HackerBox 0047: Старая школа: 12 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Приветствуем хакеров HackerBox со всего мира! С HackerBox 0047 мы экспериментируем с клавиатурным интерфейсом для микроконтроллеров, генерацией видеосигнала VGA, старыми компьютерами с BASIC ROM, устройствами хранения microSD, инструментами locksport и загрузочными USB-накопителями Ubuntu Linux.

Это руководство содержит информацию для начала работы с HackerBox 0047, которую можно приобрести здесь, пока расходные материалы есть в наличии. Если вы хотите получать такой HackerBox прямо в свой почтовый ящик каждый месяц, пожалуйста, подпишитесь на HackerBoxes.com и присоединяйтесь к революции!

HackerBoxes - это ежемесячная абонентская абонентская служба для энтузиастов электроники и компьютерных технологий - Hardware Hackers - The Dreamers of Dreams.

Шаг 1. Список содержимого для HackerBox 0047

• Эксклюзивный комплект Old School VGA для ПК
• Два модуля Arduino Nano 5V 16MHz
• Комплект из 200 светодиодов в пластиковом ящике для хранения
• Алюминиевый флэш-накопитель USB 8 ГБ
• Карманный инструмент для замков 6-в-1
• Прецизионные кусачки
• Модуль прорыва MicroSD
• Устройство чтения MicroSD USB
• Два 40-контактных штекерных разъединителя
• Джемперы DuPont 10 см для женщин и женщин
• Наклейка Ubuntu Linux

Еще кое-что, что будет полезно:

• Паяльник, припой и основные паяльные инструменты
• Компьютер для работы программных средств
• Утилизированный монитор VGA (попробуйте на работе комиссионный магазин или старую кладовую)
• Клавиатура PS / 2 (попробуйте на работе комиссионный магазин или старую кладовку)

Самое главное, вам понадобится чувство приключений, хакерский дух, терпение и любопытство. Создание электроники и эксперименты с ней, хотя и приносят большие плоды, могут быть сложными, сложными и временами даже разочаровывающими. Цель - прогресс, а не совершенство. Когда вы упорствуете и наслаждаетесь приключениями, это хобби может принести большое удовлетворение. Делайте каждый шаг медленно, помните о деталях и не бойтесь просить о помощи.

В FAQ по HackerBoxes есть много информации для нынешних и потенциальных участников. Почти на все письма, не относящиеся к технической поддержке, которые мы получаем, там уже есть ответы, поэтому мы очень признательны за то, что вы уделили несколько минут чтению часто задаваемых вопросов.

Шаг 2: Locksport

Локспорт - это спорт или отдых, в котором нужно побеждать замки. Энтузиасты изучают множество навыков, включая взлом замков, взлом замков и другие методы, традиционно используемые слесарями и другими профессионалами в области безопасности. Энтузиасты Locksport с удовольствием учатся преодолевать все формы замков и с азартом собираются вместе в спортивные группы, чтобы делиться знаниями, обмениваться идеями и участвовать в различных развлекательных мероприятиях и соревнованиях.

Для хорошего введения ознакомьтесь с Руководством MIT по взлому замков.

Также посмотрите это видео и ознакомьтесь с замечательными ссылками в описании видео.

TOOOL (Открытая организация взломщиков) - это организация людей, которые занимаются хобби Locksport, а также знакомят своих членов и общественность с безопасностью (или ее отсутствием), обеспечиваемой общими замками. «Миссия TOOOL заключается в расширении знаний широкой общественности о замках и взломах. Изучая замки, сейфы и другое подобное оборудование и публично обсуждая наши открытия, мы надеемся раскрыть тайну, которой пронизаны многие из этих продуктов."

ЭТИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ:

Внимательно ознакомьтесь со строгим этическим кодексом TOOOL, который вкратце изложен в следующих трех правилах:

1. Никогда не взламывайте и не совершайте никаких манипуляций с целью открытия какого-либо замка, который вам не принадлежит, если только вы не получили явного разрешения от законного владельца замка.
2. Никогда не распространяйте знания или инструменты взлома замков среди людей, которых вы знаете или которых есть основания подозревать, что они попытаются использовать такие навыки или оборудование в преступных целях.
3. Помните о соответствующих законах, касающихся отмычек и связанного с ними оборудования в любой стране, штате или муниципалитете, где вы собираетесь заниматься взломом замков или любительским спортом.

Шаг 3. Обрежьте все отведения

При пайке всегда есть выводы под триммер. Не говоря уже о перерезании зеленого провода при обезвреживании опасного кинотеатра.

Используйте это средство при хорошем самочувствии. Обратите внимание на приведенные здесь предупреждения производителя о необходимости всегда носить защитные очки. Они не хотят, чтобы вы выкололи себе глаза. Мы тоже.

Шаг 4: Платформа микроконтроллеров Arduino Nano

Мы все любим Arduino Nano, и в этом месяце нам понадобятся два из них! Платы Arduino Nano, входящие в комплект, поставляются со штыревыми контактами, но не припаяны к модулям. Пока оставьте булавки отключенными. Выполните эти начальные тесты на обоих модулях Arduino Nano перед пайкой контактов разъема. Все, что вам нужно, это кабель microUSB и обе платы Arduino Nano в том виде, в каком они достаются из сумки.

Arduino Nano - это миниатюрная плата Arduino для поверхностного монтажа, удобная для макетирования, со встроенным USB. Это потрясающе полнофункциональная программа, которую легко взломать.

Функции:

• Микроконтроллер: Atmel ATmega328P
• Напряжение: 5 В
• Цифровые контакты ввода / вывода: 14 (6 ШИМ)
• Аналоговые входные контакты: 8
• Постоянный ток на контакт ввода / вывода: 40 мА
• Флэш-память: 32 КБ (2 КБ для загрузчика)
• SRAM: 2 КБ
• EEPROM: 1 КБ
• Тактовая частота: 16 МГц
• Размеры: 17 мм x 43 мм

Этот конкретный вариант Arduino Nano - это черный Robotdyn Nano. Он включает в себя встроенный порт MicroUSB, подключенный к микросхеме моста CH340G USB / Serial. Подробную информацию о CH340 (и драйверах, при необходимости) можно найти здесь.

Когда вы впервые подключаете Arduino Nano к USB-порту компьютера, должен загореться зеленый индикатор питания, а вскоре после этого синий индикатор должен начать медленно мигать. Это происходит потому, что в Nano предварительно загружена программа BLINK, которая работает на новом Arduino Nano.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: если у вас еще не установлена Arduino IDE, вы можете загрузить ее с Arduino.cc

Подключите Nano к кабелю MicroUSB, а другой конец кабеля к USB-порту компьютера. Запустите программу Arduino IDE. Выберите «Arduino Nano» в среде IDE в разделе «Инструменты»> «Плата» и «ATmega328P (старый загрузчик)» в разделе «Инструменты»> «Процессор». Выберите соответствующий USB-порт в разделе «Инструменты»> «Порт» (вероятно, это имя с «wchusb»).

Наконец, загрузите фрагмент кода примера: Файл-> Примеры-> Основы-> Blink.

Blink - это на самом деле код, который был предварительно загружен в Nano и должен работать прямо сейчас, чтобы медленно мигать синим светодиодом. Соответственно, если мы загрузим этот пример кода, ничего не изменится. Вместо этого давайте немного изменим код.

Присмотревшись, вы можете увидеть, что программа включает светодиод, ждет 1000 миллисекунд (одну секунду), выключает светодиод, ждет еще секунду, а затем делает все это снова - навсегда.

Измените код, изменив оба оператора «delay (1000)» на «delay (100)». Эта модификация заставит светодиод мигать в десять раз быстрее, не так ли?

Давайте загрузим измененный код в Nano, нажав кнопку ЗАГРУЗИТЬ (значок стрелки) прямо над измененным кодом. Посмотрите ниже код для информации о статусе: «компиляция», а затем «загрузка». В конце концов, в среде IDE должно появиться сообщение «Загрузка завершена», а светодиодный индикатор должен мигать быстрее.

Если да, то поздравляю! Вы только что взломали свой первый фрагмент встроенного кода.

После того, как ваша версия с быстрым миганием загружена и запущена, почему бы не посмотреть, можете ли вы снова изменить код, чтобы светодиод быстро мигал дважды, а затем подождал пару секунд перед повторением? Попробуйте! Как насчет других шаблонов? Как только вам удастся визуализировать желаемый результат, закодировать его и наблюдать, как он работает, как запланировано, вы сделали огромный шаг к тому, чтобы стать компетентным хакером оборудования.

Прежде чем паять что-либо к ним, протестируйте оба модуля Arduino Nano, загрузив на каждый специальную программу и убедившись, что она работает правильно.

Если вам нужна дополнительная вводная информация для работы в экосистеме Arduino, мы предлагаем ознакомиться с руководством для HackerBoxes Starter Workshop, которое включает несколько примеров и ссылку на учебник по Arduino в формате PDF.

Шаг 5: комплект для ПК Old School VGA

Комплектация Old School VGA PC Kit:

• Печатная плата Old School VGA PC
• Два модуля микроконтроллеров Arduino Nano
• Разъем HD15 VGA
• Разъем Mini-DIN PS / 2 для клавиатуры
• Два резистора на 68 Ом
• Два резистора 470 Ом
• Пьезо-зуммер

В течение следующих нескольких шагов вы соберете и изучите комплект Old School VGA PC Kit. Очевидно, для этого потребуется некоторая пайка. В Интернете есть много отличных руководств и видео по пайке (например). Если вы чувствуете, что вам нужна дополнительная помощь, попробуйте найти группу местных производителей или место для хакеров в вашем районе. Кроме того, радиолюбительские клубы всегда являются отличным источником знаний в области электроники.

Несколько примечаний по дизайну: рекомендуется, чтобы после установки обоих Nano подключать к USB-источнику питания только один из них, а не оба сразу. Точно так же оба Nano могут управлять зуммером со своего контакта A0. Всегда настраивайте только один из выводов A0 как выход, а не оба одновременно. Прямо под двумя микроконтроллерами находится ряд контактов ввода / вывода (заголовок J1) (назначение контактов см. На схеме). Нижний ряд (заголовок J2) - это просто «пространство для макета», и он не связан ни с чем на плате.

Шаг 6. ПК старой школы - клавиатура PS / 2

Чтобы протестировать интерфейс клавиатуры и библиотеку, сначала поместите на печатную плату только два элемента:

1. Главный MCU (Arduino Nano)
2. Разъем Mini-DIN PS / 2

Основному MCU требуются две длинные черные строки заголовка. Шестиконтактный разъем (2x3) не используется.

Установите библиотеку PS2Keyboard Поля Стоффрегена для Arduino.

В среде Arduino IDE откройте Файл> Примеры> PS2Keyboard> Simple_Test.

Из схемы печатной платы на предыдущем шаге вы можете видеть, что KBCLK находится на выводе D3 (а не на D5, как предполагается в примере), поэтому убедитесь, что для выводов, определенных в примерах, установлено значение:

const int DataPin = 8; const int IRQpin = 3;

Затем запрограммируйте этот код на главный MCU, подключите клавиатуру PS / 2, откройте последовательный монитор Arduino на скорости 9600 бит / с и начните вводить текст.

Демистификация кодов сканирования клавиатуры

Обратите внимание, что большинство старых USB-клавиатур представляют собой комбинированные клавиатуры USB и PS / 2 и могут использоваться с адаптером или перестраиваться для подключения к порту PS / 2. Эти клавиатуры с двойным интерфейсом обычно поставлялись с небольшим переходником USB-PS / 2. Однако новые USB-клавиатуры, которые не поставлялись с адаптером PS / 2, обычно не предоставляют сигналы PS / 2 и не будут работать с таким адаптером.

Шаг 7: ПК старой школы - видеовыход VGA

Припаяйте другой Arduino Nano (VIDEO MCU), четыре резистора (обратите внимание, что есть два разных значения), зуммер и разъем VGA. И снова шестиконтактный разъем (2x3) микроконтроллера не используется.

Установите библиотеку VGAX Сандро Маффиодо для Arduino. Подключите монитор VGA. Наслаждайтесь файлами примеров в разделе файл> примеры> VGAX

Репозиторий git для библиотеки VGAX содержит полезную образовательную информацию и ресурсы, в которых рассказывается, как скромный Arduino взломан для генерации видеосигнала VGA (ish).

Шаг 8: ПК старой школы - язык программирования BASIC

Эти блоки обработки клавиатуры, видео и микроконтроллера можно объединить в простой, но элегантный 8-битный компьютер VGA, поддерживающий язык программирования BASIC. Благодарим Роба Кая за то, что он собрал все вместе.

BASIC (Универсальный символьный код инструкций для начинающих) - это универсальный язык программирования высокого уровня, подчеркивающий простоту использования. Почти повсеместно домашние компьютеры 1980-х годов имели резидентный интерпретатор BASIC в ПЗУ, в который машины загружались напрямую. Эти олдскульные микросхемы включают в себя различные типы компьютеров Apple II, Commodore, TRS-80, Atari и Sinclair. (википедия)

Конструкции с двумя микроконтроллерами используют первый Arduino в качестве ОСНОВНОГО микроконтроллера, куда загружаются библиотеки клавиатуры TinyBasic Plus и PS2. Второй VIDEO MCU используется как генератор графического дисплея, на котором работает библиотека VGAX. VIDEO MCU может генерировать 4 цвета, 10 строк x 24 столбца символов ASCII.

Ввод / вывод Arduino можно напрямую управлять из программ BASIC. Как показано в этом видео, мигание светодиода вызывается несколькими программными строками. Код BASIC можно даже сохранить в EEPROM MCU.

КОД: наброски для обоих MCU и различные другие детали доступны в Руководстве Роба Кая для этого проекта.

ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРОГРАММИРОВАНИЮ: При программировании модулей MCU после того, как они находятся на печатной плате, иногда возникают проблемы, поскольку последовательные интерфейсы подключены и могут мешать программированию. Просто удерживайте кнопку сброса на главном MCU, пока USB-кабель программирует видео MCU, и наоборот, пока USB-кабель программирует главный MCU.

Шаг 9: Запустите Ubuntu Linux через USB-накопитель

Ubuntu - это бесплатный дистрибутив Linux с открытым исходным кодом, основанный на Debian. Ubuntu выпускается каждые шесть месяцев, а выпуски с долгосрочной поддержкой (LTS) - каждые два года. Ubuntu разработан Canonical и сообществом пользователей. Ubuntu назван в честь африканской философии убунту, которую Canonical переводит как «человечность для других» или «Я такой, какой я есть, потому что все мы». (википедия)

Почему бы не попробовать Ubuntu на USB-накопителе?

• Установите или обновите Ubuntu
• Протестируйте рабочий стол Ubuntu, не касаясь конфигурации ПК
• Загрузитесь в Ubuntu на взятой напрокат машине или из интернет-кафе.
• Используйте инструменты, установленные по умолчанию на USB-накопитель, для восстановления или исправления неисправной конфигурации.

Создать загрузочную флешку Ubuntu очень просто, особенно из самой Ubuntu. Здесь процесс состоит из нескольких шагов.

ВНИМАНИЕ! Возьмите за привычку никогда не доверять случайным USB-устройствам хранения данных. Да хоть тот, что в этой коробке. Никогда не разрешайте автоматический запуск чего-либо с неизвестного запоминающего устройства. Большинство операционных систем не допускают автозапуск как часть стандартных мер безопасности, но в Windows вам следует отключить автозапуск / автозапуск. Не запускайте и не открывайте ничего, что находится на запоминающем устройстве. Если вы хотите использовать запоминающее устройство, протрите его и переформатируйте.

Шаг 10: модуль прорыва MicroSD TF

В чем разница между TF-картой и MicroSD-картой? (источник)

Крошечное мобильное запоминающее устройство, известное как карта MicroSD, было впервые произведено корпорацией SanDisk под названием TransFlash еще в 2004 году, и в то время оно было представлено как самое маленькое устройство внешней памяти в мире. После успеха на рынке мобильных телефонов карта TransFlash была официально принята нынешним авторитетом в области цифровых хранилищ, Ассоциацией SD-карт, как часть цифрового устройства хранения третьей категории в официальном зонтике Secure Digital. Два других устройства - это MiniSD и карта памяти SD. В какой-то момент SanDisk Corporation изменила название устройства на MicroSD Card и начала производить то, что мы сейчас используем в качестве стандартной микросхемы памяти, для которой рассчитано большинство мобильных телефонов.

Обратите внимание, что устройства памяти MicroSD представляют собой устройства с напряжением 3,3 В, поэтому показанный здесь простой модуль коммутации следует использовать в системах с напряжением 3,3 В. Например, с микроконтроллерами на 3,3 В. Вы часто встретите в дикой природе экземпляры (пример один, пример два) проектов, которые просто вставляют сигналы ввода-вывода 5 В в карты MicroSD. Обычно они работают, если вы любите опасную жизнь, но они могут быть менее стабильными и даже могут повредить карту MicroSD. Более правильные / надежные решения для использования карт MicroSD с микроконтроллерами 5 В включают в себя переключатели уровня или сети делителей напряжения (оба обсуждаются здесь).

Шаг 11: зум Мандельброта - не упади

Изображения множества Мандельброта демонстрируют тщательно продуманную и бесконечно сложную границу, которая выявляет все более мелкие рекурсивные детали при увеличении увеличения. «Стиль» этой повторяющейся детали зависит от исследуемой области набора. Граница набора также включает уменьшенные версии основной формы, поэтому фрактальное свойство самоподобия применяется ко всему набору, а не только к его частям. Множество Мандельброта стало популярным за пределами математики как из-за своей эстетической привлекательности, так и в качестве примера сложной структуры, возникающей в результате применения простых правил. Это один из самых известных примеров математической визуализации и математической красоты. (википедия)

• инструмент ручного масштабирования
• так много кода
• рекурсия: n. см. рекурсию

Шаг 12: HackLife

Мы надеемся, что в этом месяце вы наслаждаетесь приключениями HackerBox в области электроники и компьютерных технологий. Сообщите о своем успехе в комментариях ниже или в группе HackerBoxes на Facebook. Также помните, что вы можете в любое время написать на [email protected], если у вас возникнут вопросы или вам понадобится помощь.

Что дальше? Присоединяйся к революции. Живите HackLife. Получайте классную коробку со взломанным оборудованием, которое доставляется прямо в ваш почтовый ящик каждый месяц. Зайдите на HackerBoxes.com и оформите ежемесячную подписку на HackerBox.