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Träume von Hackerphone (und Hackerpad)


Moderne Smartphones und Tablets glänzen trotz aller Leistung und Funktionalität im Allgemeinen nicht mit Abwechslung. Dieselben glänzenden Rechtecke aus Glas und Kunststoff, ein Bildschirm im gesamten Gehäuse, ein Standardsatz an Hardwarefunktionen mit sehr kleinen Abweichungen ... Dies ist besonders akut, wenn Sie Artikel über altes Eisen lesen. Wo ist die Vielfalt der Formen und Inhalte, die es einmal gab?

Beim Parsen seiner Notizen stößt er auf einige interessante Notizen darüber, welche ungewöhnlichen Funktionen in Smartphones und Flugzeugen auftreten könnten, und beschloss, all dies in einem Artikel zu kombinieren.

Dieser Beitrag am Freitag widmet sich meiner Vision der Konzepte von zwei Geräten für echte Geeks und Hacker - ungefähr entsprechend dem modernen „Smartphone“ und „Tablet“ (oder besser „UMPC“).

Hackerphone


Da das Gerät viel Füllung aufweist, sind wir nicht unbedingt auf die Dicke des Geräts bei 7 oder 8 mm beschränkt. Es ist möglich, 10 und 15 und noch mehr - das sollte uns nicht verwirren. Unsere Aufgabe ist es, so viele interessante Features wie möglich in den Fall zu bringen. Und das alles erfordert natürlich eine leistungsstarke Batterie.

Erinnerung an die Batterieund Essen als solches möchte ich einige wichtige Merkmale erwähnen, die in modernen Smartphones völlig fehlen. Das erste ist die Möglichkeit, mit externem Strom (z. B. USB) ohne Batterie zu arbeiten. Mit einer Batterie kann alles passieren, aber warum können moderne Geräte ohne eine Batterie mit externer Stromversorgung nicht funktionieren? Die zweite Option ist ein austauschbarer Akku. Jetzt können die Akkus überhaupt nicht mehr entfernt werden. Wenn sie austauschbar sind, müssen Sie die hintere Abdeckung des Smartphones öffnen, was normalerweise unpraktisch ist. Tatsächlich liegt die Idee auf der Hand - die Batterie und die hintere Abdeckung zu kombinieren und den Verbindungsmechanismus schnell und zuverlässig zu machen. Einerseits sollte es grundsätzlich keine versehentlichen Unterbrechungen geben, andererseits sollte es möglich sein, eine entladene Batterie vor Ort schnell abzubrechen und eine Ersatzbatterie anzubringen.

Sie können auch das kabellose Laden erwähnen. Das ist jetzt in Mode - warum nicht? Und obwohl dies für mich nicht grundlegend ist, gibt es zweifellos Menschen, für die diese Funktion sehr wichtig sein wird.

Beginnen wir mit den Standardfunktionen.


und wir werden uns schrittweise in Richtung Nicht-Standard und sehr Nicht-Standard bewegen. Es ist ganz natürlich zu erwarten, dass das Hackerphone über einen leistungsstarken Prozessor, viel RAM, viel Flash-Speicher und einen Steckplatz für eine microSD-Karte verfügt. Zwei WiFi-Module gleichzeitig - dies kann für verschiedene Zwecke nützlich sein, einschließlich für Hacker-Module. Das Bluetooth-Modul, Satellitennavigationsmodul für die Arbeit mit allen Arten von Satelliten (und es gibt jetzt viele davon). Unterstützung für alle modernen Mobilfunkstandards. Beschränken Sie sich nicht auf GSM-Kommunikation. Zumindest können Sie Kommunikationsmodule für moderne Standards hinzufügen, die in verschiedenen Ländern der Welt üblich sind.

Zwei Kameras für Foto und Video - auf der Rückseite und vorne. Natürlich USB (einschließlich USB-Host). Der Anschlusstyp ist MicroUSB oder USB TypeC, und wir meinen, dass wir für einige Hacking-Zwecke möglicherweise verschiedene Geräte über USB anschließen müssen. Und wenn ja, dann ist es durchaus möglich, mehrere USB-Anschlüsse anzuschließen - warum nicht? Es sollte auch der Audioausgang und -eingang beachtet werden (normalerweise wird bei Smartphones nur der Ausgang oder ein kombinierter Anschluss verwendet, in dem sich ein viertes Kabel für das Mikrofon befindet).

Betriebssystem - aus pragmatischen Gründen sollte es wahrscheinlich Android sein (nur weil es mehr Software dafür gibt), aber wahrscheinlich so nah wie möglich an Linux (das heißt, neben der Android-Umgebung selbst gibt es möglicherweise auch eine Linux-Umgebung auf dem Hof, in der Sie reguläre Linux-Programme ausführen können). Natürlich mit Root-Rechten.

Sensoren . Kompass (Magnetometer), Gyroskop, Beschleunigungsmesser - jetzt ist es fast Standard. Temperatur-, Druck- und Feuchtigkeitssensor - das gibt es auch bei vielen Modellen. Obwohl diese Sensoren wie eine Kleinigkeit erscheinen, ist ihre Anwesenheit sehr schön und die Kosten sind billig. Vergessen Sie auch nicht den Fingerabdruckscanner, verschiedene biomedizinische Sensoren - zum Beispiel einen SpO2-Sauerstoffsättigungssensor, einen Herzschlagsensor (auch als Pulsmesser, Herzfrequenzmesser bekannt).

Vergessen Sie nicht die NFC- Technologie , und es sollte Kompatibilität mit allen NFC-ähnlichen Technologien bestehen. Zum Beispiel kontaktlose Karten EM-Marine, Mifare, HID.Proximity (sowohl Lesen / Schreiben als auch Emulation). Beispielsweise sollten solche Karten, die in vielen Organisationen als Ausweise verwendet werden, unterstützt werden. Auch dies sind Intercom-Sensoren.


Und natürlich werden wir die Reichweite (sowohl für den Empfang als auch für das Senden) erhöhen und, wenn möglich, die Programmsteuerung auf der niedrigstmöglichen Ebene öffnen: In Zukunft könnten neue Protokolle erscheinen. Es wäre gut, wenn ihre Unterstützung rein programmgesteuert durch Installation implementiert würde neuer Treiber.

Zwei Bildschirme auf beiden Seiten des Geräts : LCD + E-Ink oder ein anderer nicht leuchtender Bildschirm (z . B. Mirasol ). Ja, die Idee stammt von YotaPhone.


Die Rückseite des Smartphones wird normalerweise in keiner Weise verwendet - und dies ist eine großartige Möglichkeit, es zu verwenden. Warum nicht?

Mehrere SIM-Karten . Seltsamerweise sparen sie bei Flaggschiff-Modellen die Anzahl der Plätze für SIM-Karten. Ich berücksichtige sofort die Notwendigkeit von mindestens zwei Plätzen für den Sim-März. Ein weiteres wichtiges Detail: GSM-Module müssen unabhängig sein und gleichzeitig arbeiten können. Es sollte auch die Möglichkeit einer vollständigen Kontrolle über den Stimmapparat beachtet werden: Sprachaufzeichnung, Software-Wiedergabe von Ton im GSM-Sprachpfad, Umschalten von Kanälen zwischen verschiedenen Quellen und Empfängern (und nicht nur GSM, sondern auch anderen - wir werden viele davon haben) mit Software-Verarbeitung. Dies ist für viele wichtige Funktionen erforderlich - Aufzeichnen von Telefongesprächen, Softwaremodulation von Sprache „on the fly“ basierend auf Sprachvorlagen, Software, die verschiedene Geräusche aus Audiodateien in ein Gespräch mischt usw.

Infrarotempfänger und -sender. Es scheint, dass Infrarot bereits veraltete Technologie ist. Die Bedienfelder von Haushaltsgeräten waren und sind jedoch schon sehr lange Infrarot. Dementsprechend ist es nicht so schwierig, eine Infrarot-LED für den Sender und eine Fotodiode für den Empfänger zu haben. Der Empfänger wird hauptsächlich zum Speichern der Codes verschiedener Fernbedienungen benötigt.

Es gibt wahrscheinlich eine andere interessante und nicht standardmäßige Anwendung des Infrarotempfängers und -senders - ein Lasermikrofon. Wenn Sie über eine leistungsstarke Infrarotlichtquelle (ich weiß nicht, ob hier ein Laser oder eine ausreichend leistungsstarke LED benötigt wird) und einen empfindlichen Empfänger verfügen, können Sie ein Gespräch im Raum führen, indem Sie beispielsweise eine Fensterscheibe beleuchten.

Dies impliziert die Notwendigkeit eines programmgesteuerten Zugriffs auf den IR-Empfänger und -Sender auf der niedrigsten Ebene (in Bezug auf ADC und DAC).

Als nächstes beginnt eine völlig atypische


Wärmebildkamera . Hier sind solche Geräte ziemlich im Verkauf, und es gab Bewertungen auf Habré. Eins , zwei , drei .


Aber Sie müssen zugeben, es ist viel interessanter, wenn ein solches Gerät zunächst in das Smartphone eingebaut ist (und mir ist der Preis bekannt, aber wir sprechen über das Konzept und nicht über den Preis). Natürlich sollte es eine Aufzeichnung von Fotos und Videos von diesem Kanal geben. Und natürlich finden Sie eine solche Funktion mit vielen Hackern und nur interessanten Anwendungen!

Dreidimensionaler Scanner . Dies bezieht sich auf das bekannte berühmte Projekt Tango. Weitere Details .

Technisch gesehen besteht es, wie aus der Beschreibung hervorgeht, aus einer Doppelkamera, einem Tiefensensor und einem Bewegungserfassungssensor. Echte Geräte sind bereits im Verkauf . Natürlich gibt es keine Möglichkeit, an einer solch schicken Gelegenheit vorbeizukommen. Deshalb lass es sein.

Geigerzähler / Dosimeter / Strahlungssensor
Es ist überraschend, aber ein Smartphone mit Strahlungssensor bereits vorhanden ist (und vielleicht nicht das einzige Modell). Nach dem Unfall in Fukushima begannen die Japaner, solche Smartphones herzustellen. Grundsätzlich ist der Sensor als Sensor mit der richtigen Empfindlichkeit durchaus sinnvoll. Ich weiß nicht, wie genau die Japaner es erkannt haben, aber wenn man die Abmessungen des Sensors von Haushaltsdosimetern betrachtet, scheint es, dass er für die Abmessungen des Smartphones zu groß ist. In diesem Fall kann dieser Sensor in das nächste Konzept integriert werden - Hackerpad.

Universeller chemischer Analysator / Spektroskop . Hier ist ein Beispielgerät . Die allgemeine Idee besteht darin, den Analyten mit speziellen LEDs zu beleuchten und das reflektierte Spektrum zu analysieren. Natürlich wird ein solches Gerät in vielen Fällen nützlich sein.

Leider wurde diese Technologie bisher nicht ausreichend auf mobile Geräte portiert (und sie ist in der Variante mobiler Geräte einfach nicht ausreichend entwickelt, und es ist unklar, ob eine Entwicklung stattfinden wird), weshalb die Genauigkeit zu wünschen übrig lässt. Aber im Allgemeinen ist diese Richtung sehr attraktiv, deshalb markiere ich sie einfach auf der allgemeinen Liste.

Satellitentelefonie und Internet . Smartphones, die Satellitenkommunikation unterstützen, sind , aber selten. Das Hauptproblem besteht darin, dass die Abmessungen der Satellitenschüssel zu groß sind, um in moderne ultradünne Smartphones integriert zu werden. Daher werden Satellitentelefone normalerweise in einem klassischen und sogar etwas altmodischen Formfaktor hergestellt. Es gibt immer noch eine alternative (aber im Wesentlichen eine Krücken-) Lösung - eine iPhone-Hüllemit Satellitenunterstützung. Natürlich werden solche Dinge für die meisten Verbraucher (na ja oder sehr bald) nicht in Smartphones eingebaut. Aber wir haben ein Hackerphone und geben eine solche Gelegenheit aus Gründen der Dicke auf ...

DECT-Telefoniemodul . Es wäre interessant, Ihr Smartphone über DECT mit dem Heim- und Bürotelefonnetz zu verbinden! Googeln, dafür gesorgt, dass alles schon vor uns erfunden wurde . Die Gelegenheit ist interessant, lassen Sie es auf unserer Liste sein.

Sensor für elektromagnetische Strahlung. Es gibt solche Geräte zum Auffinden versteckter Kabel und Leitungen. Eine ziemlich interessante Klasse von Geräten mit einer einfachen Schaltung. Eine andere ähnliche Klasse von Geräten sind die Detektoren für elektromagnetische Felder, bei denen mehrere Sensoren orthogonal angeordnet sind. Das Vorhandensein solcher Funktionen (möglicherweise sogar in einigen fortgeschrittenen Versionen) ist in einem Hacker-Gerät durchaus angemessen - zumindest, um nach derselben versteckten Kabelverkabelung zu suchen. Vielleicht sogar geeigneter als meteorologische und medizinische Sensoren.

Verschiedene TV- und Radio-Tuner (digital, analog) . UKW-Radio ist in Smartphones weit verbreitet. Analoge TV-Tuner sind manchmal in chinesischen Smartphones zu finden (und funktionieren sogar). Um beispielsweise digitales Fernsehen zu empfangen, gibt es ein solches Gerät, das über USB angeschlossen ist.


Ich glaube, eine wichtige Gelegenheit ist die Integration von Audio- und Videostreams in das gesamte Smartphone-System, dh es sollte die Möglichkeit geben, Audio und Video aufzuzeichnen sowie deren Umleitung und Softwaremischung.

Hacker Funkmodul . Hier kamen wir logischerweise zu einem Höhepunkt. Warum separate Module zum Empfangen und Senden verschiedener Daten, allerlei Radio-TV- und Radio-Tuner, erstellen, wenn Sie einen universellen digitalen programmgesteuerten Transceiver herstellen können? Ja, es kann von Hardwarebeschleunigern und -verlängerern begleitet werden, die speziell zum Codieren und Decodieren bestimmter Protokolle - beispielsweise Mobilkommunikation oder Fernsehen - geschärft wurden.


Im Bild - HackRF- Board(und die Masse der Artikel einschließlich auf Habré). Es handelt sich um einen digitalen SDR-Empfänger und -Sender, der in einem weiten Frequenzbereich arbeitet und nahezu alle modernen Funktechnologien abdeckt. Mit einem ähnlichen Schema, das in unser Hackerphone integriert ist, könnten wir Funktionen wie einen Radioscanner im weiten Bereich, ein Walkie-Talkie, die oben genannten Radio- und TV-Tuner und einen Pager haben (ich weiß nicht, ob derzeit eine Paging-Verbindung besteht, aber die Software-Implementierung dieser Funktion sollte dies tun um unkompliziert zu sein - zu einer Zeit gab es sogar Programme zum Abfangen von Paging-Nachrichten, die mit analogen TV-Tunern funktionierten), Software-Unterstützung für alle Arten von Funkkommunikations- und Datenübertragungsstandards, einschließlich veralteter und seltener,Implementierung von nicht standardmäßigen Mobilfunknetzfunktionen (z. B. Senden von durch Software generierten Paketen) und sogar Emulation einer Mobilfunkbasisstation.

Es gibt einen wichtigen Aspekt: ​​die Anzahl der Empfänger und Sender (dh die Anzahl der Funkkanäle, die gleichzeitig funktionieren können). Natürlich werden Sie nicht viel in die kleine Smartphone-Hülle stecken: Deshalb müssen Sie etwas opfern. Es ist logisch, dass die Grundfunktionen eines Smartphones (mobile Kommunikation) grundlegend bleiben sollten und die zusätzlichen Funktionen in einem solchen universellen Transceiver kombiniert werden können. Ich würde der Klasse der zusätzlichen Peripheriegeräte sicherlich verschiedene FM- und TV-Tuner zuordnen. Wenn im Gehäuse nicht genügend freies Volumen vorhanden ist, kann hier auch das DECT-Modul aufgenommen werden.

Hackerpad


Das zweite Konzept ist ein größeres Gerät. Entspricht in etwa einem Tablet oder UMPC - es ist noch kein Laptop, aber auch kein Smartphone (Sie können übrigens das dritte Konzept in Betracht ziehen - "Hackerbook", aber im Vergleich zu "Hackerpad" gibt es im Allgemeinen nichts hinzuzufügen). Also, was wird drin sein?

Das alles ist im Hackerphone . Ja, warum müssen wir vorhandene Funktionen aufgeben - sowohl die Gehäuseabmessungen als auch die Batterie ermöglichen es uns, nichts abzulehnen. Wir werden neue hinzufügen.

Formfaktor . Das Interessanteste an unserem hypothetischen Gerät ist der ungewöhnliche Formfaktor. Dies ist das Vorhandensein einer Hardwaretastatur und vor allem deren Platzierung. Als Basis habe ich den UMPC Samsung Q1 Ultra genommen .


Bitte beachten Sie, dass sich die Schlüssel auf zwei Seiten des Geräts befinden. Dies ist eine ideale Anordnung zum Tippen mit zwei Händen, während Sie das Gerät wie eine Spielekonsole halten.

Es ist zu beachten, dass die geplante Größe des Hackerpads größer sein sollte als die des Q1 Ultra. Es ist sinnvoll, mindestens ein 9-Zoll-Display dort zu platzieren. Je mehr Informationen wir auf dem Bildschirm platzieren können, desto komfortabler ist die Verwendung des Geräts. Natürlich gibt es bestimmte Grenzen, aber das Ideal für mich ist die Größe des "großen Tablets". Nichts hindert jedoch daran, eine kleine Version herauszubringen - dies führt jedoch höchstwahrscheinlich zu einer Verringerung der Größe der Schlüssel und des Abstands zwischen den Schlüsseln, was zu Unannehmlichkeiten führen kann.

In Analogie zum Hackerphone wird das Hackerpad auch zwei Bildschirme auf beiden Seiten haben - normal und aus elektronischem Papier. Das Lesen von Büchern und das Betrachten von Sehenswürdigkeiten auf der Straße an einem sonnigen Tag ist auf einem Bildschirm aus elektronischem Papier bequemer. Dies bedeutet, dass die Tasten auch bilateral gemacht werden können. Außerdem habe ich einige Varianten von Overhead-Tastaturen für Smartphones gesehen, bei denen sich die Tasten auf der gegenüberliegenden Seite befanden - vielleicht ist es praktisch. Der Preis für den zweiten Knopfsatz ist günstig. Natürlich wird es möglich sein, die eine oder andere Tastatur nach Belieben zu sperren.

Berühren Sie Empfindlichkeitstasten. Dies ist ein sehr interessantes Konzept, das ich von einer Kamera derselben Samsung-Firma ausgeliehen habe. Die Tasten reagieren nicht nur empfindlich auf Drücken, sondern auch auf Berühren ohne Drücken. Wie kann dies angewendet werden? Zum bequemen Drucken von Text: Wenn Sie die Schaltfläche berühren, wird das entsprechende Zeichen im Eingabeforum in einer "durchscheinenden" Form als Hinweis angezeigt. Auf diese Weise kann eine Person Text sehr schnell und im Allgemeinen fehlerfrei eingeben, ohne auf die Tasten zu schauen.

Ich weiß nicht, ob eine solche Funktionalität an anderer Stelle implementiert wurde. Die Idee mit einem Hinweis bei der Texteingabe ist meine ursprüngliche (in der Kamera werden Berührungen zum Hervorheben von Menüelementen und Drücken zur Auswahl verwendet).

Ethernet-Modul. Im Allgemeinen befindet sich das Ethernet-Modul auf fast allen Mikrocontrollern, die als Prozessoren in Smartphones verwendet werden. Ein kabelgebundenes Netzwerk befindet sich in jedem Heim und Büro. Das Hauptproblem ist, dass der RJ-45-Anschluss für ein mobiles Gerät zu groß ist. Es gibt jedoch eine Lösung: Die Fotos zeigen Beispiele für faltbare RJ-45-Anschlüsse, die tatsächlich auf einigen dünnen Laptops verwendet werden.



Da wir nicht die Mindestdicke verfolgen und unser Hauptziel darin besteht, so viele Funktionen wie möglich hinzuzufügen, die von Geeks und Hackern gefordert werden können, sollte dies natürlich der Ethernet-Port sein. Darüber hinaus ist es sinnvoll, solche Ports nicht zu einem, sondern zu zwei zu machen.

Kabelgebundenes Telefoniemodul. Ja, das gute alte kabelgebundene Telefon lebt noch und wird leben. Zumindest seit Jahrzehnten. In Häusern, Büros, Hotels, in Unternehmen gab, gibt und wird es städtische und oft lokale Telefonnetze geben. Daher ist es unmöglich, an dieser Technologie vorbeizukommen.

Der RJ-11-Anschluss ist kleiner, kann jedoch bei Bedarf ähnlich wie der RJ-45-Anschluss "gefaltet" werden.

Für den Fall, dass Sie eine Verbindung zum Telefonnetz herstellen und einige nicht triviale Aktionen ausführen müssen, sollte in Hackerpad ein gehacktes Sprachmodemmodul bereitgestellt werden. Aktionen - zum Beispiel - um irgendwo anzurufen und die Konversation mit einer von einer speziellen Software modellierten Stimme abzuspielen. Oder ein Gespräch aufzeichnen. Oder senden Sie programmgesteuert ein Fax.

Oder simulieren Sie ein Gerät, das wie ein Modem funktioniert. Oder pendeln Sie die beiden Zeilen auf listige Weise. Ja, wenn die Abmessungen dies zulassen, sind solche Module auch sinnvoll, um zwei Teile herzustellen. Natürlich müssen sowohl der Sprach- als auch der digitale Pfad programmgesteuert vollständig zugänglich sein.

Digitales Oszilloskop, Logikanalysator sowie analoger und digitaler Signalgenerator. Wenn programmierbares SDR ein universelles Werkzeug für die Arbeit mit Funk ist, ist die hier vorgeschlagene Idee ein universelles Werkzeug für die Arbeit mit verdrahteten Signalen. Der Titel eines Hacker-Geräts weist auf etwas Besonderes hin. Wenn es unwahrscheinlich war, dass es in die Hülle des Smartphones passt, befindet es sich vollständig in der UPMC-Hülle. Natürlich wird das, was ich aus offensichtlichen Gründen als "digitales Oszilloskop" bezeichne, professionelle Geräte nicht erreichen. Es ist eher eine Implementierung, die konzeptionell in der Nähe von USB-Oszilloskopen liegt. Aber vor Ort sollten diese Möglichkeiten im Überfluss ausreichen.

Natürlich werden sowohl das Aufzeichnen als auch das Wiedergeben von Signalen per Software bereitgestellt. Eine ähnliche Idee (wenn auch in vereinfachter Form) ist übrigens in einem solchen provisorischen Tablet implementiert - die GPIO-Ports werden an einen externen Anschluss ausgegeben.

Darauf werde ich vielleicht diesen Freitagspost beenden. Vielleicht habe ich etwas vergessen oder verpasst, aber es scheint, dass hier fast alle interessanten Konzepte und Erweiterungen der Funktionalität mobiler Geräte gesammelt sind, auf die ich gestoßen bin. Leider werden solche Geräte höchstwahrscheinlich nie geboren, es sei denn durch die Kräfte der Gemeinschaft ... Einige Erweiterungen sind zu teuer (Wärmebildkamera), jemand wird sagen, dass die meisten dieser Funktionen nicht benötigt werden ... Aber es gibt sicherlich diejenigen, die sich nicht weigern würden, solche zu besitzen Geräte. Im Allgemeinen lade ich Sie zu einer Diskussion ein :)

Source: https://habr.com/ru/post/de400903/

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