🥇Wi-Fi na vifupisho vingine vingi. Jinsi ya kupata data kuhusu nodi za Wi-Fi kwenye programu ya Android bila kuvimba

Siku moja nilihitaji kuchanganua mitandao ya Wi-Fi kutoka kwa programu za Android na kupata data ya kina kuhusu sehemu za ufikiaji.

Hapa tulilazimika kukabiliana na shida kadhaa: off.Android nyaraka madarasa mengi yaliyoelezewa yaliacha kutumika (kiwango cha API> 26), ambayo haikuonyeshwa ndani yake; maelezo ya vitu vingine kwenye nyaraka ni ndogo (kwa mfano, uwanja wa uwezo wa darasa ScanResult wakati wa kuandika, karibu hakuna kinachoelezewa, ingawa ina data nyingi muhimu). Ugumu wa tatu unaweza kuwa katika ukweli kwamba unapofika karibu na Wi-Fi, isipokuwa kusoma nadharia na kuanzisha router kupitia localhost, unapaswa kukabiliana na idadi ya vifupisho vinavyoonekana kueleweka kibinafsi. Lakini inaweza isiwe dhahiri jinsi ya kuzihusisha na kuzipanga (hukumu ni ya kibinafsi na inategemea uzoefu wa hapo awali).

Makala haya yanajadili jinsi ya kupata data ya kina kuhusu mazingira ya Wi-Fi kutoka kwa msimbo wa Android bila NDK, udukuzi, lakini kwa kutumia API ya Android pekee na kuelewa jinsi ya kutafsiri.

Tusikawie tuanze kuandika msimbo.

1. Unda mradi

Dokezo hili linalenga wale ambao wameunda mradi wa Android zaidi ya mara moja, kwa hivyo tunaacha maelezo ya kipengee hiki. Msimbo ulio hapa chini utawasilishwa katika Kotlin, minSdkVersion=23.

2. Ruhusa za ufikiaji

Ili kufanya kazi na Wi-Fi kutoka kwa programu, utahitaji kupata ruhusa kadhaa kutoka kwa mtumiaji. Kulingana na nyaraka, ili kuchambua mtandao kwenye vifaa vilivyo na matoleo ya OS baada ya 8.0, pamoja na ufikiaji wa kutazama hali ya mtandao, unahitaji ufikiaji wa kubadilisha hali ya moduli ya Wi-Fi ya kifaa, au ufikiaji wa kuratibu (takriban au halisi). Kuanzia toleo la 9.0, lazima umwonyeshe mtumiaji kwa yote mawili, na pia umwombe mtumiaji kwa uwazi kuwasha huduma za eneo. Usisahau kuelezea mtumiaji kwa ujasiri kwamba hii ni matakwa ya Google, na sio hamu yetu ya kumpeleleza :)

Kwa hivyo, katika AndroidManifest.xml tutaongeza:

    <uses-permission android_name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
    <uses-permission android_name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
    <uses-permission android_name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE" />
    <uses-permission android_name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"/>

Na katika nambari iliyo na kiunga cha Shughuli ya sasa:

import android.app.Activity
import android.content.Context
import android.location.LocationManager
import androidx.core.app.ActivityCompat

....

if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.O) {
            ActivityCompat.requestPermissions(
                activity,
                arrayOf(Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION, Manifest.permission.CHANGE_WIFI_STATE),
                1
            )
            makeEnableLocationServices(activity.applicationContext)
        } else {
            ActivityCompat.requestPermissions(
                activity,
                arrayOf(Manifest.permission.CHANGE_WIFI_STATE),
                1
            )
        }

    /* включает экран включения службы по определению местоположения */
    fun makeEnableLocationServices(context: Context) {
        // TODO: перед вызовом этой функции надо рассказать пользователю, зачем Вам доступ к местоположению
        val lm: LocationManager =
            context.applicationContext.getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE) as LocationManager

        val gpsEnabled: Boolean = lm.isProviderEnabled(LocationManager.GPS_PROVIDER);
        val networkEnabled: Boolean = lm.isProviderEnabled(LocationManager.NETWORK_PROVIDER);

        if (!gpsEnabled && !networkEnabled) {
            context.startActivity(Intent(ACTION_LOCATION_SOURCE_SETTINGS));
        }
    }

3. Unda BroadcastReceiver na ujiandikishe kwa matukio ya kusasisha data kuhusu kuchanganua mazingira ya mtandao wa Wi-Fi

val wifiManager = context.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE) as WifiManager

val wifiScanReceiver = object : BroadcastReceiver() {

  override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
    val success = intent.getBooleanExtra(WifiManager.EXTRA_RESULTS_UPDATED, false)
    if (success) {
      scanSuccess()
    } 
  }
}

val intentFilter = IntentFilter()
/* подписываемся на сообщения о получении новых результатов сканирования */
intentFilter.addAction(WifiManager.SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION)
context.registerReceiver(wifiScanReceiver, intentFilter)

val success = wifiManager.startScan()
if (!success) {
  /* что-то не получилось при запуске сканирования, проверьте выданые разрешения */
}

....

private fun scanSuccess() {
 /* вот они, результаты сканирования */
  val results: List<ScanResult> = wifiManager.scanResults
}

Mbinu ya WiFiManager.startScan katika hati imetiwa alama kuwa haitumiki tangu toleo la 28 la API, lakini imezimwa. kuongoza inapendekeza kuitumia.

Kwa jumla, tulipokea orodha ya vitu ScanResult.

4. Angalia ScanResult na uelewe masharti

Hebu tuangalie baadhi ya nyanja za darasa hili na tueleze zinamaanisha nini:

SSID - Kitambulisho cha Seti ya Huduma ni jina la mtandao

BSSID Kitambulisho cha Seti ya Msingi - Anwani ya MAC ya adapta ya mtandao (pointi ya Wi-Fi)

ngazi ya — Kiashiria cha Nguvu ya Mawimbi [dBm (DBm ya Kirusi)) kilichopokelewa - Desibel, nguvu ya kumbukumbu 1 mW.] - Kiashiria cha nguvu ya mawimbi iliyopokelewa. Huchukua thamani kutoka 0 hadi -100, zaidi kutoka 0, ndivyo nguvu ya mawimbi inavyozidi kupotea njiani kutoka kwa kisambazaji Wi-Fi hadi kwenye kifaa chako. Maelezo zaidi yanaweza kupatikana, kwa mfano, saa Wikipedia. Hapa nitakuambia kuwa kwa kutumia darasa la Android WifiManeja unaweza kurekebisha kiwango cha ishara kwa kiwango kutoka bora hadi mbaya katika hatua unayochagua:

        val wifiManager = context.applicationContext.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE) as WifiManager
        val numberOfLevels = 5
        val level = WifiManager.calculateSignalLevel(level, numberOfLevels)

frequency — masafa ya kufanya kazi ya kisambazaji cha Wi-Fi [Hz]. Mbali na frequency yenyewe, unaweza kupendezwa na kinachojulikana kama chaneli. Kila hatua ina usafi wake wa uendeshaji. Wakati wa kuandika, aina mbalimbali maarufu zaidi za pointi za Wi-Fi ni 2.4 GHz. Lakini, ili kuwa sahihi zaidi, sehemu hiyo hutuma taarifa kwa simu yako kwa masafa ya nambari karibu na ile iliyotajwa. Idadi ya chaneli na masafa yanayolingana sanifu. Hii inafanywa ili pointi zilizo karibu zifanye kazi kwa masafa tofauti, na hivyo haziingiliani na sio kupunguza kasi na ubora wa maambukizi. Katika kesi hii, alama hazifanyi kazi kwa masafa moja, lakini juu ya anuwai ya masafa (parameter channelWidth), inayoitwa upana wa kituo. Hiyo ni, pointi zinazofanya kazi karibu (na si tu karibu, lakini hata 3 kutoka kwao wenyewe) njia zinaingilia kati. Unaweza kupata msimbo huu rahisi kuwa muhimu, ambayo hukuruhusu kuhesabu nambari ya kituo kutoka kwa thamani ya masafa ya alama na masafa ya 2.4 na 5 Ghz:


    /* по частоте определяем номер канала */
    val channel: Int
        get() {
            return if (frequency in 2412..2484) {
                (frequency - 2412) / 5 + 1
            } else if (frequency in 5170..5825) {
                (frequency - 5170) / 5 + 34
            } else {
                -1
            }
        }

uwezo - uwanja wa kuvutia zaidi kwa uchambuzi, kazi ambayo ilihitaji muda mwingi. Hapa "uwezo" wa uhakika umeandikwa kwenye mstari. Katika kesi hii, sio lazima utafute maelezo ya tafsiri ya kamba kwenye hati. Hapa kuna mifano ya kile kinachoweza kuwa katika mstari huu:

[WPA-PSK-TKIP+CCMP][WPA2-PSK-TKIP+CCMP][WPS][ESS]
[WPA2-PSK-CCMP][ESS]
[WPA2-PSK-CCMP+TKIP][ESS]
[WPA-PSK-CCMP+TKIP][WPA2-PSK-CCMP+TKIP][ESS]
[ESS][WPS]

5. Kuelewa vifupisho na uwezo wa kuchanganua

Inafaa kutaja kwamba madarasa ya kifurushi cha android.net.wifi.* hutumiwa chini ya kifuniko na shirika la Linux. wpa_uhusika na matokeo ya pato katika uga wa uwezo ni nakala ya uga wa bendera wakati wa kuchanganua.

Tutachukua hatua mfululizo. Hebu kwanza tuchunguze matokeo ya umbizo ambalo vipengele ndani ya mabano vinatenganishwa na ishara “-“:

[WPA-PSK-TKIP+CCMP]
[WPA2-PSK-CCMP]

Maana ya kwanza inaelezea kinachojulikana. njia ya uthibitishaji. Hiyo ni, ni mlolongo gani wa vitendo lazima kifaa na sehemu ya ufikiaji ifanye ili mahali pa ufikiaji ijiruhusu kutumika na jinsi ya kusimba mzigo wa malipo. Wakati wa kuandika chapisho hili, chaguo za kawaida ni WPA na WPA2, ambayo ama kila kifaa kilichounganishwa moja kwa moja au kwa njia ya kinachojulikana. Seva ya RADIUS (WPA-Enterprice) hutoa nenosiri kwenye chaneli iliyosimbwa. Uwezekano mkubwa zaidi, hatua ya kufikia nyumbani kwako hutoa uunganisho kulingana na mpango huu. Tofauti kati ya toleo la pili na la kwanza ni kwamba ina cipher yenye nguvu zaidi: AES dhidi ya TKIP isiyo salama. WPA3, ambayo ni ngumu zaidi na ya juu, pia inaletwa hatua kwa hatua. Kinadharia, kunaweza kuwa na chaguo na suluhisho la biashara CCKM (Usimamizi wa Ufunguo wa Cisco Centralized), lakini sijawahi kukutana nayo.

Sehemu ya ufikiaji inaweza kuwa imesanidiwa ili kuthibitishwa na anwani ya MAC. Au, ikiwa eneo la ufikiaji hutoa data kwa kutumia algoriti ya WEP iliyopitwa na wakati, basi kwa kweli hakuna uthibitishaji (ufunguo wa siri hapa ni ufunguo wa usimbaji fiche). Tunaainisha chaguo kama NYINGINE.
Pia kuna njia ambayo ni maarufu katika wi-fi ya umma iliyo na Utambuzi wa Tovuti ya Wafungwa - ombi la uthibitishaji kupitia kivinjari. Sehemu kama hizo za ufikiaji zinaonekana kwa skana kama wazi (ambayo ni kutoka kwa mtazamo wa unganisho la mwili). Kwa hivyo, tunaziainisha kama FUNGUA.

Thamani ya pili inaweza kuonyeshwa kama algorithm muhimu ya usimamizi. Hii ni parameter ya njia ya uthibitishaji iliyoelezwa hapo juu. Inazungumza kuhusu jinsi funguo za usimbaji fiche zinabadilishwa. Hebu fikiria chaguzi zinazowezekana. EAP - inayotumika katika WPA-Enterprice iliyotajwa, hutumia hifadhidata ili kuthibitisha data iliyoingizwa ya uthibitishaji. SAE - kutumika katika WPA3 ya juu, sugu zaidi kwa nguvu ya kikatili. PSK - chaguo la kawaida, linahusisha kuingia nenosiri na kusambaza kwa fomu iliyofichwa. IEEE8021X - kulingana na kiwango cha kimataifa (tofauti na kinachoungwa mkono na familia ya WPA). OWE (Usimbaji Fiche wa Fursa wa Waya) ni kiendelezi cha kiwango cha IEEE 802.11 kwa pointi ambazo tuliainisha kuwa OPEN. OWE inahakikisha usalama wa data inayotumwa kwenye mtandao usiolindwa kwa kuisimba kwa njia fiche. Chaguo pia linawezekana wakati hakuna funguo za ufikiaji, wacha tuite chaguo hili HAKUNA.

Kigezo cha tatu ni kinachojulikana. mipango ya usimbaji fiche — jinsi hasa misimbo inatumiwa kulinda data inayotumwa. Wacha tuorodheshe chaguzi. WEP - hutumia cipher ya mkondo wa RC4, ufunguo wa siri ni ufunguo wa usimbuaji, ambao unachukuliwa kuwa haukubaliki katika ulimwengu wa cryptography ya kisasa. TKIP - kutumika katika WPA, CKIP - katika WPA2. TKIP+CKIP - inaweza kubainishwa katika pointi zinazoweza WPA na WPA2 kwa utangamano wa nyuma.

Badala ya vitu vitatu, unaweza kupata alama ya WEP ya upweke:

[WEP]

Kama tulivyojadili hapo juu, hii inatosha kutotaja algorithm ya kutumia funguo, ambayo haipo, na njia ya usimbuaji, ambayo ni sawa na chaguo-msingi.

Sasa fikiria mabano haya:

[ESS]

Ni Njia ya uendeshaji ya Wi-Fi au Topolojia ya mtandao wa Wi-Fi. Unaweza kukutana na hali ya BSS (Basic Service Set) - wakati kuna sehemu moja ya kufikia ambayo vifaa vilivyounganishwa vinawasiliana. Inaweza kupatikana kwenye mitandao ya ndani. Kama sheria, sehemu za ufikiaji zinahitajika ili kuunganisha vifaa kutoka kwa mitandao tofauti ya ndani, kwa hivyo ni sehemu ya Seti za Huduma Zilizopanuliwa - ESS. Aina ya IBSSs (Seti Huru za Huduma za Msingi) inaonyesha kuwa kifaa ni sehemu ya mtandao wa Peer-to-Rika.

Unaweza pia kuona bendera ya WPS:

[WPS]

WPS (Wi-Fi Protected Setup) ni itifaki ya uanzishaji wa nusu-otomatiki wa mtandao wa Wi-Fi. Ili kuanzisha, mtumiaji aidha huingiza nenosiri la herufi 8 au bonyeza kitufe kwenye kipanga njia. Ikiwa eneo lako la ufikiaji ni la aina ya kwanza na kisanduku cha kuteua hiki kinaonekana karibu na jina la eneo lako la ufikiaji, unapendekezwa sana kwenda kwenye paneli ya msimamizi na kuzima ufikiaji wa WPS. Ukweli ni kwamba mara nyingi PIN ya tarakimu 8 inaweza kupatikana kwa anwani ya MAC, au inaweza kutatuliwa kwa wakati unaoonekana, ambao mtu anaweza kuchukua faida kwa njia isiyo ya uaminifu.

6. Unda mfano na kazi ya kuchanganua

Kulingana na kile tulichogundua hapo juu, tutaelezea kile kilichotokea kwa kutumia madarasa ya data:

/* схема аутентификации */
enum class AuthMethod {
    WPA3,
    WPA2,
    WPA, // Wi-Fi Protected Access
    OTHER, // включает в себя Shared Key Authentication и др. использующие mac-address-based и WEP
    CCKM, // Cisco
    OPEN // Open Authentication. Может быть со скрытым Captive Portal Detection - запрос аутентификации через браузер
}

/* алгоритм ввода ключей */
enum class KeyManagementAlgorithm {
    IEEE8021X, // по стандарту
    EAP, // Extensible Authentication Protocol, расширяемый протокол аутентификации
    PSK, // Pre-Shared Key — каждый узел вводит пароль для доступа к сети
    WEP, // в WEP пароль является ключом шифрования (No auth key)
    SAE, // Simultaneous Authentication of Equals - может быть в WPA3
    OWE, // Opportunistic Wireless Encryption - в роутерах новых поколений, публичных сетях типа OPEN
    NONE // может быть без шифрования в OPEN, OTHER
}

/* метод шифрования */
enum class CipherMethod {
    WEP, // Wired Equivalent Privacy, Аналог шифрования трафика в проводных сетях
    TKIP, // Temporal Key Integrity Protocol
    CCMP, // Counter Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol,
    // протокол блочного шифрования с кодом аутентичности сообщения и режимом сцепления блоков и счетчика
    // на основе AES
    NONE // может быть без шифрования в OPEN, OTHER
}

/* набор методов шифрования и протоколов, по которым может работать точка */
data class Capability(
    var authScheme: AuthMethod? = null,
    var keyManagementAlgorithm: KeyManagementAlgorithm? = null,
    var cipherMethod: CipherMethod? = null
)

/* Режим работы WiFi (или топология сетей WiFi) */
enum class TopologyMode {
    IBSS, // Эпизодическая сеть (Ad-Hoc или IBSS – Independent Basic Service Set).
    BSS, // Основная зона обслуживания Basic Service Set (BSS) или Infrastructure Mode.
    ESS // Расширенная зона обслуживания ESS – Extended Service Set.
}

Sasa wacha tuandike kazi ambayo itachanganua uwanja wa uwezo:


private fun parseCapabilities(capabilitiesString: String): List < Capability > {
    val capabilities: List < Capability > = capabilitiesString
        .splitByBrackets()
        .filter {
            !it.isTopology() && !it.isWps()
        }
        .flatMap {
            parseCapability(it)
        }
    return
        if (!capabilities.isEmpty()) {
            capabilities
        } else {
            listOf(Capability(AuthMethod.OPEN, KeyManagementAlgorithm.NONE, CipherMethod.NONE))
        }
}

private fun parseCapability(part: String): List < Capability > {
    if (part.contains("WEP")) {
        return listOf(Capability(
            AuthMethod.OTHER,
            KeyManagementAlgorithm.WEP,
            CipherMethod.WEP
        ))
    }

    val authScheme = when {
        part.contains("WPA3") - > AuthMethod.WPA3
        part.contains("WPA2") - > AuthMethod.WPA2
        part.contains("WPA") - > AuthMethod.WPA
        else - > null
    }

    val keyManagementAlgorithm = when {
        part.contains("OWE") - > KeyManagementAlgorithm.OWE
        part.contains("SAE") - > KeyManagementAlgorithm.SAE
        part.contains("IEEE802.1X") - > KeyManagementAlgorithm.IEEE8021X
        part.contains("EAP") - > KeyManagementAlgorithm.EAP
        part.contains("PSK") - > KeyManagementAlgorithm.PSK
        else - > null
    }

    val capabilities = ArrayList < Capability > ()
    if (part.contains("TKIP") || part.contains("CCMP")) {
        if (part.contains("TKIP")) {
            capabilities.add(Capability(
                authScheme ? : AuthMethod.OPEN,
                keyManagementAlgorithm ? : KeyManagementAlgorithm.NONE,
                CipherMethod.TKIP
            ))
        }
        if (part.contains("CCMP")) {
            capabilities.add(Capability(
                authScheme ? : AuthMethod.OPEN,
                keyManagementAlgorithm ? : KeyManagementAlgorithm.NONE,
                CipherMethod.CCMP
            ))
        }
    } else if (authScheme != null || keyManagementAlgorithm != null) {
        capabilities.add(Capability(
            authScheme ? : AuthMethod.OPEN,
            keyManagementAlgorithm ? : KeyManagementAlgorithm.NONE,
            CipherMethod.NONE
        ))
    }

    return capabilities
}

private fun parseTopologyMode(capabilitiesString: String): TopologyMode ? {
    return capabilitiesString
        .splitByBrackets()
        .mapNotNull {
            when {
                it.contains("ESS") - > TopologyMode.ESS
                it.contains("BSS") - > TopologyMode.BSS
                it.contains("IBSS") - > TopologyMode.IBSS
                else - > null
            }
        }
        .firstOrNull()
}

private fun parseWPSAvailable(capabilitiesString: String): Boolean {
    return capabilitiesString
        .splitByBrackets()
        .any {
            it.isWps()
        }
}

private fun String.splitByBrackets(): List < String > {
    val m = Pattern.compile("[(.*?)]").matcher(this)
    val parts = ArrayList < String > ()
    while (m.find()) {
        parts.add(m.group().replace("[", "").replace("]", ""))
    }
    return parts
}

private fun String.isTopology(): Boolean {
    return TopologyMode.values().any {
        this == it.name
    }
}

private fun String.isWps(): Boolean {
    return this == "WPS"
}

8. Tazama matokeo

Nitachanganua mtandao na kukuonyesha nilichopata. Imeonyeshwa matokeo ya pato rahisi kupitia Log.d:

Capability of Home-Home [WPA2-PSK-CCMP][ESS][WPS]
...
capabilities=[Capability(authScheme=WPA2, keyManagementAlgorithm=PSK, cipherMethod=CCMP)], topologyMode=ESS, availableWps=true

Suala la kuunganisha kwenye mtandao kutoka kwa msimbo wa maombi lilibakia bila kuchunguzwa. Nitasema tu kwamba ili kusoma nywila zilizohifadhiwa za OS ya kifaa cha rununu, unahitaji haki za mizizi na nia ya kuvinjari kupitia mfumo wa faili kusoma wpa_supplicant.conf. Ikiwa mantiki ya programu inahitaji kuingiza nenosiri kutoka nje, uunganisho unaweza kufanywa kupitia darasa android.net.wifi.WifiManager.

Shukrani Egor Ponomarev kwa nyongeza za thamani.

Ikiwa unafikiri kitu kinahitaji kuongezwa au kusahihishwa, andika kwenye maoni :)

Chanzo: mapenzi.com

Wi-Fi na vifupisho vingine vingi. Jinsi ya kupata data kuhusu nodi za Wi-Fi kwenye programu ya Android bila kuvimba