ESP32 Sniffer

このプロジェクトは Espressif IoT Development Framework (ESP-IDF) を使用しており、ESP-WROOM-32 モジュールおよび esp-idf v3.2 でテストされています。

プロジェクト全体（ESP32 ファームウェア、サーバー、GUI）の概要はこちらで確認できます。

このファームウェアは、Wi-Fi 接続を探しているスマートフォンが送信する Probe Request パケットをスニッフィングする目的で書かれています。スマートフォンで Wi-Fi 接続が有効になっていると、ブロードキャスト（すべてのチャネル周波数）でプローブリクエストメッセージを送信し、利用可能な Wi-Fi や既知の Wi-Fi（スマートフォンがその Wi-Fi のパスワードを知っている場合など）があるかどうかを問い合わせます。ESP32 はこれをスニッフィングし、さまざまな種類の情報を抽出します。

スニッフィングされた各パケットから以下の情報が取得されます：

• リクエストを送信したスマートフォンの MAC
• リクエストの送信先 Wi-Fi の SSID
• リクエストが送信されたタイムスタンプ
• 受信信号強度インジケーター (RSSI)
• シーケンス番号 (SN)
• HT Capabilities Info

1 分ごとに、これらの情報はサーバーに送信され、処理されます。最後に、処理された情報（スマートフォンのリアルタイム位置、スマートフォンの周波数など）を GUI を通じて確認できます。

デモ

目次

• ファームウェアの概要
• ESP-IDF 環境の設定
• 使用方法
• ファイル設定
  • 変数の設定
  • カスタマイズメニューの追加
• コンポーネント
• リソース

ファームウェアの概要

ファームウェアは 2 つの主要なスレッド/タスクで構成されています：

• Sniffer タスク

  • Probe Request パケットをスニッフィングし、上記の情報をファイルに保存します。

• Wi-Fi タスク

  • 1 分ごとに、Sniffer タスクによって保存された情報を取得し、サーバーに送信します。
  • ファイル内の I/O 操作のクリティカルセクションを管理するために lock が使用されます。

ESP32 は WIFI_MODE_APSTA モードに設定されています。つまり、"soft-AP and station control block" を作成し、"soft-AP and station" を起動します。これにより、ESP32 はデータ送信中にパケット情報を失うことなく、スニッフィングとサーバーへの情報送信を同時に行うことができます。

以下は、Probe Request に含まれる可能性のある情報フィールドの完全なリストです（出典 IEEE 802.11-2012）：

そして以下は、Wireshark でスニッフィングされたパケットで、各フィールドのビット数とパケット内での位置を確認できます：

ESP-IDF 環境の設定

このセクションは古くなっている可能性があります。詳細および ESP-IDF を始めるための最新ガイドについては、公式サイトを確認してください。

1. ツールチェーンのセットアップ

   • Windows
   • Linux
   • Mac OS

2. ESP-IDF を取得する

   アプリケーションをコンパイル・ビルドするためのプログラムを含むツールチェーンに加えて、ESP32 固有の API / ライブラリも必要です。

   cd ~/esp
   git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git
    
   

3. バージョン v3.x にチェックアウトする

   cd esp-idf
   git checkout release/v3.2
    
   

4. ESP-IDF へのパスを設定する

   ツールチェーンのプログラムは、IDF_PATH 環境変数を使用して ESP-IDF にアクセスします。 この変数はお使いの PC 上で設定する必要があり、設定しないとプロジェクトはビルドできません。

   • Windows
   • Linux & Mac OS

5. 必要な Python パッケージをインストールする

   python -m pip install --user -r $IDF_PATH/requirements.txt
   

使用方法

1. パスをエクスポートしたことを確認する

   export IDF_PATH=~/esp/esp-idf
   export PATH=$PATH:$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin
   

2. リポジトリをクローンする

   git clone https://github.com/ETS-PoliTO/esp32-sniffer.git
   cd esp32-sniffer
   

3. ESP32 と PC の間にシリアル接続を確立する

   make menuconfig
   

   Serial flasher config に移動し、次に Default serial port に移動して、ESP32 が接続されているポートを設定します

   ブリッジを使用している場合は、おそらくいくつかのドライバをダウンロードする必要があることに注意してください:

   • CP210x
   • FTDI

   こちらに、ESP32 と PC の間にシリアル接続を確立する方法のガイドがあります。

4. コードをビルドして ESP32 に書き込む

   make all && make flash
   

5. ログを確認する

   make monitor
   

ファイル設定

ファイル /main/Kconfig.projbuild には 2 つの異なるメニューが含まれています:

• SPIFFS (SPI Flash File System)

  SPIFFS パーティションに関するいくつかの重要な情報が含まれています:

  • SPIFFS ベースアドレス
  • SPIFFS サイズ
  • SPIFFS 論理ブロックサイズ
  • SPIFFS 論理ページサイズ

  SPIFFS は、ウェアレベリング、ファイルシステム整合性チェックなどをサポートするファイルシステムです。

• 設定

  さまざまな変数が含まれています:

  • ESP32_ID: ESP32 の ID
  • WIFI_SSID: WiFi の SSID (ネットワーク名)
  • WIFI_PASS: WiFi パスワード (WPA または WPA2)
  • BROKER_ADDR: MQTT ブローカーの IP
  • BROKER_PSW: MQTT ブローカーのパスワード
  • BROKER_PORT: MQTT ブローカーのポート
  • CHANNEL: ESP32 が PROBE REQUEST をスニッフィングするチャネル
  • SNIFFING_TIME: スニッフィングの時間
  • など...

変数の設定

上記の変数を設定するには:

1. プロジェクトフォルダ内でターミナルを開き、次を実行します

   make menuconfig 
   

2. 変更したいメニューを選択します

3. 変数を好きなように編集します

カスタムメニューの追加

異なる変数を持つ異なるメニューを追加することもできます:

1. Kconfig.projbuild を開きます

2. 新しいメニューを開始します

   menu YOUR_MENU_NAME
   

3. 必要な変数を追加します

4. メニューを終了します

   endmenu
   

コンポーネント

• SPIFFS

  パーティションテーブルを作成する必要があります。

  SPIFFS コンポーネント

• ESP32 MQTT

  ESP32 MQTT ライブラリが使用されています。

  MQTT ドキュメント

• MD5

  一意の識別子を取得するために、スニッフィングされたパケットに使用されるハッシュ関数。

リソース

• 使用されているデータ構造の例や情報を確認するには、公式の esp-idf git リポジトリ をご覧ください。
• Espressif IoT Development Framework の最新ドキュメントバージョン。
• 質問をしたりコミュニティリソースを見つけたりするには、ESP32 フォーラム をご利用ください。
• モジュール、名前空間、データ構造、ファイルを閲覧できる ESP32-IDF ドキュメント。

ESP32 がどのように動作するかを確認するには、このデモ 動画 もご覧ください。

セネカ

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