte elektromagnetische Strahlung (EMI), um lesbare HF-Signale auszusenden.

1. Der Video-Pixeltakt ($f_{\text{pixel}}$)

Um ein stabiles Bild anzuzeigen, schiebt eine Grafikkarte kontinuierlich Videodaten Frame für Frame und Zeile für Zeile an einen Monitor. Die Basistaktfrequenz, die diesen Pixelstrom steuert, ist als Pixeltaktfrequenz ($f_{\text{pixel}}$) bekannt.

Der Pixeltakt wird basierend auf den Gesamtrahmenabmessungen (einschließlich des aktiven Anzeigebereichs plus horizontaler und vertikaler Austastintervalle) multipliziert mit der Bildwiederholfrequenz berechnet:

$$f_{\text{pixel}} = H_{\text{total}} \times V_{\text{total}} \times f_{\text{refresh}}$$

Wobei:

• $H_{\text{total}} = H_{\text{active}} + H_{\text{blanking}}$ (Horizontale Gesamtpixel)
• $V_{\text{total}} = V_{\text{active}} + V_{\text{blanking}}$ (Vertikale Gesamtzeilen)
• $f_{\text{refresh}}$ = Bildwiederholfrequenz in Hz

Beispielrechnung (Standard 1080p @ 60Hz):

• Aktive Auflösung: $1920 \times 1080$
• CEA-861-Timing-Standard: $H_{\text{total}} = 2200$, $V_{\text{total}} = 1125$
• Bildwiederholfrequenz: $60\text{ Hz}$ $$f_{\text{pixel}} = 2200 \times 1125 \times 60 = 148.500.000\text{ Hz} = 148.500\text{ MHz}$$

2. Hochfrequente Muster-Modulation

Wenn der Bildschirm einen einfarbigen schwarzen oder statischen Hintergrund anzeigt, bleibt der Signalstrom über das Videokabel relativ gleichmäßig.

Wenn die Anwendung jedoch ein alternierendes $1 \times 1$-Pixelmuster rendert (abwechselnd schwarze #000000- und weiße #FFFFFF-Pixel nebeneinander), zwingt jeder benachbarte Taktzyklus den Serializer der Anzeigeschnittstelle (TMDS oder FRL bei HDMI; Main Link Lanes bei DisplayPort), seinen Spannungszustand schnell umzuschalten.

Dieses maximale Zustands-Umschalten induziert ein starkes elektromagnetisches Feld bei genau der Pixeltaktfrequenz (148.500 MHz) und sendet eine HF-Trägerwelle in den Raum.

3. CW (Continuous Wave) / AM-Morse-Modulation

Um lesbare Daten in diese elektromagnetische Strahlung zu kodieren:

• Träger EIN (Mark): Die Anwendung rendert ein kontrastreiches, alternierendes Pixelmuster über die gesamte Bildschirm-Canvas. Der Videozeilen-Serializer fluktuiert mit maximaler Kapazität und emittiert starke HF-Störungen.
• Träger AUS (Space): Die Canvas wechselt sofort zu einfarbigem Schwarz (#000000). Taktübergänge fallen auf ein minimales Grundrauschen zurück, wodurch die abgestrahlte HF-Leistung zusammenbricht.

Durch die zeitliche Abstimmung dieser Muster-Umschaltungen auf standardisierte Morse-Code-Elementlängen (Punkte = 1 Einheit, Striche = 3 Einheiten) empfängt ein nahegelegener Funkempfänger einen hörbaren CW/AM-Ton.

🧮 Wie Zielfrequenzen berechnet werden

Verschiedene Monitorauflösungen und Bildwiederholfrequenzen erzeugen unterschiedliche Grundfrequenzen. Nachfolgend sind berechnete Zielfrequenzen aufgeführt, die üblicherweise durch Display-Timings erzeugt werden:

Hinweis zu Oberwellen: Zusätzlich zur grundlegenden Pixeltaktfrequenz können auch starke zweite und dritte Oberwellen in höheren Bändern erkannt werden ($2 \times f_{\text{pixel}}$, $3 \times f_{\text{pixel}}$).

🚀 Hauptfunktionen in Version 1.2

• 🌐 Automatische mehrsprachige Erkennung: Liest navigator.language beim Start und lokalisiert die Benutzeroberfläche automatisch in Englisch, Türkisch, Französisch, Deutsch, Spanisch oder Chinesisch.
• ⚡ Live-Frequenzberechnungs-Engine: Ermittelt Auflösung und Bildwiederholfrequenz über hochauflösende Timer (performance.now()), um die aktive Übertragungsfrequenz dynamisch vorherzusagen.
• 🛡️ Interaktives Sicherheits- und Einwilligungs-Overlay: Enthält ein interaktives Startmodul mit Warnungen zu fotosensitiver Epilepsie und Schritten zum Empfänger-Setup.
• 🖥️ Dynamische Vollbild-Optimierung: Fordert beim Übertragungsstart automatisch den Vollbildmodus an, um die Bildschirmfläche zu maximieren und die abgestrahlte HF-Leistung zu erhöhen.
• ⏱️ Präzisions-Timing-Schieberegler: Feinabstimmung der Punktdauer (50 ms – 300 ms) zur Anpassung der Wörter-pro-Minute-Geschwindigkeit (WPM).

⚙️ Empfänger-Setup & Hardware-Anleitung

Um Übertragungen mit einem Handfunkgerät (z. B. Quansheng, Baofeng, Yaesu, Icom) oder einem SDR (RTL-SDR, HackRF, Airspy) zu empfangen:

1. Zielfrequenz berechnen: Öffnen Sie die App; sie zeigt Ihre erkannte Zielfrequenz an (z. B. 148.500 MHz).
2. Empfängerfrequenz einstellen: Stimmen Sie Ihr Funkgerät/SDR präzise auf diese Frequenz ab.
3. Funkmodus auswählen: Schalten Sie den Modulationsmodus auf AM, USB, CW oder FM.
4. Squelch deaktivieren: Stellen Sie Squelch auf 0 (stummgeschaltet, offenes Rauschen).
5. Bandbreite einstellen: Wählen Sie die Empfängerfilter-Bandbreite WIDE.
6. Antennenplatzierung: Halten Sie die Empfängerantenne direkt hinter Ihren Monitor, so nah wie möglich am HDMI- oder DisplayPort-Anschluss.

⚠️ Sicherheits- & Rechtshinweis

• Epilepsie-Warnung: Diese Anwendung rendert kontrastreiches, hochfrequentes visuelles Flackern. NICHT VERWENDEN, wenn Sie oder jemand in Ihrer Nähe unter fotosensitiver Epilepsie oder Lichtempfindlichkeit leidet.
• Konformität & Nutzung: Diese Software wird ausschließlich für Bildungsforschung, Amateurfunk-Experimente und TEMPEST-Seitenkanal-Demonstrationen veröffentlicht. Die Nutzer übernehmen die volle rechtliche und operative Verantwortung für die Einhaltung lokaler HF-Regulierungsstandards.

📖 Zitierung

Wenn Sie dieses Projekt in Ihrer Forschung, akademischen Arbeit oder technischen Experimenten verwenden, zitieren Sie es bitte wie folgt:

@software{isik2026vhf,
  author = {Isik, Efe},
  title = {VHF Monitor RF Transmitter: Browser-Based TEMPEST / EMI Side-Channel Morse Generator},
  year = {2026},
  publisher = {GitHub},
  journal = {GitHub repository},
  howpublished = {\url{[https://github.com/TA1EEI/vhf-morse-transmitter-monitor](https://github.com/TA1EEI/vhf-morse-transmitter-monitor)}},
  license = {MIT}
}