La telemetría de F1 destripada

Al igual que en otras ocasiones, voy a aprovechar una de mis aficiones para explicar realizar este post. Concretamente, si una persona se propone robar una clave Wi-fi por estar interesada en ahorrarse unos euros o, si es más experta, intentar espiar a alguien ¿en Formula1 por qué no iban a robar los datos de telemetría que circulan por el aire durante la carrera, si hay intereses de millones de euros?

Voy a hablaros un poco de por qué no lo hacen. La telemetría básicamente se trata de de parámetros del coche que hay que controlar continuamente desde los boxes, de cara a que los ingenieros puedan informar al piloto de cómo tiene que conducir, con qué tiene que tener cuidado, etc... "ten cuidado, estás desgastando mucho en el neumático delantero izquierdo" "el motor está muy alto de temperatura" "estás perdiendo presión en el neumático"... Son señales inalámbricas que se envían mientras el coche está en movimiento, y muy rápido por cierto. Mejor que yo os lo explicarán los siguientes vídeos, aunque sirven a modo introductivo para lo que pretendo explicar:

Como se puede ver en el vídeo, se emplea esta antena para transmitir información desde el coche, y hay repartidos algunos repetidores o antenas alrededor del circuito que envían la señal a los boxes. Además, en el paddock los camiones tienen antenas altísimas que permiten cazar esas señales también, aunque donde realmente se analizan es en los boxes. Concretamente, en esta página tenéis algunos de los sensores gracias a los cuales se recoge información. Son datos refrescados cada 2ms.

En este caso, en 2006 la FIA decidió que todos los monoplazas llevaran el mismo equipo para estas funciones, lo que derivó en un contrato de McLaren que desde 2008 hasta 2012 proveerá a todas las escuderías de la centralita que emite y gestiona estas señales. De temporada a temporada, los monoplazas de los equipos cambian en un 95%, sin embargo, esta pieza es una de las contenidas en el 5% que no cambia. Ojo, que lo que voy a explicar no tiene nada que ver con las conversaciones de radio clásicas entre piloto e ingeniero de pista.

Concretamente, el equipo que se provee se puede consultar en esta página:

Esto es lo que hay dentro del coche. Como se puede ver se trata de una configuración estrella, y las conexiones entre los elementos es mediante CAN. A continuación en esta tablita se pueden ver algunas características del elemento que hay en el centro de la estrella:

En este link tenéis una completa descripción técnica de las características del siguiente modelo: TAG-320B.

Pero claro, toda la información del coche, en el que aproximadamente hay unos 300 sensores, viaja a través del aire hasta los boxes de los equipos. ¿No le gustaría a Ferrari captar los datos que se envían desde el Red Bull, lo cual le podría permitir calcular cuándo entra en boxes, o cuándo tiene problemas reales? A esa parte es la que se le llama la telemetría. Esta palabra proviene del griego tele (distancia) y metría (medición). Y los aparatos encargados de esa retransmisión por el aire son los siguientes: 

Vamos a tratar de explicar los más importantes y permitirán entender qué pasa en el medio aéreo del circuito. Esto se llama técnicamente el CBT-610 o Retransmisor en banda-L, y es lo que va en el coche que envía señales hacia afuera.

 Y esta señal es amplificada a través de la correspondiente antena:

Y claro, toda persona habrá caído que si hay un retransmisor en banda L, necesariamente existirá un receptor en la misma frecuencia. Estos pueden ser cualquiera de los dos siguientes, con sus correspondientes enlaces (1 y 2):

Finalmente, todo estos datos se interpretan y visualizan en el software ATLAS, en el que no vamos a meternos en profundidad ahora.

Ya hemos explicado los elementos básicos, ya que el resto es opcional. Fijaos que en esta página dice que PODRÍA ser provisto gracias a un módem UHF, o este tweet.

Pero bueno... ¿esto en qué emite? O la pregunta muy friki, ¿cómo se puede hackear? Las técnicas de retransmisión de señales inalámbricas más conocidos son RFID, Bluetooth o el omnipresente Wi-fi. Sin embargo, hay muchas más, y la que se usa en F1 es, tal y como hemos adelantado sin darle importancia aparente, OFDM en banda L, entre 1,45 y 1,65 GHz, el cual es un sistema existente desde 1999.

Se trata de un protocolo de radio más primitivo de lo normal (¡quién lo iba a decir en este mundo de tecnología punta!), por lo tanto, NO TIENE NINGÚN TIPO DE CIFRADO. Lo único que garantiza que unos equipos no roben a otros es que no se dice el modo en que se empaquetan los datos en la frecuencia correspondiente. ¡No os quedéis solo con esta frase, que yo no la entendí por lo menos! Vamos a explicarla un poco más: El empaquetado de datos implica determinar el tiempo de transmisión de señal, la cantidad de información que se envía, las ranuras en las que están insertada... todo eso no se cuenta, y evita que las distintas escuderías intenten hackear las señales de la competencia. Mejor explicado que yo, lo hizo el experto profesional en estos temas, @brianjee: (1 y 2)

@jeibros Its not that there's a specific security protocol. It's that the way the packets are multiplexed with FIA track controls isn't
— Brian Jee (@brianjee) julio 20, 2012

@jeibros publicly released for teams to be able to tap into the fiber network and identify specific packets to decode
— Brian Jee (@brianjee) julio 20, 2012

Otra de las características de OFDM es que se trata de una técnica de modulación digital de espectro ensanchado para alcanzar una buena calidad en entornos hostiles, como es el canal de radio. El espectro ensanchado (spread spectrum) consiste en que se reserva más ancho de banda para emitir una señal que propiamente, necesitaría menos ancho. Esta característica permite una serie de ventajas, como el establecimiento de conexiones seguras, aumento de resistencia frente a las interferencias, ruidos y el jamming. 

A pesar de todo, se le puede seguir metiendo mano al sistema, ¿merece la pena, es fácil? A esto respondió de nuevo @brianjee en este, este y este tweet.

Y por si acaso, ¿qué dice el reglamento FIA para que nadie se pase de listo? Se especifica en el artículo 8 de su normativa técnica, donde literalmente se cita:

Es decir, el máximo organismo regulador de Automovilismo se guarda el derecho de tener pleno acceso antes, durante y después de la carrera a la centralita de datos. ¿A que no es fácil robar los datos con todo esto que se ha contado?

Esta entrada hubiera sido totalmente impensable sin la ayuda de @ramoneeza, @guardiolajavi y @brianjee, y también estuvieron implicados @muzzyto y @virutasf1


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Actualización de 25 de agosto

El software que controla todo la telemetría se denomina ATLAS, y tal y como se describe aquí, se puede usar como sistema de monitorización del cuerpo humano.