Enseignement et vulgarisation des transmissions sans-fil

Bonjour, bonsoir,

La semaine dernière, je me suis offert un Flipper Zero, appareil ressemblant à un tamagochi permettant d’analyser certaines transmissions hertziennes. En m’amusant avec ses fonctionnalités, je vois qu’il permet de scanner les cartes FeliCa, des porte-monnaies électroniques utilisés comme cartes de paiement en Asie, et qui utilisent le standard NFC-F. Je teste avec ma propre carte et je constate que l’appareil ne fait que me retourner ce qui ressemble à un numéro de série. Cela m’interroge, car depuis longtemps, des applications Android permettent de retourner bien davantage d’informations, comme le solde restant, les dernières transactions, etc. Pourquoi cet appareil ne le permet-il pas ? Il devrait être possible de programmer une application pour cela. En fouillant pendant des heures dans diverses documentations, je dérive dans mes recherches et j’essaie de comprendre l’architecture complète des systèmes de paiement FeliCa et les sécurités qu’ils embarquent. Au final, je ne trouve pas d’informations précises.

Cette histoire m’a fait prendre conscience que l’information sur les systèmes de transmission sans-fil en général n’est pas suffisamment accessible. C’est peut-être ce manque qui permet à des fakes de circuler (fausses informations sur le "piratage" de systèmes de paiement, fausses vidéos sur le contrôle à distance de lumières, … et on se rappelle bien sûr les complots surréalistes autour de la 5G). Il se trouve que depuis l’année dernière déjà, j’avais vaguement en tête l’idée de créer quelque chose autour des transmissions sans-fil, dans un but pédagogique ou de vulgarisation. Ces dernières semaines, en travaillant sur un autre projet, j’ai été amené à m’intéresser aux méthodes de sécurisation des commandes à distance, type clés de voiture. Mon expérience avec le Flipper Zero a établi une connexion dans ma tête. Et si je lançais un projet autour de ces deux sujets, pour démystifier la sécurité des transmissions sans-fil ?

J’y pense tous les jours depuis. J’ai quelques idées quant au contenu, à la forme que cela pourrait prendre, à l’organisation, … En fait, je n’arrive pas à mettre les choses au clair dans ma tête. J’ai besoin de poser tout cela, de définir où je veux aller avant de vouloir spécifier la manière de faire. C’est pour ça que j’écris ce pavé. J’ai envie de commencer à en parler, de voir les réactions que cela peut susciter, de lire d’autres idées, etc. Il n’y a donc pas de question à ce message, c’est surtout pour moi, et si ça peut nous permettre à toutes et tous de faire émerger quelque chose, eh bien tant mieux.

Salut,

Trop bien, j’avais déjà vu cet appareil me faire de l’oeil mais je ne m’en servirais que très peu donc j’ai pas craqué. Tu en es satisfait ?

Je pense que la raison pour laquelle il y a peu d’information est que c’est vraiment complexe, il faut expliquer de la physique avec la génération et la propagation des ondes, de l’électricité avec le transfert d’énergie qui va devenir de l’alimentation pour les cartes NFC, de l’électronique avec la modulation et le traitement des signaux et les antennes d’émission/réception, puis du réseau avec les protocoles de communication, et de la cybersécurité aussi qui va avec. C’est vraiment un gros morceau.
J’aime beaucoup le format textuel mais je pense que sur ce genre de sujet on ne peut pas couper à des illustrations animées, donc quelques vidéos peuvent être bienvenu.

En tout cas c’est un super projet et je participerai comme je pourrais aux conversations autour si ça peut permettre de soutenir l’initiative en apportant des remarques ou des connaissances.

PS: Concernant les cartes de paiement, je ne connais pas FeliCa mais c’est effectivement plutôt le lecteur qui accède aux données, la carte ne permet que d’obtenir la clé qui te permet d’y accéder.

Trop bien, j’avais déjà vu cet appareil me faire de l’oeil mais je ne m’en servirais que très peu donc j’ai pas craqué. Tu en es satisfait ?

Je ne peux pas me prononcer tant que je n’ai pas commencé à programmer des trucs dessus pour voir comment on dresse la bête.

Je pense que la raison pour laquelle il y a peu d’information est que c’est vraiment complexe, il faut expliquer de la physique avec la génération et la propagation des ondes, de l’électricité avec le transfert d’énergie qui va devenir de l’alimentation pour les cartes NFC, de l’électronique avec la modulation et le traitement des signaux et les antennes d’émission/réception, puis du réseau avec les protocoles de communication, et de la cybersécurité aussi qui va avec. C’est vraiment un gros morceau.

Il y a un juste milieu. Au début de mes études, on a essayé de m’apprendre des concepts très académiques au sujet des ondes électromagnétiques et leur propagation, des formules de pertes, des calculs d’impédance, etc. C’est bien simple : je n’ai jamais rien compris et rien retenu. Par contre, ces dernières années, j’ai vu des vidéos qui expliquent les concepts de base sans trop aller dans le détail, et là, c’était une révélation. Dire que des électrons se déplacent tous dans le même sens dans un fil, que ce mouvement génère une énergie qui fait s’agiter d’autres électrons autour et que cette agitation s’appelle un champ électromagnétique (en gros), c’est quand même bien plus explicite qu’asséner des formules dont on ne visualise pas l’intérêt ! J’ai à cœur d’expliquer les concepts en partant de zéro, et ça tombe bien, c’est ce que je fais depuis 15 ans. Pour les notions de base de réseau, de protocole et de cybersécurité, le boulot est déjà fait.

J’ai griffonné quelques idées dont je retranscris une partie ici :

• Pure théorie : bases des transmissions, ondes électromagnétiques (câble / sans-fil). Normes : NFC, RFID, IR, Wi-Fi (rappels RdZ) - protocoles
• Études de cas : télécommandes IR, télécommandes de voiture, cartes de paiement NFC, badges NFC (vigik). À chaque fois, détails du protocole + explications sécurité.
• Format(s) ? Vidéo, livre, combinaison des 2 ?
• Organisation : définir attendus avant tout

J’imagine un format combinant vidéo et écrit. Pour chaque "chapitre", une version écrite et une vidéo qui reprend ce contenu en l’illustrant avec des expériences. Autant j’ai de l’expérience avec l’écrit, et cela pourrait se faire au format web et pas nécessairement sous forme de livre papier, autant je n’y connais rien du tout en vidéo. J’imagine que faire appel aux services d’une agence de réalisation vidéo représente un coût exorbitant pour un projet amateur.

Aussi, je n’ai pas suffisamment de connaissances pour tout faire moi-même. L’idée derrière serait éventuellement de monter une équipe bien structurée mais je m’efforce de ne pas trop penser à l’organisation avant de savoir précisément vers quoi on va.

Salut,

Ça pourrait mériter son propre sujet parce que c’est compliqué en soi, donc je vais faire court ici et on peut forker sur un autre sujet si tu veux en discuter plus.

Il y a un juste milieu. Au début de mes études, on a essayé de m’apprendre des concepts très académiques au sujet des ondes électromagnétiques et leur propagation, des formules de pertes, des calculs d’impédance, etc. C’est bien simple : je n’ai jamais rien compris et rien retenu. Par contre, ces dernières années, j’ai vu des vidéos qui expliquent les concepts de base sans trop aller dans le détail, et là, c’était une révélation. Dire que des électrons se déplacent tous dans le même sens dans un fil, que ce mouvement génère une énergie qui fait s’agiter d’autres électrons autour et que cette agitation s’appelle un champ électromagnétique (en gros), c’est quand même bien plus explicite qu’asséner des formules dont on ne visualise pas l’intérêt !

Le problème immédiatement apparent dans ton message est que lorsqu’on ne comprend pas les descriptions formelles en question, on se retrouve à écrire une salade de mots qui ne veut rien dire lorsqu’on essaie de faire une description intermédiaire (c’est pas contre toi, ce n’est pas un sujet simple à aborder et je ne serais pas étonné que les vidéos que tu as vues ne font pas mieux en terme de non-sens). Maintenant, je suis complètement d’accord qu’il ne sert à rien d’inclure une description formelle des phénomènes physiques dans un cours de vulgarisation sur les communications sans fils. Je pense aussi qu’il n’est pas nécessaire d’aller bien plus loin qu’une description en quelque mots de ce qui se passe, par exemple parler du couplage inductif utilisé pour les NFC en expliquant qu’on utilise un champ magnétique pour connecter deux circuits électriques semble suffisant. Ça donne l’idée générale sans dire n’importe quoi ni rentrer à moitié dans des détails qui sont casse-gueule à décrire sans formalisme et n’apportent en fait pas grand chose sans le formalisme en question. Tenter d’expliquer les interactions entre champs et mouvements de charges et quelles en sont les conséquences en terme de transfert d’énergie va soit être complètement faux, soit trop vague pour expliquer quoique ce soit de façon claire, soit reposer sur une description formelle. La physique derrière l’électronique est rapidement très subtile parce que l’intuition qu’on peut se construire en jouant avec des circuits simples se casse la gueule lorsqu’on essaie de décrire les choses en termes de champs et de charge électriques (typiquement, croire que l’énergie est transférée du générateur aux autres composants par les électrons dans les fils alors que les fils ne sont que le support pour les mouvements de charge…).

Si tu as du mal à trouver des informations, c’est également car c’est un sujet peu accessible. Disons que c’est complexe, très complexe.

J’ai personnellement toujours du mal à me représenter comment fonctionne réellement l’OFDMA et sa différence avec le QAM.
Sans ça est-ce que je comprends vraiment comment le Wifi fonctionne ?

Si tu veux en parler tu seras forcément obligé de faire de la vulgarisation à moment.
Faire un travail de vulgarisation à ce niveau est difficile, les protocoles sont différents et les techniques de transmissions physiques sont très variés. En plus de cela, c’est un sujet multidisciplinaire !

Bref, le sujet est très complexe mais on peut également voir la question d’un tutoriel sur la transmission sans-fil dans l’autre sens. C’est très complexe alors un tutoriel de vulgarisation a un fort intérêt.
En tout cas, je t’encourage dans ta démarche.

N’hésite pas à commencer par les bases (physiques, ce qu’est une onde, bases de théorie de l’information), les protocoles les plus simples (RFID, IR, Sub-Ghz basiques comme les clés de voitures ou les interrupteurs de maison), protocoles plus complexe (NFC, Bluetooth, LoRa, …) puis les plus complexes (Wifi, 4G/5G).

Si possible tu peux agrémenter un tutoriel pareil avec des petits TP d’électroniques utilisant par exemple le Flipper Zero ou des modules de l’Arduino. Réaliser une connexion bluetooth par exemple.

Note: Tu ne pourras jamais faire le tour des protocoles comme le Wifi la 4G ou la 5G, d’ailleurs, ça ne me semble pas être ton but.

Merci pour vos messages. J’ai longuement discuté du projet avec d’autres personnes ces derniers jours, cela m’a aidé à y voir plus clair dans ce que je veux. Ce serait de créer un support écrit (web) à publication séquentielle, façon gros tuto ZdS et, en projet annexe qui s’appuierait sur le principal, un équivalent vidéo pour montrer par l’expérience plutôt que par des mots.

Niveau organisation, l’expérience m’a montré que la collaboration informelle sans cadre fort peut vite déraper. Sachant que le sujet des droits d’auteur (si cela vient à être édité en livre) et de rémunération (pour les vidéos) peut très vite devenir source de tensions, je me demande s’il est adéquat de créer une structure légale type association pour cadrer les intervenants, qui peuvent potentiellement être nombreux. Je me permets de ping @Amaury pour avis (tu es bien toujours président de l’asso ZdS ?).

Je continue de réfléchir, n’hésitez pas à continuer à alimenter la discussion. Je ne suis pas pressé, j’envisage pour le moment de lancer le projet en septembre.

(J’ai vu le message, je suis toujours président de l’asso ; j’y réfléchis !)

Après de nombreuses tergiversations, voici où j’en suis dans l’idée. Nom de code : Projet Micro-ondes (nom temporaire).

Il s’agit de proposer à toute personne volontaire de rédiger ou adapter (si les licences le permettent) des ressources sur des sujets qui doivent permettre au grand public d’avoir une idée concrète du fonctionnement des objets de la vie quotidienne qui utilisent des transmissions sans-fil. Les sujets en question sont définis par une équipe éditoriale en amont. Pour promouvoir le projet et inciter les spécialistes des ondes électromagnétiques à intervenir, une structure centrale (serveur Discord, site web, …) référence toutes les ressources validées par l’équipe éditoriale. Chacune de ces ressources peut être publiée sur n’importe quelle plateforme, la seule contrainte technique est qu’elles doivent être sous une licence suffisamment permissive pour être modifiées, republiées, réutilisées dans d’autres contextes.

L’aspect rédactionnel et validation éditoriale pour accepter de référencer la ressource au sein du Projet Micro-ondes (nom temporaire), c’est ce que j’appelle le "core". Autour de ce core peuvent graviter d’autres projets ("sides") qui tournent autour de la thématique des transmissions sans-fil, qui peuvent exploiter les ressources, et auxquels d’autres personnes peuvent participer. Ces sides peuvent tourner autour de la réalisation de vidéos, d’expérimentations, de participation à des évènements, etc.

Pour le moment, je n’ai encore rien fait de concret. Les modes de fonctionnement peuvent toujours évoluer par la suite. Dans l’immédiat, je cherche quelques personnes pour définir les sujets qu’on souhaite intégrer et les interdépendances, histoire par exemple de s’assurer que si on parle des cartes de paiement sans contact, on ait aussi une ressource sur les normes NFC, et donc une autre sur les bases des transmissions sans-fil, etc.