CCC datenspuren 2007

Transkript

1 Begrüßung Inhalt CCC datenspuren 2007 Milosch Meriac, Brita Meriac 6. Mai 2007

2 Inhalt Einleitung 1 Einleitung Begrüßung Inhalt 2 Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur 3 Historie & Durchführung Motivation & Umsetzung 4 Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung 5 & Links Begrüßung Inhalt

3 Einleitung Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur Sputnik Tag Milosch Meriac, Brita Meriac CCC datenspuren 2007

4 Sputnik Platinenlayout Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur

5 Sputnik Hardwareaufbau Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur reprogrammierbarer PIC16F684 Prozessor nrf24l01 2.4GHz Frontend für bidirektionale Kommunikation 2MBit halbduplex mit 2MHz Bandbreite (100 Kanäle)

6 Sputnik Hardwareaufbau Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur reprogrammierbarer PIC16F684 Prozessor nrf24l01 2.4GHz Frontend für bidirektionale Kommunikation 2MBit halbduplex mit 2MHz Bandbreite (100 Kanäle) CR2032 Knopfzelle als Stromversorgung Touchsensor für Interaktion

7 Sputnik Hardwareaufbau Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur reprogrammierbarer PIC16F684 Prozessor nrf24l01 2.4GHz Frontend für bidirektionale Kommunikation 2MBit halbduplex mit 2MHz Bandbreite (100 Kanäle) CR2032 Knopfzelle als Stromversorgung Touchsensor für Interaktion

8 Copyright 2006 by Milosch Meriac Einleitung Sputnik Schaltplan - Übersicht Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur A A B CCC Sputnik Active 2.4GHz RFID Tag U_CPU CPU.SchDoc IRQ MISO MOSI CE IRQ MISO MOSI CE U_RFB RFB.SchDoc IRQ MISO MOSI CE B CSN CSN CSN SCK SCK SCK VBAT BT1 P1 P2 M C 3V GND C Title Sputnik 2.4GHz RF-Beacon D Size Number Revision SIZE 1 - TOP v0.2 Date: Sheet No.: 1 / 3 D Licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.0 Germany License Designed By: Milosch Meriac Drawn By: Brita Meriac

9 C E Copyright 2006 by Milosch Meriac C E Einleitung Sputnik Schaltplan - Prozessor Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur A A GND C3 Cap 33pF 33pF C4 Cap 33pF 33pF VBAT C5 X kHz, 12pF 100nF GND B CE CSN GND CE CSN R10 300R GND C A LED1 VPP CE CSN U2 VDD RA5-T1CKI-OSC1-CLKIN RA4-AN3-/T1G-OSC2-CLKOUT RA3-/MCLR-VPP RC5-CCP1-P1A RC4-C2OUT-P1B RC3-AN7-P1C PIC16F VSS 13 RA0-AN0-C1INP-ICSPDAT-ULPWU 12 RA1-AN1-C1INM-VREF-ICSPCLK 11 RA2-AN2-T0CKI-INT-C1OUT 10 RC0-AN4-C2INP RC1-AN5-C2INM 9 8 RC2-AN6-P1D GND ICSPDAT ICSPCLK IRQ SCK MOSI MISO P1 VPP 1 VPP 2 VBAT VDD 3 GND GND 4 ICSPDAT 5 ICSPCLK 6 PGM PIC_ICSP R7 300R B MISO MISO C MOSI SCK IRQ MOSI SCK IRQ VBAT B R6 100K Q1 BC847 45V, 100mA B Q2 BC847 45V, 100mA C P2 Touch Switch GND Title Sputnik 2.4GHz RF-Beacon D Size Number Revision SIZE 2 - CPU v0.2 Date: Sheet No.: 2 / 3 D Licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.0 Germany License Designed By: Milosch Meriac Drawn By: Brita Meriac

10 COPYRIGHT Einleitung Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur Sputnik Schaltplan - 2.4GHz Frontend A A C10 GND B GND 33nF VBAT R8 22K, 1% GND GND B CE CSN SCK MOSI MISO IRQ CE CSN SCK MOSI MISO IRQ 1 15 CE VDD VBAT 2 14 CSN VSS GND 3 13 SCK ANT MOSI ANT MISO VDD_PA IRQ VDD VSS XC2 XC1 L2 3.9nH L1 8.2nH C11 1.5pF C12 1pF GND antenna VSS DVDD VDD VSS IREF U3 NRF24L01 C GND VBAT X1 L3 2.7nH C VBAT 49USMX 16MHz, 12pF R9 1M, 5% C13 100nF C14 100nF C15 100nF C6 22pF C7 22pF C8 2.2nF C9 4.7pF Title GND GND GND Sputnik 2.4GHz RF-Beacon D Size Number Revision SIZE 3 - RFB v0.2 Date: Sheet No.: 3 / 3 D Licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.0 Germany License Designed By: Milosch Meriac Drawn By: Brita Meriac

11 Sputnik Funktion Einleitung Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur Tag sendet ungefähr im 1.5-Sekunden-Takt Pakete aus - eine von der Tag-ID abgeleitete zufällige Wartezeit stellt eine Kollosionsvermeidung sicher Sendestärke variriert in 4 Stufen (n*0x55) über die Empfangswahrscheinlichkeit kann die Entfernung des Tags abgeschätzt werden. Jedes zweite Paket wird mit voller Sendestäke (0xFF) versendet alle Basisstationen leiten empfangene Pakete verzögerungsfrei per UDP an zentralen Server (Aggregator) weiter eine Positionsschätzung ist möglich, sobald Tag von mehreren Stationen empfangen wird

12 Sputnik Funktion Einleitung Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur Tag sendet ungefähr im 1.5-Sekunden-Takt Pakete aus - eine von der Tag-ID abgeleitete zufällige Wartezeit stellt eine Kollosionsvermeidung sicher Sendestärke variriert in 4 Stufen (n*0x55) über die Empfangswahrscheinlichkeit kann die Entfernung des Tags abgeschätzt werden. Jedes zweite Paket wird mit voller Sendestäke (0xFF) versendet alle Basisstationen leiten empfangene Pakete verzögerungsfrei per UDP an zentralen Server (Aggregator) weiter eine Positionsschätzung ist möglich, sobald Tag von mehreren Stationen empfangen wird

13 Sputnik Privacy Einleitung Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur aus Privacygründen und um Identitätsdiebstahl zu vermeiden wird jedes ausgesendete Paket mit XXTEA blockverschlüsselt (128 bit shared key) die verschlüsselten Pakete werden erst auf dem zentralen Server im Aggregator entschlüsselt Erfassung der Daten ist somit dem Aufsteller der Anlage vorbehalten, Sniffing ist wertlos, da die Pakete komplett verschlüsselt sind und dadurch keinen Rückschluß auf das Ursprungstag zulassen eine auch über Batteriewechsel konsistente Sequenznummer im Paket hilft Replay-Attacken zu vermeiden

14 Sputnik Privacy Einleitung Tag Hardware Tag Schaltplan Sputnik Funktion & Architektur aus Privacygründen und um Identitätsdiebstahl zu vermeiden wird jedes ausgesendete Paket mit XXTEA blockverschlüsselt (128 bit shared key) die verschlüsselten Pakete werden erst auf dem zentralen Server im Aggregator entschlüsselt Erfassung der Daten ist somit dem Aufsteller der Anlage vorbehalten, Sniffing ist wertlos, da die Pakete komplett verschlüsselt sind und dadurch keinen Rückschluß auf das Ursprungstag zulassen eine auch über Batteriewechsel konsistente Sequenznummer im Paket hilft Replay-Attacken zu vermeiden

15 Historie & Durchführung Motivation & Umsetzung Historie Idee für Pilgertracking in Mekka: Wegleitsysteme/Panikanalyse erste Planung für HOPE6, New York, Aug 2006 nicht realisiert aufgrund von Geldmangel des Veranstalters Planung im CCC ab Ende Okt Durchführung Tim Pritlove (Planung) Milosch & Brita Meriac (Idee, Planung, Hardware, Tag- und Reader Firmware, Software), Andy Green (Server Software, Aggregator), Harald Welte (Verbesserungen der Tag Firmware) Hannes Mehnert (Datenbank, Benutzerfrontend), Pavel Mayer/ART+COM (Visualisierung), Marten Suhr (3D-Modell des bcc) viele Helfer bei Montage, Flashen von 900 Tags, Frontend Software, Auf- und Abbau

16 Historie & Durchführung Motivation & Umsetzung Historie Idee für Pilgertracking in Mekka: Wegleitsysteme/Panikanalyse erste Planung für HOPE6, New York, Aug 2006 nicht realisiert aufgrund von Geldmangel des Veranstalters Planung im CCC ab Ende Okt Durchführung Tim Pritlove (Planung) Milosch & Brita Meriac (Idee, Planung, Hardware, Tag- und Reader Firmware, Software), Andy Green (Server Software, Aggregator), Harald Welte (Verbesserungen der Tag Firmware) Hannes Mehnert (Datenbank, Benutzerfrontend), Pavel Mayer/ART+COM (Visualisierung), Marten Suhr (3D-Modell des bcc) viele Helfer bei Montage, Flashen von 900 Tags, Frontend Software, Auf- und Abbau

17 Motivation & Umsetzung Historie & Durchführung Motivation & Umsetzung Motivation Erfahrung mit 2.4GHz Leiterplatten-Voodoo sammeln freies RFID Design für mehr Transparenz etablieren Möglichkeiten und Akzeptanzgrenzen der Überwachung und austesten Umsetzung 23 Basisstationen in Über-Kopf-Höhe auf drei Ebenen verteilt 900 Sputnik Tags zum Verkauf für je 10,-EUR

18 Motivation & Umsetzung Historie & Durchführung Motivation & Umsetzung Motivation Erfahrung mit 2.4GHz Leiterplatten-Voodoo sammeln freies RFID Design für mehr Transparenz etablieren Möglichkeiten und Akzeptanzgrenzen der Überwachung und austesten Umsetzung 23 Basisstationen in Über-Kopf-Höhe auf drei Ebenen verteilt 900 Sputnik Tags zum Verkauf für je 10,-EUR

19 Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Anzeige der Position aller Benutzer mit Tag-ID Interaktion des Träger mit dem System durch Taster auf Tag - Markierung der Avatare freiwillige Verknüpfung der Tag-ID mit Nickname durch optionale Registrierung

20 Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung

21 Datenspeicherung Einleitung Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung jeder überwacht jeden freier Zugang zu den Rohdaten für generische Auswertungen Erstellung von Bewegungsprofilen Statistik über Vorträge: Anzahl der Zuhöhrer, Fluktuation, Ähnlichkeiten von Benutzervorlieben Beziehungen von Personen, Gruppenbildung was schief gehen kann, geht schief ungewollte Anonymisierung der gespeicherten Daten durch Fehler in der Server Software: ID wurde nicht gespeichert.

22 Datenspeicherung Einleitung Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung jeder überwacht jeden freier Zugang zu den Rohdaten für generische Auswertungen Erstellung von Bewegungsprofilen Statistik über Vorträge: Anzahl der Zuhöhrer, Fluktuation, Ähnlichkeiten von Benutzervorlieben Beziehungen von Personen, Gruppenbildung was schief gehen kann, geht schief ungewollte Anonymisierung der gespeicherten Daten durch Fehler in der Server Software: ID wurde nicht gespeichert.

23 Tags über Zeit Einleitung Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Abbildung: Peter Meerwalds Auswertung (

24 Tags über Basisstationen Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Abbildung: Peter Meerwalds Auswertung (

25 Andy Greens Webfrontend Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Abbildung: empfangene Entfernung eines einzelnen Tags auf dem 23C3

26 Andy Greens Webfrontend Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Abbildung: unsere Wohnung - grafische Lösung der Positionsschätzung

27 Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Do-it-yourself-Überwachung: Reaktionen Erfahrungen mit freiwilliger Überwachung Ausverkauf der 900 Sputnik Tags große Neugierde positive Erwartungen Spieltrieb geweckt Akzeptanz durch Transparenz offenes Design blinkende LED zeigt Sendehäufigkeit Basisstation offen sichtbar Ausschalten der Tags durch Batterie herausnehmen Wiedervervendbarkeit (Chaos Camp!) Hackvalue (bidirektionale Funktion der Tags)

28 Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Do-it-yourself-Überwachung: Reaktionen Erfahrungen mit freiwilliger Überwachung Ausverkauf der 900 Sputnik Tags große Neugierde positive Erwartungen Spieltrieb geweckt Akzeptanz durch Transparenz offenes Design blinkende LED zeigt Sendehäufigkeit Basisstation offen sichtbar Ausschalten der Tags durch Batterie herausnehmen Wiedervervendbarkeit (Chaos Camp!) Hackvalue (bidirektionale Funktion der Tags)

29 Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Do-it-yourself-Überwachung: Fragen Fragen, die uns gestellt wurden wo kann man die Daten runterladen? Auswertung der gesammelten Daten wie genau ist die Ortung/Positionierung? sind Basisstationen außerhalb des BCC? ist die 2.4GHz Strahlung gesundheitsschädlich? ist das Tag waschbar ;-)? Fragen, die uns nicht gestellt wurden nur wenige haben sich für die Technik interessiert während des Kongress gab es keine Hacks mit der Firmware

30 Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Do-it-yourself-Überwachung: Fragen Fragen, die uns gestellt wurden wo kann man die Daten runterladen? Auswertung der gesammelten Daten wie genau ist die Ortung/Positionierung? sind Basisstationen außerhalb des BCC? ist die 2.4GHz Strahlung gesundheitsschädlich? ist das Tag waschbar ;-)? Fragen, die uns nicht gestellt wurden nur wenige haben sich für die Technik interessiert während des Kongress gab es keine Hacks mit der Firmware

31 Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Einsatz Uni Passau FH Dortmund CCC Ulm Metalab Wien Anfragen für Projekte Zeiterfassung z.b. für Radrennen Securityanwendung in Kombination mit Infrarotmelder Bühnensteuerung für Ballett

32 Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Einsatz Uni Passau FH Dortmund CCC Ulm Metalab Wien Anfragen für Projekte Zeiterfassung z.b. für Radrennen Securityanwendung in Kombination mit Infrarotmelder Bühnensteuerung für Ballett Angedachte Erweiterungen RGB LEDs, Piezolautsprecher, Mikrofone zur Erkennung von Sprachaktivität, 3D-Bewegungssensoren, Temperatursensoren

33 Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Einsatz Uni Passau FH Dortmund CCC Ulm Metalab Wien Anfragen für Projekte Zeiterfassung z.b. für Radrennen Securityanwendung in Kombination mit Infrarotmelder Bühnensteuerung für Ballett Angedachte Erweiterungen RGB LEDs, Piezolautsprecher, Mikrofone zur Erkennung von Sprachaktivität, 3D-Bewegungssensoren, Temperatursensoren

34 Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Weiterentwicklung: Power Over Ethernet Abbildung: früher Netzteile im Serverschrank / jetzt PoE 802.3af

35 Datenspeicherung Do-it-yourself-Überwachung Einsatz und Weiterentwicklung Weiterentwicklung: USB Abbildung: Autarke Basisstation mit USB-Device Port

36 & Links & Links Überwachung wird akzeptiert wenn... Links... die Überwachung einen direkten Nutzen bietet... man die freie Entscheidung über das Wann & Wo hat... man sich sicher sein kann, wer überwacht wird und was mit den Daten passiert Freies 13.56MHz RFID reader/writer design:

37 & Links & Links Überwachung wird akzeptiert wenn... Links... die Überwachung einen direkten Nutzen bietet... man die freie Entscheidung über das Wann & Wo hat... man sich sicher sein kann, wer überwacht wird und was mit den Daten passiert Freies 13.56MHz RFID reader/writer design: