🛡️ Inicio · 📚 Clases · 🧭 Rutas · 📝 Autoevaluación · ✅ Progreso · 🎓 Certis

Clase 269 — Radio definida por software (SDR)

Parte: 13 — Seguridad móvil, IoT e inalámbrica · Fuente: Practical IoT Hacking (Chantzis et al.) y documentación de GNU Radio ⏱️ Duración estimada: 120 min · Nivel: Avanzado

🎯 Objetivo

Introducir la radio definida por software (SDR) como herramienta para descubrir, capturar y analizar señales inalámbricas más allá de WiFi y Bluetooth: mandos remotos sub-GHz, sensores ISM, telemetría y protocolos propietarios. El alumno aprenderá conceptos de RF (IQ, frecuencia, ancho de banda, modulación), capturará señales con un RTL-SDR/HackRF y las demodulará para entender su contenido, respetando siempre la legalidad del espectro.

⚠️ Nota ética y legal: recibir/escuchar puede estar restringido según jurisdicción; transmitir requiere licencia y equipo homologado. Practica solo con dispositivos propios y bandas permitidas, y nunca interfieras servicios ajenos. Muchos SDR económicos (RTL-SDR) solo reciben.

📚 Resultados de aprendizaje

Al finalizar, el alumno podrá:

Explicar conceptos de RF: muestras IQ, frecuencia central, ancho de banda y modulación.
Configurar un SDR (RTL-SDR/HackRF) con GQRX/SDR#.
Descubrir y localizar señales en el espectro (waterfall).
Capturar señales a fichero IQ para análisis offline.
Demodular señales simples (OOK/ASK, FSK) con GNU Radio o Universal Radio Hacker.
Analizar un protocolo sub-GHz de un dispositivo propio (p. ej. un mando).

🗺️ Temas

#	Tema	Por qué importa
1	Fundamentos de RF e IQ	Base para entender cualquier captura
2	Hardware SDR (RTL-SDR/HackRF)	Determina bandas y capacidades
3	Waterfall y descubrimiento	Localizar la señal objetivo
4	Modulaciones (OOK/ASK, FSK)	Elegir el demodulador correcto
5	Captura IQ	Análisis reproducible offline
6	GNU Radio y URH	Demodular y decodificar
7	Legalidad del espectro	Evita infracciones graves

📖 Definiciones y características

SDR: radio cuyo procesamiento se hace en software sobre muestras digitalizadas. Característica: flexible para muchas bandas y protocolos.
Muestras IQ: representación compleja (in-phase/quadrature) de la señal. Característica: contienen amplitud y fase para demodular cualquier esquema.
OOK/ASK: modulación por presencia/ausencia o amplitud de portadora, típica de mandos baratos. Característica: fácil de demodular visualmente.
FSK: modulación por desplazamiento de frecuencia. Característica: común en sensores y telemetría.
GNU Radio: framework de flujogramas para procesar señales. Característica: construye demoduladores por bloques.
Universal Radio Hacker (URH): herramienta que descubre, demodula y decodifica protocolos inalámbricos. Característica: acelera el análisis de tramas.

🧰 Herramientas y preparación

RTL-SDR (recepción, ~24–1766 MHz) o HackRF One (TX/RX 1 MHz–6 GHz, solo TX en laboratorio propio y bandas permitidas).
GQRX/SDR# para exploración, GNU Radio Companion y URH para análisis.

# Verificar el SDR
rtl_test -t                         # prueba del RTL-SDR
gqrx                                # exploración con waterfall

# Captura IQ desde línea de comandos
rtl_sdr -f 433920000 -s 2048000 -g 40 captura.iq

# Análisis con Universal Radio Hacker
urh

🧪 Laboratorio guiado

Conecta el SDR y verifica con rtl_test que funciona sin pérdidas de muestras.
Explora el espectro: en GQRX, sintoniza la banda ISM de 433 MHz y observa el waterfall mientras accionas un mando propio.
Localiza la señal: identifica la frecuencia central exacta de la ráfaga del mando.
Captura IQ: graba la transmisión con rtl_sdr o desde URH a la frecuencia adecuada.
Determina la modulación: en URH, visualiza la señal y decide si es OOK/ASK o FSK.
Demodula y decodifica: ajusta parámetros (samples/símbolo, umbral) hasta obtener los bits; identifica preámbulo y payload.
Interpreta el protocolo: compara varias pulsaciones para ver qué campos cambian (contador rolling code vs. código fijo).
Documenta frecuencia, modulación, tasa de símbolo y estructura de la trama.

✍️ Ejercicios

Identifica la frecuencia central de un mando propio con GQRX.
Captura tres pulsaciones del mismo botón a fichero IQ.
Clasifica la modulación observando la forma de onda en URH.
Decodifica los bits de la trama y localiza el preámbulo.
Compara pulsaciones para determinar si usa código fijo o rolling code.
Documenta los parámetros necesarios para reproducir la captura.

📝 Reto verificable

Captura y decodifica la señal de un dispositivo sub-GHz propio (mando de garaje viejo, estación meteorológica, sensor). Criterio de aceptación: entregas la frecuencia, la modulación y la tasa de símbolo correctas, y una decodificación de los bits del payload con identificación de al menos el preámbulo y un campo de datos. No se requiere ni se permite retransmitir señales.

⚠️ Errores comunes

Síntoma / mensaje	Causa y cómo arreglar
`rtl_test` reporta pérdidas	USB saturado o ganancia mal; baja el sample rate
No veo la señal en el waterfall	Frecuencia/ganancia incorrectas; ajusta y amplía el span
Demodulación da bits aleatorios	Samples/símbolo o umbral mal; recalíbralos en URH
Señal muy débil	Antena inadecuada; usa una sintonizada a la banda
Frecuencia ligeramente desviada	Error de PPM del SDR; calíbralo con `rtl_test -p`

❓ Preguntas frecuentes

❓ ¿Puedo capturar cualquier frecuencia con un RTL-SDR? No: cubre aproximadamente 24 MHz–1.7 GHz y solo recibe. Para bandas más altas o transmitir necesitas hardware como HackRF, siempre dentro de la ley.

❓ ¿Es legal escuchar señales de radio? Depende del país y de la banda. Escuchar tus propios dispositivos en bandas ISM suele ser aceptable; interceptar comunicaciones ajenas o transmitir sin licencia no lo es.

❓ ¿Qué es un rolling code y por qué importa? Un código que cambia en cada uso para evitar ataques de repetición; distinguirlo de un código fijo es clave al analizar mandos y sistemas de acceso.

🔗 Referencias

GNU Radio: https://www.gnuradio.org/
Universal Radio Hacker: https://github.com/jopohl/urh
RTL-SDR: https://www.rtl-sdr.com/ · GQRX: https://gqrx.dk/
Practical IoT Hacking, caps. de radio — Chantzis et al.

📥 Material descargable

📄 Guía en PDF — versión imprimible de esta clase.
🎞️ Presentación (PPTX) — deck para proyectar en clase.

⬅️ Clase anterior

Clase 268 — Análisis de hardware: UART, JTAG y SPI

➡️ Siguiente clase

Clase 270 — Ataques a RFID y NFC