gr-tempest 2.0: Mejoras a la Implementación de Tempest en GNU Radio

Abstract

Las interfaces más utilizadas en la actualidad para la conexión de monitores y despliegue de imágenes en sistemas digitales son VGA y HDMI. Las señales transmitidas a través de ellos refieren a los valores de los pı́xeles en claro y las especificaciones de sus estándares son de público conocimiento, lo cual implica una brecha de seguridad en su transmisión: las emisiones electromagnéticas de los cables. Trabajos anteriores han ahondado en las consecuencias de este fenómeno y varias implementaciones demuestran la posibilidad de obtener información mediante el espionaje de esas emanaciones involuntarias. En 2014, el proyecto TempestSDR innova al incorporar técnicas de Radio Definida por Software (SDR) para su implementación, permitiendo rebajar significativamente los costos del hardware dada su capacidad de trasladar parte del procesamiento a software. Más recientemente, el trabajo original de gr-tempest implementa a mediados del 2020 un sistema de espionaje similar a TempestSDR sobre el framework GNU Radio, un software libre que provee mayor facilidad para mantener y extender el código. En la búsqueda de emular la operativa de TempestSDR, se alcanzó una versión operativa que logra interceptar las imágenes de monitores en la práctica, pudiendo identificar oportunidades de mejora en su funcionamiento. En este proyecto se diseñan e implementan los cambios requeridos para esas mejoras, modificando funcionalidades existentes y agregando nuevas. Se sustituye el módulo de sincronización horizontal por uno capaz de detectar los bordes tanto horizontales como verticales para centrar la imagen. Se reemplaza también la funcionalidad de cálculo del índice de interpolación para la corrección de muestreo, logrando solucionar algunos problemas de su operativa. Dos herramientas nuevas fueron añadidas. Por una lado, una función de inferencia de la resolución del monitor espiado, a realizar en una etapa previa para conocer los parámetros necesarios para el propio espionaje. Por el otro, ecualización de la imagen por dos métodos, afinando distintos detalles requeridos para una mejor percepción de la imagen. Finalmente, técnicas por software y por realimentación de hardware son implementadas para la optimización de la corrección de muestreo, buscando reducir los recursos computacionales dedicados a ese proceso. El resultado, junto con una implementación de hardware de radiofrecuencia diseñada para la resolución 1080p, consiste en un sistema capaz de espiar la imagen de monitores de esa resolución en tiempo real y a una tasa de 50 MSps, permitiendo incluso la aplicación de ecualización online durante ese espionaje.