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天线理论的穿透和穿透测试

发布日期:2019-11-03   作者:小天   来源:www.twl-link.cn   编辑:天科乐   访问量:393

人们在上面装有高增益天线的移动车辆中寻找无线接入点。通常,此访问点数据与GPS位置相关联,并标记在WiGLE等可公开访问的地图上。另一方面,无线渗透测试是针对组织的无线安全性的重点评估。在这两种情况下以及任何类型的无线通信中,天线都起着至关重要的作用。它们可能意味着无忧的沟通与痛苦的挫折之间的区别。但是,天线设计和相关含义是安全爱好者精诚探索所必需的奥秘话题。

军械库中的天线会影响或破坏您的管理或无线渗透测试工作。无论您是狂热的狂热爱好者还是无线渗透测试仪,本文旨在帮助您推导出满足您需求的最佳天线。


Wi-Fi2.4 GHz无线电频率运行,以分贝或db为单位。为了能够理解与天线性能密切相关的讨论,您必须熟悉以下术语:

dBm – dBm表示分贝毫瓦。Wi-Fi网络信号电平通常使用dBm进行测量。之所以使用负号,是因为传输功率永远不足以使信号电平为正。例如,要获得0.00 dBm的信号,您将需要0.001瓦的发射功率。

l -30 dBm-可能的最大值;您就在接入点旁边(几英尺内)。

l -67 dBm-及时传送数据包的最低要求(例如,用于VoIP或视频流)。

l -70 dBm-可靠的数据包传送(例如,用于网上冲浪)的最低要求。

l -80 dBm-维持基本连接的最低要求;您将遇到一些丢包的情况。

l -90 dBm-几乎无法维持连接;SNR低;功能严重受损。

链路质量:简而言之,链路质量表示SNR(信噪比),它是干扰对点对点点对多点链路强度的度量。因此,更高的链路质量将意味着更少的分组错误。

天线增益:不要被这个术语所迷惑,天线实际上并没有放大任何东西。天线增益是反映接收天线将Wi-Fi无线电波转换为电能的效率的数字。提供增益为2 dBi5 dBi7dBi9 dBi13 dBi等的天线。一个常见的错误是认为dBi较高的那个最好(例如13 dBi)。要理解为什么这是一个误解,请考虑以下粗略草图[1]


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从该图可以明显看出,较高的(9dBi天线适用于较长的水平范围,并且接收机和发射机的高度大致相同。但是,如果将发射器垂直放置在接收器上方(例如在建筑物的地板上),那么5 dBi天线将是最好的选择。如果发射器处于不同的海拔高度并且距接收器较远,则7 dBi天线将为您提供正确的仰角和范围组合。2 dBi天线旨在在所有方向均等地覆盖信号,因此不适合用于无线渗透测试或监督。

这些天线的工作状况如何?

简短的答案是:如果选择正确,它们的性能会很好。

正确方向的天线类型正确,能够从几英里外拾取信号。但是,这里必须指出,许多购买外部天线的用户最终对他们的性能不满意。原因如下:

l 不切实际的期望:这看起来似乎很明显,但是这些天线并不是神奇的设备,它们会从很远的距离接收信号,尤其是当它们选择不当(天线类型错误)或未正确校准(对准)时。

l 知识不足:如果您要购买无线天线或构建定制天线,则应该能够定义您的目的,并具有选择满足此目的的合适天线的知识。

为了测试在相同条件下外接天线与笔记本电脑默认天线的性能对比,我们设置了以下实验。仔细选择了接入点和我们天线之间的距离,以使内置天线此时几乎无法接收到信号。

n 接口:'wlan0'-内部天线,'wlan1'-外部天线,全向,5 dBi

n AP和天线之间的距离:7.62米或25英尺

n 障碍物:两堵混凝土墙和两棵树

我们注意到,在这个距离上,使用内置天线,我们几乎无法对192.168.0.1处的无线路由器执行ping操作。从几毫秒的往返延迟时间可以明显看出[2],内部天线的性能较差,并且存在多个丢包现象。


2

在相同的距离上,我们的标准5 dBi全向外部天线能够胜过内部天线,这可以通过减少往返延迟时间来证明[3]


3

让我们根据链路质量和信号电平检查两个天线的性能。对于内置天线,链路质量和信号电平都非常差[4]


4

在相同条件下,我们能够使用外部天线获得可靠的连接[5]


5

这些结果表明,当使用外部天线时,性能会有明显的提高-这种提高的显着性取决于天线在接收条件下的适用性。这使我们进入下一部分。

选择正确的天线类型

天线类型多种多样,每种类型在构建时都考虑了特定的需求。没有用于转向或穿透测试的最佳天线。了解每种产品的设计和目的将帮助您选择最好的产品。全向天线在所有方向上均等地传播能量,这意味着范围更短。定向天线能够吸收相同的能量并将其聚焦在特定方向上,这意味着该方向上的距离更长。

全向天线

这是最常见的天线类型,大多数(如果不是所有人)都近距离观察。例如,汽车顶部的天线是全向天线。这些可以用于点对多点目的,例如用作无线路由器天线,将信号传输到附近的所有设备[6]。它们不适合用于点对点通信,因为要在各个方向上从A点到B点传输信号都是一种低效的选择。


6

适用于监督驾驶:它们非常适合监督驾驶,因为它们在您行驶时会从各个方向捕获信号。但是,有一些注意事项:9 dBi全向天线将使您能够捕获来自各个方向的遥远信号,但会丢失靠近车辆的高层建筑物中的接入点。要了解原因,请参见图1。因此,建议您选择适合要进入的区域的正确dBi全向天线。

渗透测试的适用性:在渗透测试期间,您会知道目标。因此,指向目标的定向天线比全向天线更有效。但是,您可以在周界测试期间使用5 dBi全向天线。

抛物面天线

抛物线形天线依赖于一个弯曲的抛物线形表面碟形天线,该天线将信号聚焦在一个中心点上[7]。这使这些天线可以发挥不可思议的收益。但是,抛物线天线是高度定向的,这意味着您需要确保将其指向正确的方向,否则它们可能会完全屏蔽信号。由于它们的高增益,它们适合于远程点对点通信。


7

适用于移动:抛物线形天线可以从几英里远的地方拾取无线信号,但一次只能从单个方向拾取。因此,如果您想在行驶时在多个方向上映射Wi-Fi接入点,这不是最佳选择。

渗透测试的适用性:抛物面天线的射程远,因此非常适合定向无线入侵,因为一旦将其定位到目标接入点,它们就可以让您从远处进行测试。

八木天线

八木天线,英继八木博士命名,有许多单个的中央束元件由该光束[8]的支持。这些元素构成辐射器和反射器。变型是“ Vagi”天线,它由两个并排的波束组成。

8

适用于操纵:八木天线是定向的,这意味着它们不是操纵期间的最佳选择。他们会从一个特定方向拾取远距离的信号,而在其他方向上错过信号。

渗透测试的适用性:像抛物面天线一样,八木天线也能够拾取远处的信号。当您将它们指向目标时,它们的高增益(例如25 dBi)使其成为渗透测试的理想选择。Vagi天线体积小,重量轻,但增益却可观,因此是渗透测试的诱人选择。

回火天线

已知回火天线尺寸虽小但增益却很高。这使它们成为点对点或点对多点通信的极具吸引力的选择。它们与抛物面天线有何不同?没有抛物线;反射镜表面平坦。它们的谐振腔结构设计使其能够实现高增益。

有关适应性和穿透性测试的适用性,请参阅抛物面天线

建立自己的高增益天线

如果到目前为止您已经按照天线进行了此讨论,那么构建自己的天线可能是一个有趣的练习。为此,您将需要:

l 1-2英寸的12号铜线或全向天线

l 光滑的金属抛物面反射器,例如铝箔,罐头,8英寸饺子过滤器等。

如何制作Cantenna

用罐头制成的Cantennas天线很容易受到发烧友的欢迎,因为它们易于制造,您需要的一切都在家里。这个想法是使用品客或类似的罐子,并从罐子侧面的底部附近引入铜线[9]


9

但是,如果罐头非常狭窄,则需要将该天线非常精确地指向信号方向,即使那样您也不会注意到明显的增益。此外,如果使用长电缆,信号将受到衰减。

注意:尽管经常提到品客乐罐,但由于它太窄,不能用于这些目的。实际上,对于严格的渗透测试,任何cantenna都是一个不好的选择。

如何制作抛物面天线

如果您有可用的全向天线[6],则任务将变得更加容易。现在,您需要做的就是找到一个抛物面反射器,该反射器可以将这种全向天线变成抛物面天线。该抛物面反射器可以是任何光滑的金属表面,可以在全向天线上会聚无线电信号,这就是提高天线增益的原因[10]

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将全向天线准确地放置在抛物面反射器的前面非常重要。如果没有经验的人将全向天线放置得离抛物面反射器太远或太近,以至于它完全错过了焦点,那么天线增益就不会增加。因此,为了精确起见,请使用抛物面天线焦点计算器。

另外,如果您不想进行计算,则可以使用按比例绘制的自由可用的抛物面反射器模板。这些模板明确标记了抛物面反射器的焦点,因此您不必进行计算。例如,您可以打印并使用图11中的抛物线形反射器模板。您需要一块正方形的反射材料,您可以将其垂直放置在此模板中绘制的直线上,并将其弯曲,直到与抛物线曲线同步为止。在模板中。注意模板中标记的焦点(黑点);将全向天线放在该点。

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注意:我们已经讨论了制作抛物线反射镜的方法。但是,如果您想从头开始构建2.4 GHz全向天线,可能会非常费事。

与商用天线的比较

这些自制天线能够为您提供与商用天线一样出色的效果。但是,在构建这些文件时需要保持准确。不精确的测量,设计缺陷或实施错误将导致天线效率低下,且增益不明显。

将笔记本电脑的内部天线变成外部天线

如果您的旧无线路由器周围有大约57 dBi天线[6],并且您不想购买USB天线单元,则可以将其连接到笔记本电脑的内置内部天线单元。为此,您将需要:

l U.FL公对RP-SMA尾纤电缆

l 笔记本电脑拆解和相关工具的知识

l 任何2.4 GHz天线[6]

您需要使用必需的工具拆卸笔记本电脑,然后在主板上找到辅助天线连接器[12]。电缆的U.FL侧将适合此辅助连接器,另一侧应沿笔记本电脑的边缘固定,以便可以将2.4 GHz外部天线连接到此SMA(超小型A型)端。



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不利于无线信号

即使使用正确类型的天线,您也可能会遇到连接不畅的情况,其特征是频繁丢包和延迟。在这些情况下,这些因素中的一个或多个可能是原因:

距离:最明显的原因是您离发射器太远。信号会在远距离衰减,尤其是在使用全向发射机时,例如普通无线路由器所使用的那些。

天气:如果以正确的频率使用高效的发射天线,则天气对无线信号的影响很小。但是,雨水会吸收无线电信号并激发2.4 GHzWi-Fi信号。

路径中的物体: 2.4 GHz频率的信号需要清晰的视线才能有效传播。这意味着树木和墙壁会成为无线信号的障碍。

其他接入点如果附近的其他AP在拥挤区域的同一信道上工作,则会造成严重干扰。

结论

驾驶攻击并不违法,只要你知道你的限制,避免恶意活动,例如破解加密,获取接入点的密码和访问互联网自由被称为捎带。为了进行监督,您可以使用磁性支架将7 dBi全向天线放置在车辆顶部。对于要破坏特定场所的安全性的无线渗透测试方案,最好使用指向目标的抛物线反射器。根据条件的不同,这些抛物面天线可以让您进行远距离的无线渗透测试,从而降低了被安全人员发现的风险。此外,使用高增益定向天线,您可以确定潜在攻击者入侵无线通信所需要的距离目标范围有多近。在测试场所是否存在恶意接入点时,可以使用57 dBi全向天线。


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