DOSSIER – Analyse et sécurité d’une sonnette sans fil avec GNU Radio

Après avoir étudié le filtrage et le traitement de signaux simulés (voir ressource « Filtrage numérique avec GNU Radio : approche expérimentale » [1]), il est intéressant de se confronter à des signaux radio réels issus de systèmes du quotidien. Cette approche permet d’introduire concrètement plusieurs notions fondamentales de la radio logicielle moderne : représentation complexe des signaux, traitement en bande de base, analyse fréquentielle et démodulation numérique. Contrairement aux signaux purement réels manipulés habituellement en électronique ou en traitement analogique, les récepteurs SDR (Software Defined Radio) fournissent généralement des signaux complexes composés de deux voies : une composante en phase I et une composante en quadrature Q. Cette représentation, très présente dans les systèmes de communication modernes, permet de conserver simultanément les informations d’amplitude et de phase du signal reçu tout en simplifiant de nombreuses opérations de traitement numérique. L’objectif de cet article est de proposer une approche expérimentale et progressive de ces notions à l’aide de GNU Radio. Cet environnement graphique permet de construire facilement des chaînes de traitement tout en visualisant en temps réel les différentes étapes du traitement du signal. Chaque opération peut ainsi être isolée, observée et reliée directement aux concepts théoriques associés. Le support choisi ici est une sonnette sans fil fonctionnant dans la bande ISM 433 MHz. Ce type de dispositif utilise généralement une modulation simple de type OOK (On-Off Keying), particulièrement adaptée à une première approche de la démodulation radio. À partir du signal reçu par une clé SDR, nous montrerons comment observer le spectre, extraire l’enveloppe du signal, décoder les informations transmises puis reproduire l’émission à l’aide d’un émetteur SDR. Au-delà de l’aspect purement technique, ces expériences permettent également d’aborder certaines problématiques concrètes liées à la robustesse et à la sécurité des communications radio : rejeu de trames, sensibilité au brouillage et limites de certains protocoles radio simples encore présents dans des équipements grand public.