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APC USV mit Raspberry überwacht

Auch ein Projekt, das ich schon lange umsetzen wollte: ich möchte eine USV installieren, um bei einem Stromausfall die Netzwerkverbindungen (Internet!) über Funkfeuer aufrecht zu halten. Es sollen

  • das Funkfeuer-Equipment am Dach,
  • mein Switch,
  • der Router
  • und ein Access Point

abgesichert werden.

Die Anforderungen an die Leistung sind also recht gering (jedenfalls weit unter 100W), daher dachte ich mir, dass eine günstigere USV ausreichen müsste.

Gleichzeitig habe ich nicht die Anforderung, dass ein Server oder NAS bei einem Stromausfall heruntergefahren werden muss. Es handelt sich rein um Netzwerkgeräte, die einfach abgeschaltet werden können sobald die Akkus leer sind und auch wieder zuverlässig starten sobald sie wieder Strom erhalten.

Ich habe also die APC Backup-UPS ES 700 mit 700 VA um weniger als € 90,- gekauft.

Die wesentlichen Entscheidungspunkte waren:

  • namhafter Hersteller,
  • ausreichend Kapazität (700 VA),
  • Schuko-Steckdosen in ausreichender Anzahl,
  • ausgesprochen preiswert und
  • last but not least: sie kann über ein USB-Kabel überwacht werden und ist kompatibel zu gängigen Standards.

Inbetriebnahme

Die USV war rasch in Betrieb genommen. Es muss nur ein Kabel an die Batterie im Batteriefach angeschlossen werden und dann steckt man die USV an die Steckdose. Fertig!

Über zwei LEDs (grün und rot) signalisiert die USV den Zustand und mögliche Defekte.

Überwachung

Es wäre nicht meine Art, die USV einfach vor sich hinlaufen zu lassen und darauf zu hoffen, dass alles in Ordnung ist. Es müssen also eine Überwachung der Funktion sowie ein paar Statistiken her.

Die Daten kann man von der USV über USB abrufen. Server habe ich keinen in der Nähe, also habe ich mich entschieden einen Raspberry Pi der ersten Generation (der schon einige Monate ohne Auftrag herumkugelt) für diese Funktion einzusetzen.

apcupsd auf Raspberry Pi

Als Basissystem habe ich Debian Jessie in der Minimalinstallation (ohne grafischer Oberfläche) gewählt. Mittels

apt-get install apcupsd

ist der Daemon schnell installiert.

Zwei Konfigurationsdateien müssen dann noch angepasst werden:

Die hauptsächliche Konfiguration wird in der Datei /etc/apcupsd/apcupsd.conf vorgenommen. Ich habe nur folgende Zeilen angepasst:

UPSCABLE usb
UPSTYPE usb
DEVICE

Die Zeile „DEVICE“ bleibt bewusst ohne weitere Angabe. Das ist beim USBTYPE „usb“ so vorgesehen. Damit wird die USV automatisch erkannt.

In der Datei /etc/default/apcupsd muss ISCONFIGURED auf „yes“ gesetzt werden, damit der Dienst (beim Booten) startet.

ISCONFIGURED=yes

Nach dem Aufruf von“service apcupsd start“ startet der Daemon.

Mittels „apcaccess status“ kann auch sofort der Status der USV abgerufen werden:

pi@upsberry:~ $ apcaccess status
APC      : 001,035,0906
DATE     : 2016-12-30 14:58:11 +0100
HOSTNAME : upsberry
VERSION  : 3.14.12 (29 March 2014) debian
UPSNAME  : upsberry
CABLE    : USB Cable
DRIVER   : USB UPS Driver
UPSMODE  : Stand Alone
STARTTIME: 2016-12-30 10:53:17 +0100
MODEL    : Back-UPS ES 700G
STATUS   : ONLINE
LINEV    : 228.0 Volts
LOADPCT  : 0.0 Percent
BCHARGE  : 100.0 Percent
TIMELEFT : 38.4 Minutes
MBATTCHG : 5 Percent
MINTIMEL : 3 Minutes
MAXTIME  : 0 Seconds
SENSE    : Medium
LOTRANS  : 180.0 Volts
HITRANS  : 266.0 Volts
ALARMDEL : 30 Seconds
BATTV    : 13.5 Volts
LASTXFER : Unacceptable line voltage changes
NUMXFERS : 1
XONBATT  : 2016-12-30 10:56:54 +0100
TONBATT  : 0 Seconds
CUMONBATT: 53 Seconds
XOFFBATT : 2016-12-30 10:57:47 +0100
STATFLAG : 0x05000008
SERIALNO : 5B16xxx
BATTDATE : 2016-08-05
NOMINV   : 230 Volts
NOMBATTV : 12.0 Volts
FIRMWARE : 871.O4 .I USB FW:O4
END APC  : 2016-12-30 14:58:53 +0100

Alarmierung per Email

Beispiel einer Email-Benachrichtigung nach Ausfall der Netzspannung

Wie beschrieben benötige ich keine weiteren Maßnahmen bei einem Stromausfall. Es muss also kein Server oder NAS runtergefahren werden. Ich möchte aber schon ein Email erhalten, das mir eine Statusänderung mitteilt.

In meinem Fall habe ich einen lokalen Mailserver installiert, der die Emails direkt zustellt (ohne Smarthost bzw. nicht über einen anderen SMTP-Server).

apt-get install sendmail

Um den Emailversand zu aktivieren, gehören zwei Zeilen in der /etc/apcupsd/apccontrol angepasst:

export SYSADMIN=stefan@schultheis.at
export APCUPSD_MAIL="/usr/sbin/sendmail"

Nach dem Neustart des apcupsd habe ich die USV von der Stromversorgung getrennt und kurz darauf ein Email mit der Warnmeldung „UPS Power Failure!!!“ erhalten.

Webinterface

upsstats.cgi

Für die Anzeige von Statistiken am Webinterface gibt es vier CGIs:

  • multimon.cgi: hier wird übersichtlich der Status angezeigt. Das ist vor allem sinnvoll, wenn mehrere USVs von einem Daemon überwacht werden sollen:
    apcupsd multimon.cgi – alles OK

    apcupsd multimon.cgi – Ausfall der Stromversorgung
  • upsstats.cgi: detaillierte Statistik zu einer USV (siehe Screenshot oben)
  • upsfstats.cgi: textbasierter Output, wie beim CLI Tool „apcaccess status“ (siehe oben)
  • upsimage.cgi: hat bei mir nicht funktioniert

Installiert ist das Ganze recht einfach:

apt-get install apcupsd-cgi apache2
a2enmod cgi

Hiermit wird ein Apache Webserver installiert (falls nicht schon vorhanden) und die CGIs im Verzeichnis /usr/lib/cgi-bin/ hinterlegt. Über das a2enmod-Kommando wird CGI am Webserver aktiviert.

Ab sofort kann man mit dem Webbrowser die Statistiken zur USV abrufen. Da der Webserver nur vom internen LAN (nicht im Internet) erreichbar ist und auch auf dem Server keine weiteren Dienste laufen, habe ich mir die index.html im /var/www/html-Verzeichnis mit folgenden Einträgen überschrieben, um die CGIs gemütlich aufrufen zu können:

<title>APC USV Vorzimmer</title>
<body>
<a href="/cgi-bin/apcupsd/multimon.cgi">
apcupsd MultiMon
</a><br>
<a href="/cgi-bin/apcupsd/upsstats.cgi">
apcupsd Stats
</a><br>
<a href="/cgi-bin/apcupsd/upsfstats.cgi">
apcupsd fStats
</a><br>
<a href="/cgi-bin/apcupsd/upsimage.cgi">
(apcupsd Image)
</a>
</body>

 

Wieso wird mein/e … gehackt?

Ich werde das sehr oft gefragt, daher ist es mir einen Beitrag wert:
„Wieso wurde mein/e … gehackt? Was hat der/die Hacker/in davon? Es ist ja nur ein kleines Gerät im Internet!“

Vor allem aufgrund eines Vorfalls mit Antennen von Uniquiti, die Mitte Mai massenhaft gehackt wurden und mich dazu bewegt haben, einen Blogbeitag zu verfassen, der mittlerweile zu den Meistgelesenen auf dieser Webseite gehört, wurde ich das gefragt.

Die Antwort ist eigentlich ganz einfach, aber schwierig kurz und prägnant zu erklären.

Viele dieser „kleinen“ Geräte, die da gehackt werden – egal ob Antenne, Router, Smartphones oder andere – besitzen ein mächtiges Betriebssystem, und das kann dem Zweck des Hackers nutzen. Es geht also nicht darum, das Gerät vom Netz zu trennen oder die Funktion einzuschränken: es geht darum, Zugrif auf das Gerät zu erlangen und dieses künftig für eigene Zwecke (mit) zu nutzen.

Oft wird die ursprüngliche Funktion des Geräts gar nicht beeinträchtigt – sonst würden die Besitzer ja merken, dass sie gehackt wurden und danach streben, die schadhafte Software zu entfernen. Ist doch praktischer, wenn’s keiner merkt…

Die Geräte werden oft so umprogrammiert (bzw. wird zusätzlich Software installiert), sodass sie auf Arbeitsaufträge („Kommandos“) aus dem Internet horchen und diese dann ausführen. Sie sind dann an sogenannte „Command and Control“-Systeme/-Server angebunden.

Das klingt jetzt noch nicht mächtig, aber wenn man berücksichtigt, dass hunderttausende solcher Geräte, über die Welt verteilt, an so einem System teilhaben, wird klarer, welches Potenzial dadurch entsteht.

Dieses Thema wird sich meiner Einschätzung nach im Zukunft noch zuspitzen: es werden immer mehr Geräte werden ans Internet angebunden und diese werden auch immer leistungsfähiger. Dadurch eignen sie sich immer mehr für solche Aktionen… Man nennt das auch die Ära des Internet of Things (IoT), auf die wir uns rasant zubewegen.

Was kann man dagegen tun? Ein wesentlicher Tipp ist bestimmt, möglichst aktuelle Updates einzuspielen, die häufig Sicherheitslücken beheben, mit denen Angreifer überhaupt die Möglichkeiten bekommen, Zugang zum Gerät zu erlangen und Schadsoftware aufzuspielen. Ansonsten rate ich weiterhin dazu, bewusster zu überlegen, ob wirklich alle Geräte ans Internet angebunden sein müssen bzw. Zugriff darauf haben müssen. Reicht es nicht, wenn zB. Elemente einer Hausautomatisierung mit der Zentrale kommunizieren können? Muss denn jedes Gerät uneingeschränkt mit dem Internet Daten austauschen können?

Mich hat ein aktuelles Ereignis (auch hier sehr gut beschrieben) zu diesem Beitrag inspiriert, außerdem wird dieses Thema nun auch von den Medien verstärkt aufgegriffen und verstanden. In diesem Fall haben hunderttausende Geräte die Kapazität ihrer Internetanbindung genutzt, um die Anbindungen und Bandbreiten großer Webportale lahmzulegen. Das nennt man eine Distributed Denial of Service-Attacke.

APRS: Telemetriedaten vom Raspberry Pi 2 mit pymultimonaprs übertragen

Im vorigen Artikel habe ich beschrieben, wie ich pymultimonaprs auf einem Raspberry Pi 2 konfiguriert habe.

Nun möchte ich in der Status-Zeile ein paar Telemetriedaten übermitteln, die vom Raspberry ausgelesen werden. Konkret sind das:

  • Core Temperatur
  • Core Spannung
  • Core Spannung der SDRAM_p
  • Clock Speeds von Core und ARM

Dazu habe ich ein Script erstellt, das alle 5 Minuten über cron gestartet wird und die vollständige Status-Zeile in der Datei /tmp/aprs-telemetrie.txt hinterlegt. pymultimonaprs versendet dann den Inhalt dieser Datei als Statusmeldung.

Dieses Script (abgelegt als /home/pi/aprs-telemetrie.sh) liest die Werte aus und erstellt die Datei:

#!/bin/bash
echo "Raspberry Pi 2 mit RTL Stick core_temp="`vcgencmd measure_temp | awk -F'=' '{print $2}'\
`" core_volt="`vcgencmd measure_volts core | awk -F'=' '{print $2}'`\
" sdram_p_volt="`vcgencmd measure_volts sdram_p | awk -F'=' '{print $2}'`\
" core_clock="`vcgencmd measure_clock core | awk -F'=' '{print $2}'`\
" arm_clock="`vcgencmd measure_clock arm | awk -F'=' '{print $2}'` > /tmp/aprs-telemetrie.txt

Die Datei sieht nun so aus:

pi@roofpi ~ $ cat /tmp/aprs-telemetrie.txt 
Raspberry Pi 2 mit RTL Stick core_temp=26.1'C core_volt=1.2000V sdram_p_volt=1.2250V core_clock=250000000 arm_clock=600000000

Den Cron-Job habe ich so erstellt:

*/5 * * * *   root    /home/pi/aprs-telemetrie.sh

Nun habe ich folgende Einträge in der mymultimonaprs-Konfigurationsdatei /etc/pymultimonaprs.json geändert:

        "status": {
            "text": false,
            "file": "/tmp/aprs-telemetrie.txt"
        },

Nach einem Neustart von pymultimonaprs mittels

/etc/init.d/pymultimonaprs restart

hat das sofort geklappt:

Jan  2 13:17:40 roofpi pymultimonaprs: connecting... 95.155.111.242:14580
Jan  2 13:17:40 roofpi pymultimonaprs: connected
Jan  2 13:17:40 roofpi pymultimonaprs: # aprsc 2.0.14-g28c5a6a
Jan  2 13:17:40 roofpi pymultimonaprs: login OE1SCS-10 (PyMultimonAPRS 1.2.0)
Jan  2 13:17:40 roofpi pymultimonaprs: # logresp OE1SCS-10 verified, server T2KRAKOW
Jan  2 13:17:40 roofpi pymultimonaprs: sending: OE1SCS-10>APRS,TCPIP*:=4811.4 N/01623.2 E-RXonly APRS iGate
Jan  2 13:17:40 roofpi pymultimonaprs: sending: OE1SCS-10>APRS,TCPIP*:>Raspberry Pi 2 mit RTL Stick core_temp=25.6'C core_volt=1.2000V sdram_p_volt=1.2250V core_clock=250000000 arm_clock=600000000

 

APRS iGate über HAMnet mit pymultimonaprs

Seit kurzem habe ich bei mir im 3. Wiener Gemeindebezirk am Dach meines Wohnhauses (ca. 8. Stock) – unter anderem – folgendes Equipment installiert:

IMG_4834Der Raspberry und DVB-T-Stick sind in einem Outdoor-Gehäuse verbaut.

Mit diesem Setup möchte ich einen APRS iGate realisieren, also eine Konfiguration, mit der APRS-Pakete auf der europäischen APRS-Frequenz 144.800 MHz empfangen und dann weitergeleitet werden. Die Weiterleitung soll primär über HAMnet erfolgen und nur im Fehlerfall oder bei nicht-Verfügbarkeit meiner HAMnet-Anbindung direkt ans einen APRS-IS-Tier2-Server (vgl. http://www.aprs2.net/)  ins Internet übertragen werden.

Voraussetzung

Als Voraussetzung sollte die RTL-SDR-Software und Treiber am Raspberry bereits installiert sein. Der Vorgang ist unter anderem hier beschrieben: http://thardes.de/raspberry-pi-als-sdr-server/

Weiters habe ich mittels GSM-Netz den Raspberry kalibriert und so die Ungenauigkeit meines Sticks festgestellt: 26 ppm. (vgl. ua. http://www.rtl-sdr.com/how-to-calibrate-rtl-sdr-using-kalibrate-rtl-on-linux/)

Installation

Die iGate-Software pymultimonaprs installiere und hole ich von GIT:

cd ~
sudo apt-get install python2.7 python-pkg-resources
git clone https://github.com/asdil12/pymultimonaprs.git
cd pymultimonaprs
sudo python2 setup.py install

Ich erstelle ein Startscript:

sudo cp pymultimonaprs.init /etc/init.d/pymultimonaprs
sudo chmod +x /etc/init.d/pymultimonaprs
sudo update-rc.d pymultimonaprs defaults

Um in das APRS-IS-Netzwerk Pakete zu übertragen, ist ein Passwort erforderlich, das sich aus dem Call ableitet und errechnet werden muss:

cd ~/pymultimonaprs
./keygen.py CALLSIGN
Key for CALLSIGN: 31983

Konfiguration

Nun passe ich die Konfigurationsdatei /etc/pymultimonaprs.json an. Fertig konfiguriert sieht sie so aus:

{
        "callsign": "OE1SCS-10",
        "passcode": "20123",
        "gateway": [
                "aprs.oe2xzr.ampr.at:14580", "44.143.40.90:14580",
                "aprs.oe1.ampr.at:14580", "44.143.10.90:14580",
                "aprs.oe6xrr.at.ampr.org:14580", "44.143.153.50:14580",
                "aprs.oe7xgr.ampr.at:14580", "44.143.168.68:14580",
                "44.225.41.232:14580",
                "44.225.42.181:14580",
                "euro.aprs2.net:14580"],
        "append_callsign": true,
        "source": "rtl",
        "rtl": {
                "freq": 144.800,
                "ppm": 26,
                "gain": 46,
                "offset_tuning": false,
                "device_index": 0
        },
        "alsa": {
                "device": "default"
        },
        "beacon": {
                "lat": 48.19060,
                "lng": 16.38670,
                "table": "/",
                "symbol": "-",
                "comment": "RXonly APRS iGate",
                "status": {
                        "text": "Raspberry Pi mit RTL Stick",
                        "file": false
                },
                "weather": false,
                "send_every": 1800,
                "ambiguity": 1
        }
}

Ich habe für meinen Call OE1SCS den Suffix -10, auch SSID genannt, gewählt, der lt. APRS SSID-Erklärung für „internet, Igates, echolink, winlink, AVRS, APRN, etc“ gedacht ist.

Im Eintrag „gateway“ habe ich eine Liste an APRS-IS Gateways eingetragen. Die Liste wird bei jedem Neustart von pymultimonaprs vom ersten Eintrag neu abgearbeitet. Ich habe also die Gateways, die ich bevorzuge, an den Anfang geschrieben. Die meisten iGates besitzen sprechende DNS-Namen. Ich will jedoch nicht von einem funktionierenden DNS-Dienst abhängig sein, daher trage ich die IP-Adressen ein. Damit dort nicht nur kryptische HAMnet-IP-Adressen (beginnen mit 44.) stehen habe, habe ich in der gleichen Zeile den DNS-Namen zusätzlich hinterlegt, zB.:
„aprs.oe2xzr.ampr.at:14580“, „44.143.40.90:14580“

Der Dienst versucht 120 Sekunden die APRS-iGates zu erreichen. Nach 120 Sekunden meldet er ein Timeout und probiert den nächsten iGate. Sollte das Netzwerk nicht verfügbar sein oder der iGate-Server am eingestellten Port nicht antworten, wartet pymultimonaprs das Timeout nicht ab, sondern probiert unmittelbar den nächsten iGate in der Liste.

Hier ein Beispiel aus meinem Logfile:

Jan  2 10:53:42 roofpi pymultimonaprs: connecting... 44.225.42.181:14580
Jan  2 10:53:42 roofpi pymultimonaprs: Error when connecting to 44.225.42.181:14580: '[Errno 101] Network is unreachable'
Jan  2 10:53:51 roofpi pymultimonaprs: connecting... 78.47.75.201:14580
Jan  2 10:53:51 roofpi pymultimonaprs: connected
Jan  2 10:53:51 roofpi pymultimonaprs: # aprsc 2.0.18-ge7666c5
Jan  2 10:53:51 roofpi pymultimonaprs: login OE1SCS-10 (PyMultimonAPRS 1.2.0)
Jan  2 10:53:51 roofpi pymultimonaprs: # logresp OE1SCS-10 verified, server T2EISBERG
Jan  2 10:53:51 roofpi pymultimonaprs: sending: OE1SCS-10>APRS,TCPIP*:=4811.4 N/01623.2 E-RXonly APRS iGate
Jan  2 10:53:51 roofpi pymultimonaprs: sending: OE1SCS-10>APRS,TCPIP*:>Raspberry Pi mit RTL Stick

Mittels „append_callsign“: true, gebe ich an, dass mein Call in den APRS-Pfad bei der Weiterleitung ans iGates dazugefügt werden soll.

im Abschnitt „rtl“ wähle ich die Frequenz 144.800 MHz als europäische APRS-QRG, gebe meine Ungenauigkeit des Sticks (26 ppm) an, die ich vorher gemessen habe und wähle einen Gain von 46. Offset-Tuning lasse ich unbenutzt und da ich nur einen DVB-T-Stick am Raspberry habe, lasse ich den device-index bei 0.

im Abschnitt „beacon“ konfiguriere ich die eigene, regelmäßige, Aussendung meiner „Station“:

Ich gebe die eigenen GPS-Koordinaten an, wähle als Darstellungssymbol ein Haus, gemäß dieser Tabelle:
http://www.aprs-dl.de/?APRS_Detailwissen:SSID%2BSymbole
Ganz unten bei diesem Link kann man die Symboltabelle als PDF runterladen!

Ich wähle einen statischen Text für „comment“ und „status„, außerdem übertrage ich im Moment keine Wetter-Informationen. Ich möchte, dass meine Aussendung alle 30 Minuten übertragen wird (30 Minuten * 60 Sekunden = 1800 Sekunden).

Um meine Positionen nicht 100%ig genau im APRS darzustellen, habe ich die „ambiguity“ auf „1“ gesetzt. Das verringert die Genauigkeit meiner GPS-Position um 1/10 Grad-Minute. Dadurch wird meine APRS-Position auf aprs.fi mit dem Hinweis „Position ambiguous: Precision reduced at transmitter by 1 digits, position resolution approximately 185.2 m.“ zB. so dargestellt:

aprs-ambiguous
meine Station wird bewusst mit einer Ungenauigkeit von ca. 185 Metern in dem violetten Feld angezeigt. Das Feld weist darauf hin, dass die Position nicht exakt ist.

Damit wäre alles konfiguriert und über das Kommando

/etc/init.d/pymultimonaprs start

habe ich den Dienst gestartet.

Die Funktion kann man über das Logfile /var/log/syslog rasch prüfen. Unmittelbar nach dem ersten Start war meine Station auf aprs.fi sichtbar: http://aprs.fi/info/a/OE1SCS-10

Erfahrungen, Tipps & Tricks

Zuverlässigkeit des USB-Sticks

Ich habe den Dienst einige Tage laufen gelassen. Nach zirka zwei Tagen habe ich folgende Fehlermeldung im Logfile gehabt. Auch über „dmesg“ war das Problem sichtbar:

Dec 30 21:23:34 roofpi kernel: [ 2139.021653] usb 1-1.3: usbfs: usb_submit_urb returned -121
Dec 30 21:23:34 roofpi kernel: [ 2139.022123] usb 1-1.3: usbfs: usb_submit_urb returned -121
Dec 30 21:23:34 roofpi kernel: [ 2139.022580] usb 1-1.3: usbfs: usb_submit_urb returned -121
Dec 30 21:23:34 roofpi kernel: [ 2139.023041] usb 1-1.3: usbfs: usb_submit_urb returned -121
Dec 30 21:23:34 roofpi kernel: [ 2139.023968] usb 1-1.3: USB disconnect, device number 4
Dec 30 21:23:34 roofpi kernel: [ 2139.260292] usb 1-1.3: new high-speed USB device number 6 using dwc_otg
Dec 30 21:23:34 roofpi kernel: [ 2139.372309] usb 1-1.3: New USB device found, idVendor=0bda, idProduct=2832
Dec 30 21:23:34 roofpi kernel: [ 2139.372335] usb 1-1.3: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
Dec 30 21:23:34 roofpi kernel: [ 2139.372353] usb 1-1.3: Product: RTL2832U
Dec 30 21:23:34 roofpi kernel: [ 2139.372369] usb 1-1.3: Manufacturer: Generic
Dec 30 21:23:34 roofpi kernel: [ 2139.372386] usb 1-1.3: SerialNumber: 77771111153705700

Es hat sich also der USB-Stick verabschiedet „usb 1-1.3: USB disconnect, device number 4“ und sofort wieder neu verbunden. Damit war natürlich ein Neustart des pymultimonaprs nötig, damit dieses wieder korrekt lauscht. Leider war es damit nicht getan und der Fehler ist wenige Minuten später wieder gekommen. Ich habe das ein paar Mal wiederholt und schon befürchtet, dass der Stick vielleicht kaputt ist. Ein Reboot hat die Situation aber entschärft und nun läuft der Stick wieder seit 2 Tagen stabil.

APRS-Meldungen der ISS

Mit einem einfachen Hack, der unter anderem hier beschrieben wird, soll es möglich sein, neben der primären APRS-Frequenz 144.800 MHz auch die APRS-Frequenz der Raumstation ISS zu empfangen. Diese sendet auf 145.825 MHz. Natürlich können diese Meldungen nur gehört werden, wenn sich die ISS in Reichweite befindet. Es gibt zahlreiche Webseiten im Internet, mit denen der Zeitpunkt der nächsten Überflüge der ISS am eigenen Standorts berechnet werden kann.

Leider hat sich dieser Hack bei mir nicht bewährt: mein Stick schafft es kaum noch APRS-Meldungen zu decoden, wenn er auf beide Frequenzen hört. Die Qualität nimmt rapide ab. Woran es genau liegt, kann ich schwer sagen. Ich habe aber die Vermutung, dass es am Squelch liegt, der bei dieser Konfiguration genutzt werden muss: das Programm rtl_fm, das dem Empfang der Pakete übernimmt, funktioniert ohne Squelch, sofern man nur auf einer QRG hört. Wenn man mehrere QRGs angibt (144.8, 145.825, …) muss ein Squelch-Wert angegeben werden. Ich habe zwar 1 als kleinsten möglichen Wert konfiguriert, vermute aber, dass der Squelch bei APRS-Paketen zu spät reagiert und daher viele Pakete nicht vollständig gehört werden. Sobald ich nur auf 144.8 ohne Squelch höre, empfange ich wieder viel mehr Pakete und alles scheint zu funktionieren.

Ein anderer Benutzer hat ähnliches erlebt: „I was unable to scan both 144.39 and 145.825 and decode the packets reliably.“ (http://www.algissalys.com/amateur-radio/raspberry-pi-sdr-dongle-aprs-igate)

Wetter- & Telemetriedaten übertragen

(Edit: ich habe in einem separaten Artikel hier mittlerweile die Übertragung von Telemetriedaten beschrieben…)

pymultimonaprs kann auch Wetterdaten mitsenden. Ich habe leider keine Wetterstation, möchte aber Telemetriedaten meines Raspberry Pi 2 übermitteln. Dazu kann man ein JSON-File erstellen, das diesem Format entspricht (Quelle: https://github.com/asdil12/pymultimonaprs/blob/master/README.md):

You can set weather to a json-file. eg: "weather": "/path/to/weather.json",

If you don’t want do send weather date, just leave it on false.
This will be read in like the status-file and can look like that:

{
    "timestamp": 1366148418,
    "wind": {
        "speed": 10,
        "direction": 240,
        "gust": 200
    },
    "temperature": 18.5,
    "rain": {
        "rainlast1h": 10,
        "rainlast24h": 20,
        "rainmidnight": 15
    },
    "humidity": 20,
    "pressure": 1013.25
}
  • timestamp is seconds since epoch – must be included
  • wind
    • speed is in km/h
    • direction is in deg
    • gust is in km/h
  • temperature is in °C
  • rain
    • rainlast1h is in mm
    • rainlast24h is in mm
    • rainmidnight is in mm
  • humidity is in %
  • pressure is in hPa

The timestamp must be included – everything else is optional.

Meine Idee wäre, die Temperatur & Spannung des Raspberry Core zu übermitteln, die mittels des Kommandos „vcgencmd“ ermittelt werden können. Details siehe hier: http://elinux.org/RPI_vcgencmd_usage

Ich müsste also ein JSON-File erstellen, in das ich

  • den aktuellen UNIX-Timestamp angebe,
  • bei temperature die Ausgabe von „vcgencmd measure_temp“
pi@roofpi ~ $ vcgencmd measure_temp
temp=27.2'C

Damit übertrage ich zwar nicht die Daten des Wetters, sondern die Temperatur der CPU, aber ich kann das zum Testen mal so machen.

Es würde sich auch anbieten, andere Telemetriedaten mitzusenden, wie zB. die Spannungen der Elemente des Raspberry:

pi@roofpi ~ $ vcgencmd measure_volts core
volt=1.2000V
pi@roofpi ~ $ vcgencmd measure_volts sdram_c
volt=1.2000V
pi@roofpi ~ $ vcgencmd measure_volts sdram_i
volt=1.2000V
pi@roofpi ~ $ vcgencmd measure_volts sdram_p
volt=1.2250V

Für die Spannungen ist kein Feld in den Wetterdaten vorgesehen. Man könnte diese Daten also über die „status„-Aussendung übermitteln. Dazu ändert man im Konfig file (/etc/pymultimonaprs.json) im Bereich „status“ folgendes:

"status": {
 "text": false,
 "file": "/tmp/aprs-status.txt"
 },

In die Datei /tmp/aprs-status.txt schreibt man nun eine Zeile, die man als Status aussenden will, beispielsweise:

Raspberry Pi mit RTL Stick core_temp=27.2'C core_volt=1.2000V sdram_c_volt=1.2000V sdram_i_volt=1.2000V sdram_p_volt=1.2250V

Ideen für weitere Werte, die man aussenden könnte:

  • uptime
  • clock-speeds von core, arm und anderen Modulen im Raspberry
  • uvm…

Ich habe mittlerweile die Übertragung der Telemetriedaten in einem eigenen Artikel beschrieben.

Let’s encrypt: Zertifikat automatisch erneuern

Im vorigen Beitrag habe ich für diesen Blog ein Zertifikat von Let’s encrypt! erstellt. Dieses ist 3 Monate gültig. Es ist vorgesehen, dass das Erneuern des Zertifikats automatisch passiert.

Konkret werde ich einen Cronjob erstellen, der monatlich ein neues Zertifikat mit Hilfe des „letsencrypt-auto“ Python-Script bezieht.

Konfiguration

Um mir eine Menge Kommandozeilenoptionen zu ersparen, erstelle ich eine Konfigurationsdatei /etc/letsencrypt/cli.ini, die meine Standardwerte enthält:

rsa-key-size = 4096
text
redirect
renew-by-default
agree-tos 
email = meine.email@adresse.at

Hier sind die Parameter kurz erklärt:

rsa-key-size
entweder 2048 (Standard) oder sicherer mit 4096 Bit. Ich möchte meine Zertifikate mit 4096 Bit RSA erstellen.

text
nur im Text-Modus starten (ohne Menüführung). Schließlich soll der Client automatisch im Hintergrund funktionieren.

redirect
ich wurde immer gefragt:

Please choose whether HTTPS access is required or optional.
-------------------------------------------------------------------------------
1: Easy - Allow both HTTP and HTTPS access to these sites
2: Secure - Make all requests redirect to secure HTTPS access
-------------------------------------------------------------------------------
Select the appropriate number [1-2] then [enter] (press 'c' to cancel):

Um diese Frage vorab zu beantworten, fügt man entweder die CLI-Option „–redirect“ an, oder eben in der cli.ini den Ausdruck „redirect“. Damit wird die Option 2 gewählt: make all requests redirect to secure HTTPS access.

renew-by-default
Erneuert das Zertifikat standardmäßig.

agree-tos
Damit stimmt man den Regeln von let’s encrypt! zu. Schließlich wollen wir den Vorgang ja per Cronjob automatisieren und nicht die Regeln manuell bestätigen müssen.

email
Die Email-Adresse, mit der ich bei let’s encrypt! registiert bin.

Testlauf

Zuerst muss ich das Kommando testen:

./letsencrypt-auto -c /etc/letsencrypt/cli.ini -d stefan.schultheis.at

Es funktioniert:

letsencrypt-headless

Cronjob

Um den Job am 20. des Monats um 6:10 auszuführen, habe ich als User root in der Datei /etc/crontab folgenden Eintrag erstellt:

$ sudo vi /etc/crontab

10 6   20 * *   root    /home/stefan/letsencrypt/letsencrypt-auto -c /etc/letsencrypt/cli.ini -d stefan.schultheis.at

Der Cron-Daemon muss die Änderung noch neu laden:

$ sudo service cron reload

Damit bekomme ich jedes Monat am 20. Tag das Zertifikat erneuert. Da derzeit das Zertifikat für 90 Tage gültig ist, bin ich damit auf der sicheren Seite und habe immer ein Zertifikat, das maximal 31 Tage alt ist.

Let’s encrypt: Apache Webserver mit SSL-Zertifikat von letsencrypt für WordPress unter Ubuntu Linux

Kurze Einführung

SSL-Zertifikate für Webserver nach dem Standard X.509 haben – kurz gesagt – zwei Aufgaben:

  1. sie verschlüsseln die Verbindung zwischen Webserver und Client bzw. Browser am Client (Internet Explorer, Firefox, Chrome, Safari, …). Das ist erkennbar am https:// zu Beginn einer Webseitenadresse.
  2. sie bestätigen, dass der aufgerufene Webdienst zu der Organisation gehört, die man aufgerufen hat. Das ist zB. beim Online Banking wichtig. Da will man ja wirklich nur bei der eigenen Bank einloggen und die Kennworte eingeben und nicht auf einer Fishing-Seite, die vorgibt, die Seite der Bank zu sein und in Wirklichkeit die Zugangsdaten an Betrüger übergibt.

Bisher habe ich meine SSL-Zertifikate für Webserver über CACert erhalten. Damit diese ohne Warnung bzw. Fehlermeldung von den Clients/Browsern akzeptiert werden, muss man jedoch erst manuell dem Root-Zertifikat von CACert vertrauen. Nur wenige Distributationen, zB. Debian, vertrauen CACert standardmäßig.

Der neue Internet-Dienst Let’s Encrypt bietet kostenlose SSL-Zertifikate an, die von gängigen Browsern akzeptiert werden. Seit 3. Dezember 2015 ist dieser Dienst in einer Public Beta Phase und kann nun von jedermann genutzt werden.

Hinter Let’s Encrypt stehen namhafte Firmen und Organisationen wie Mozilla, Akamai, Cisco, EFF, Facebook, ISC uvm.

Besonders spannend finde ich, dass Let’s Encrypt einen Client bereitstellt, mit dem die Zertifikate erzeugt/beantragt werden und der sie auch gleich im Webserver installiert. Die gängigen Methoden über Certificate Signing Requests (CSR) werden nicht angeboten.

Das Ziel

Um den neuen Dienst auszuprobieren, möchte ich meinen WordPress-Blog, der aktuell unter http:// und https:// (mit CACert-SSL-Zertifikat) erreichbar ist, nur mehr über https:// anbieten und mit einem Let’s Encrypt-Zertifikat versehen.

Die Standard-URL meines Blogs ist derzeit http://, also unverschlüsselt. Das möchte ich auch ändern und somit in Zukunft den Inhalt nur mehr verschlüsselt ausliefern.

Let’s go!

Mein Blog läuft unter Ubuntu 14.04 LTS. Hier muss ich zuerst „git“ installieren, damit der letsencrypt-Client geladen werden kann:

apt-get update ; apt-get install git

Auf https://letsencrypt.org/howitworks/ werden die Schritte gut beschrieben, ich lade also zuerst den Client runter:

git clone https://github.com/letsencrypt/letsencrypt

Danach kann ich ins Verzeichnis „letsencrypt“ wechseln und dort das Programm „letsencrypt“ mit dem Parameter „auto“ ausführen. Mein Webserver (apache) ist ein häufig verwendeter Webserver und sollte vom Programm erkannt werden:

cd letsencrypt/
./letsencrypt-auto

Es erscheint ein praktisches ncurses-geführtes Menü, das nach der Webseite bzw. dem Domainnamen fragt, für den ein Zertifkat erstellt werden soll. Der Dienst hat also meine Konfiguration korrekt erkannt:

letsenc01

Nach der Bestätigung, werde ich nach meiner Email-Adresse gefragt:

letsenc02

Hier erhalte ich leider eine Fehlermeldung: „There seem to be a problem with that address.“. Ich habe das leider nicht lösen können. Lt. Recherche im Internet wird überprüft, ob zu der Email-Adresse entsprechende MX bzw. A-Records bei DNS eingerichtet sind. In meinem Fall gibt es gültige MX-Records. Trotzdem akzepiert letsencrypt die Adresse nicht. Es gibt zwei Möglichkeiten fortzusetzen;

  • entweder man startet den letsencrypt-Client mit dem Parameter –register-unsafely-without-email oder
  • ich verwende eine andere Email-Adresse.

letsenc03-problem-email

Da in Foren davon abgeraten wird, keine Email-Adresse anzuführen, habe ich einfach eine GMX-Adresse von mir genutzt. Damit war das Problem „gelöst“.

Im nächsten Schritt hat mich der letsencrypt-Client gefragt, ob ich in der Webserver-Konfiguration auch http-Verbindungen zulassen möchte, oder nur https. Die Varianten heißen „Easy“ und „Secure“. Ich habe ja als Ziel im Auge, alle Verbindungen mit dem Zertifikat zu versehen, also habe ich „Secure“ gewählt:

letsenc04

Und schon kommt die Meldung, dass letsencrypt fertig ist:

letenc05

Ich habe sofort die Webseite in meinem Browser neu geladen und sofort  das letsencrypt-Zertifikat gesehen. Die Seite wurde ohne Fehler angezeigt.

Der letzte Schliff in WordPress

Weil mein Blog bisher über http:// angeboten wurde, habe ich im WordPress Backend die Hauptadresse und Webseiten-Adresse angepasst und von https://stefan.schultheis.at auf https://stefan.schultheis.at geändert:

wpeinsthttps

Um sicher zu gehen, dass keine Inhalte mehr über http geladen werden, habe ich ein WordPress Plugin installiert: Easy HTTPS (SSL) Redirection. Dieses Plugin sendet bei http-Aufrufen ein Redirect (http 301, Moved Permanently) zu https. Damit stelle ich sicher, dass künftig alle Aufrufe über https beantwortet werden.

Die Konfiguration des Plugins war wirklich einfach. Ich habe die „Automatic redirection to the HTTPS“ aktiviert und für „The whole domain“ gewählt. Weiters erzwinge ich https mittels „Force resources to use HTTPS URL“:

wppluginhttps-redirection

Es gibt eine Warnung, die am Screenshot oben rot sichtbar ist, was zu tun wäre, wenn es zu Problemen kommt. Diese Warnung habe ich ignoriert, ich hatte auch keine Probleme nach der Aktivierung.

Prüfung des Zertifikats

Ab sofort ist mein Blog also unter https:// erreichbar. Wenn man mit http:// aufruft, wird man sofort mittels 301-Redirect auf die verschlüsselte Version verwiesen.

Das Zertifikat wird in Firefox (Version 42.0) problemlos angezeigt:

letsenc-blogzert01

Das Zertifikat ist als 2048 Bit RSA mit SHA-256 und Gültigkeit von 3 Monaten sichtbar:

letsenc-blogzert02

Die Zertifkatskette zeigt „DST Root CA X3“ als Stammzertifizierungsstelle, danach die „Let’s Encrypt Authority X1“:

letsenc-blogzert03

Nach der Installation des Zertifikats empfiehlt übrigens auch Let’s Encrypt, dass man die Konfiguration mittels eines Gratisdiensts von Qualys SSL Labs prüft: https://www.ssllabs.com/ssltest/

In meinem Fall habe ich Grade A bekommen, also die Bestnote. Das spricht für die saubere Implementierung durch den Let’s Encrypt Client und für eine saubere Konfiguration der Sicherheitseinstellungen des Webservers:

qualys

Der Qualys-Test überprüft eine große Anzahl an Werten und Konfigurations-Einstellungen. Unter anderem beispielsweise die angebotenen Verschlüsselungsstärken, die Konfiguration von Perfect Forward Secrecy, die Kompatibiltät zu Endgeräten und Browsern uvm.

Falls bei euch hier Einschränkungen angezeigt werden, helfen vielleicht die Empfehlungen von bettercrypto.org. Dort findet ihr ein „Paper“, in dem für zahlreiche gängige Webvserver Konfigurationen empfohlen werden, um die Sicherheit zu verbessern und unsichere Methoden zu beseitigen. Ich gehe mittlerweile bei der Installation von neuen Webserver immer nach deren Anleitung vor, auch beim gegenständlichen Blog.

Mein Fazit

Die Installation war super-einfach und hat super funktioniert, bis auf meine Email-Adresse, die vom Client nicht akzeptiert wurde (wie oben beschrieben). Da diese Email-Adresse aber sowieso nicht im Zertifikat zu sehen ist, sehe ich da kein großes Problem – Hauptsache, es ist eine gültige Email-Adresse verknüpft. Der übrige Teil der Installation und das Zertifikat selbst waren einwandfrei.

Für mich stellt sich noch eine Frage: vertraue ich dem Zertifikat für sensible Kommunikation?
Hier bin ich noch vorsichtig. Vielleicht bin ich zu Paranoid und es ist hier gar nicht angebracht, aber die bisher gängige Methode mittels CSR war mir schon sympathisch. Der private Schlüsselteil ist dabei nämlich immer bei mir geblieben. Ich vermute, dass auch bei Let’s Encrypt der private Teil des Schlüssels meinen Server nicht verlässt. Auch aufgrund der Tatsache, dass der Quellcode des Programms offen ist (Open Source) und jeder im Internet überprüfen kann, was bei der Installation genau passiert.

Trotzdem: ich werde Let’s Encrypt auf meinen Webseiten verwenden, die für die Öffentlichkeit gedacht sind. Auf Webseiten, die private und schützenswerte Inhalte liefern (zB. OwnCloud oder VPNs) werde ich wohl derweil noch bei selbstsignierten Zertifikaten bleiben oder CACert nutzen, wo man über CSR die Zertifikate beantragt.