📡 VHF Monitor RF Transmitter (TEMPEST / EMI Side-Channel Morse Generator)

Автор: TA1EEI (Efe Işık)
Версия: 1.2
Лицензия: MIT (Открытый исходный код / Образовательный и экспериментальный)

📰 Публикации и освещение в СМИ

• [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

📌 Обзор проекта

VHF Monitor RF Transmitter — это экспериментальный инструмент на базе браузера, который превращает обычный компьютерный монитор в короткодистанционный VHF-передатчик азбуки Морзе.

Примечательно, что этот проект работает без какого-либо радиооборудования, RF-передатчиков, SDR или внешних модемов. Управляя точным выводом пикселей на экран с помощью оптимизированного движка рендеринга HTML5 Canvas, он манипулирует внутренним блоком обработки видео (GPU/скалер) и интерфейсами передачи (HDMI/DisplayPort), излучая модулированные электромагнитные сигналы напрямую через побочные излучения (TEMPEST).

🔬 Глубокое погружение: физика и инженерия, стоящие за ЭМИ монитора

Современные видеотракты — это не чисто оптические системы; это высокоскоростная цифровая электроника, работающая на высоких частотах. Этот проект использует непреднамеренное электромагнитное излучение (ЭМИ) для передачи читаемых RF-сигналов.

1. Пиксельный тактовый генератор видео ($f_{\text{pixel}}$)

Для отображения стабильного изображения видеокарта непрерывно передает видеоданные на монитор кадр за кадром, строка за строкой. Базовая тактовая частота, управляющая этим потоком пикселей, известна как частота пиксельного тактового генератора ($f_{\text{pixel}}$).

Пиксельный тактовый генератор рассчитывается на основе общих размеров кадра (включая активную область отображения плюс горизонтальные и вертикальные интервалы гашения), умноженных на частоту обновления экрана:

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

Где:

• $H_{\text{total}} = H_{\text{active}} + H_{\text{blanking}}$ (общее количество пикселей по горизонтали)
• $V_{\text{total}} = V_{\text{active}} + V_{\text{blanking}}$ (общее количество строк по вертикали)
• $f_{\text{refresh}}$ = частота обновления экрана в Гц

Пример расчета (стандартный 1080p @ 60 Гц):

• Активное разрешение: $1920 \times 1080$
• Стандарт таймингов CEA-861: $H_{\text{total}} = 2200$, $V_{\text{total}} = 1125$
• Частота обновления: $60\text{ Гц}$ $$f_{\text{pixel}} = 2200 \times 1125 \times 60 = 148,500,000\text{ Гц} = 148.500\text{ МГц}$$

2. Высокочастотная модуляция паттерном

Когда экран отображает однородный черный или статичный фон, ток сигнала через видеокабель остается относительно равномерным.

Однако когда приложение отображает чередующийся паттерн $1 \times 1$ пиксель (чередующиеся черные #000000 и белые #FFFFFF пиксели рядом), каждый соседний тактовый цикл заставляет сериализатор интерфейса дисплея (TMDS или FRL в HDMI; Main Link Lanes в DisplayPort) быстро переключать свое состояние напряжения.

Это максимальное переключение состояний индуцирует сильное электромагнитное поле на точной частоте пиксельного тактового генератора (148.500 МГц), излучая RF-несущую волну в пространство.

3. CW (непрерывная волна) / AM-модуляция азбукой Морзе

Для кодирования читаемых данных в это электромагнитное излучение:

• Несущая ВКЛ (Mark): Приложение отображает высококонтрастный чередующийся пиксельный паттерн по всему холсту экрана. Сериализатор видеолинии колеблется с максимальной емкостью, излучая сильные RF-помехи.
• Несущая ВЫКЛ (Space): Холст мгновенно переключается на сплошной черный (#000000). Переходы тактового генератора падают до минимального фонового шума, обрушивая излучаемый RF-выход.

Синхронизируя переключения этих паттернов со стандартными длительностями элементов азбуки Морзе (Точки = 1 единица, Тире = 3 единицы), близлежащий радиоприемник улавливает слышимый CW/AM-тон.

🧮 Как рассчитываются целевые частоты

Различные разрешения монитора и частоты обновления создают различные основные частоты. Ниже приведены рассчитанные целевые частоты, обычно генерируемые таймингами дисплея:

Примечание о гармониках: Помимо основной частоты пиксельного тактового генератора, сильные вторичные и третичные гармоники также могут быть обнаружены на более высоких диапазонах ($2 \times f_{\text{pixel}}$, $3 \times f_{\text{pixel}}$).

🚀 Ключевые функции в версии 1.2

• 🌐 Автоматическое определение языка: Считывает navigator.language при запуске и автоматически локализует интерфейс на английский, турецкий, французский, немецкий, испанский или китайский.
• ⚡ Движок расчета частоты в реальном времени: Определяет разрешение и частоту обновления с помощью высокоточных таймеров (performance.now()) для динамического прогнозирования активной частоты передачи.
• 🛡️ Интерактивный оверлей безопасности и согласия: Содержит интерактивное стартовое модальное окно с предупреждениями о фотосенситивной эпилепсии и шагами настройки приемника.
• 🖥️ Динамическая оптимизация полноэкранного режима: Автоматически запрашивает полноэкранный режим при начале передачи для максимального увеличения площади экрана и повышения излучаемой RF-мощности.
• ⏱️ Ползунки точной настройки времени: Точная настройка длительности точек (50 мс – 300 мс) для регулировки скорости в словах в минуту (WPM).

⚙️ Настройка приемника и инструкции по оборудованию

Для прослушивания передач с помощью портативной радиостанции (например, Quansheng, Baofeng, Yaesu, Icom) или SDR (RTL-SDR, HackRF, Airspy):

1. Рассчитайте целевую частоту: Откройте приложение; оно отобразит обнаруженную целевую частоту (например, 148.500 МГц).
2. Установите частоту приемника: Настройте вашу радиостанцию/SDR точно на эту частоту.
3. Выберите режим радио: Переключите режим модуляции на AM, USB, CW или FM.
4. Отключите шумоподавитель: Установите Squelch на 0 (без приглушения, открытый статический шум).
5. Установите полосу пропускания: Выберите ШИРОКИЙ фильтр полосы пропускания приемника.
6. Размещение антенны: Держите антенну приемника непосредственно за монитором, как можно ближе к разъему HDMI или DisplayPort.

⚠️ Предупреждение о безопасности и юридическая ответственность

• Предупреждение об эпилепсии: Это приложение отображает высококонтрастные высокочастотные визуальные вспышки. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ, если вы или кто-то рядом страдает фотосенситивной эпилепсией или светочувствительностью.
• Соответствие и использование: Это программное обеспечение выпущено строго для образовательных исследований, экспериментов радиолюбителей и демонстраций побочных каналов TEMPEST. Пользователи принимают на себя всю юридическую и операционную ответственность за соблюдение местных норм регулирования RF.

📖 Цитирование

Если вы используете этот проект в своих исследованиях, академических работах или технических экспериментах, пожалуйста, цитируйте его следующим образом:

@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}
}