W2 MQTT Lab 1 - HackMD

# W2 MQTT Lab #### Autorzy: Paweł Gryka, Michał Wawrzyńczak [TOC] # Ćwiczenie 1 ## 1.1. W programie Wireshark włącz przechwytywanie na właściwym interfejsie sieciowym ## 1.2. Korzystając z aplikacji okienkowej np. MQTT Explorer: ### 1.2.1. Ustaw nasłuchiwanie komunikatów w tematacie `/w2mqqt/+` ![image](https://hackmd.io/_uploads/r12qhGDHp.png) ### 1.2.2. Nadaj kilka przykładowych komunikatów w temacie odpowiadającym numerowi Twojego zespołu `(zespol_003)` ![image](https://hackmd.io/_uploads/ByQFTzvHT.png) ![image](https://hackmd.io/_uploads/H1gdazPS6.png) ### 1.2.3. Rozłącz klienta MQTT ## 1.3. Umieść w protokole zrzuty z Wiresharka pokazujące dane pakiety, dokładnie zinterpretuj je dla warstw warstw L3, L4 i L7 ![image](https://hackmd.io/_uploads/rJYNymwH6.png) ### 1.3.1. CONNECT ![image](https://hackmd.io/_uploads/ryJkJQvr6.png) - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Connect Command - *Długość wiadomości:* 34 bajty - *Nazwa protokołu:* MQTT - *Wersja protokołu:* MQTT v3.1.1 - *Flagi połączenia:* - *Clean Session Flag:* Ustawione na 1, co oznacza, że sesja jest czysta, a poprzednie dane sesji powinny zostać usunięte. - *QoS Level:* Ustawione na 0, co oznacza, że używane jest "At most once delivery" (Fire and Forget). - *Keep Alive:* Ustawione na 60, co oznacza, że klient musi utrzymać połączenie co 60 sekund. - *ID klienta:* mqtt-explorer-9ee7f326 - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 62069 (losowo wybrany port przypisany do aplikacji MQTT Explorer) - *Port docelowy:* 1883 (port na którym uruchomiony jest serwer mqtt://test.mosquitto.org) - *Numer sekwencyjny:* 1 - *Numer potwierdzenia:* 1 - *Długość danych:* 36 bajtów - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv4 (Internet Protocol Version 4) - *Adres źródłowy:* 192.168.88.246 (adres IP komputera na którym uruchomiony został MQTT Explorer) - *Adres docelowy:* 91.121.93.94 (adres IP serwera test.mosquitto.org) - **Warstwa L2 (Łącza danych):** - *Adres MAC źródłowy:* e0:3f:49:ac:80:55 (adres MAC komputera na którym uruchomiony został MQTT Explorer) - *Adres MAC docelowy:* c4:ad:34:37:c9:04 (prawdopodobnie adres MAC switcha w sieci lokalnej)  ### 1.3.2. CONNACK ![image](https://hackmd.io/_uploads/rkT1yXDra.png) - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Connect Ack (Potwierdzenie połączenia) - *Długość wiadomości:* 2 bajty - *Flagi nagłówka:* - *Message Type:* Connect Ack (2) - *Reserved:* 0 - *Długość wiadomości (Msg Len):* 2 - *Flagi potwierdzenia (Acknowledge Flags):* - *Reserved:* Nie ustawione - *Session Present:* Nie ustawione - *Return Code:* Connection Accepted (0) - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 1883 - *Port docelowy:* 62069 - *Numer sekwencyjny:* 1 - *Numer potwierdzenia:* 37 - *Długość danych:* 4 bajty - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv4 (Internet Protocol Version 4) - *Adres źródłowy:* 91.121.93.94 - *Adres docelowy:* 192.168.88.246  ### 1.3.3. SUBSCRIBE ![image](https://hackmd.io/_uploads/r1Ol1mwHa.png) - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Subscribe Request (Żądanie subskrypcji) - *Długość wiadomości:* 16 bajtów - *Flagi nagłówka:* - *Message Type:* Subscribe Request (8) - *Reserved:* 2 - *Długość wiadomości (Msg Len):* 14 - *Message Identifier:* 37903 - *Długość tematu (Topic Length):* 9 - *Temat (Topic):* /w2mqqt/+ - *Żądany poziom usługi jakości (Requested QoS):* At most once delivery (Fire and Forget) (0) - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 62069 - *Port docelowy:* 1883 - *Numer sekwencyjny:* 37 - *Numer potwierdzenia:* 5 - *Długość danych:* 16 bajtów - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv4 (Internet Protocol Version 4) - *Adres źródłowy:* 192.168.88.246 - *Adres docelowy:* 91.121.93.94  ### 1.3.4. SUBACK ![image](https://hackmd.io/_uploads/BkUbJQvSa.png) - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Subscribe Ack (Potwierdzenie subskrypcji) - *Długość wiadomości:* 5 bajtów - *Flagi nagłówka:* - *Message Type:* Subscribe Ack (9) - *Reserved:* 0 - *Długość wiadomości (Msg Len):* 3 - *Message Identifier:* 37903 - *Przyznany poziom usługi jakości (Granted QoS):* At most once delivery (Fire and Forget) (0) - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 1883 - *Port docelowy:* 62069 - *Numer sekwencyjny:* 5 - *Numer potwierdzenia:* 53 - *Długość danych:* 5 bajtów - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv4 (Internet Protocol Version 4) - *Adres źródłowy:* 91.121.93.94 - *Adres docelowy:* 192.168.88.246  ### 1.3.5. DISCONNECT ![image](https://hackmd.io/_uploads/rygmyXPBa.png) - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Disconnect Request (Żądanie rozłączenia) - *Długość wiadomości:* 2 bajty - *Flagi nagłówka:* - *Message Type:* Disconnect Request (14) - *Reserved:* 0 - *Długość wiadomości (Msg Len):* 0 - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 62069 - *Port docelowy:* 1883 - *Numer sekwencyjny:* 53 - *Numer potwierdzenia:* 10 - *Długość danych:* 2 bajty - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv4 (Internet Protocol Version 4) - *Adres źródłowy:* 192.168.88.246 - *Adres docelowy:* 91.121.93.94  --- # Ćwiczenie 2 ## 2.1. Uruchom własny broker mosquitto: `mosquitto.exe -v -p 1883` ![image](https://hackmd.io/_uploads/BJiZG7vHp.png) ## 2.2. W programie Wireshark włącz przechwytywanie na lokalnym interfejsie sieciowym ![image](https://hackmd.io/_uploads/S1mrGXDHT.png) ## 2.3. Uruchomienie klienta subskrybującego temat „mosiot": `mosquitto_sub -v -h localhost -t "mosiot"` ![image](https://hackmd.io/_uploads/By8VMmPBT.png) ## 2.4. Uruchomienie klienta publikującego w temacie „mosiot": `mosquitto_pub -h localhost -t "mosiot" -m "Testowa wiadomosc"` ![image](https://hackmd.io/_uploads/HJrXmXwr6.png) ## 2.5. Umieść w protokole zrzuty z Wiresharka pokazujące dane pakiety, dokładnie zinterpretuj je dla warstw warstw L3, L4 i L7  Na poniższym zrzucie ekranu przedstawione są różne rodzaje pakietów przesyłanych w ramach komunikacji MQTT: 1. **Connect oraz Subscribe Request:** - Pakiety inicjalizacyjne ustanawiające połączenie oraz zgłaszające subskrypcję do tematu "mosito". 2. **Ping Request - Podtrzymanie połączenia:** - Pakiet wysyłany okresowo w celu utrzymania aktywności połączenia. 3. **Ponowny Connect oraz Subscribe Request:** - Po zrestartowaniu przez nas klienta mosquitto_sub, wysyłane zostały ponownie pakiety połączenia i subskrypcji. 4. **Ping Request - Podtrzymanie połączenia:** - Kolejny pakiet ping, mający na celu utrzymanie stałego połączenia. 5. **Connect oraz Publish - Uruchomienie klienta mosquitto_pub, opublikowanie wiadomości "Testowa wiadomość":** - Żądanie połączenia i opublikowanie wiadomości do tematu "mossito" przez klienta mosquitto_pub. 6. **Ping Request - Podtrzymanie połączenia:** - Kolejny pakiet ping, dbający o utrzymanie stałego połączenia. ![image](https://hackmd.io/_uploads/B1j9-gcHa.png) Widoczny jest brak pakietu publish wysłanego przez brokera MQTT do klienta, który zasubskrybował temat "mosito". Nie jesteśmy pewni, z czego wynika brak tego pakietu, możliwe przyczyny obejmują: 1. Problem z Połączeniem 2. Błąd w Subskrypcji Klienta 3. Niepoprawna Konfiguracja Tematu 4. Brak Publikacji na Brokerze 5. Błędy w Logice Aplikacji ### 2.5.1. SUBSCRIBE ![image](https://hackmd.io/_uploads/SJt2fmvBp.png) - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Subscribe Request (Żądanie subskrypcji) - *Długość wiadomości:* 13 bajtów - *Flagi nagłówka:* - *Message Type:* Subscribe Request - *Reserved:* 2 - *Długość wiadomości (Msg Len):* 11 - *Message Identifier:* 1 - *Długość tematu (Topic Length):* 6 - *Temat (Topic):* mosiot - *Żądany poziom usługi jakości (Requested QoS):* At most once delivery (Fire and Forget) (0) - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 62244 (port wystawionego klienta mqtt) - *Port docelowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 15 - *Numer potwierdzenia:* 5 - *Długość danych:* 13 bajtów - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - **Warstwa L2 (Łącza danych):** - *Typ:* Null/Loopback (localhost - adres serwera i klienta mqtt)  ### 2.5.2. SUBACK ![image](https://hackmd.io/_uploads/r18TzQPST.png) - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Subscribe Ack (Potwierdzenie subskrypcji) - *Długość wiadomości:* 5 bajtów - *Flagi nagłówka:* - *Message Type:* Subscribe Ack - *Reserved:* 0 - *Długość wiadomości (Msg Len):* 3 - *Message Identifier:* 1 - *Przyznany poziom usługi jakości (Granted QoS):* At most once delivery (Fire and Forget) (0) - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 1817 - *Port docelowy:* 62244 - *Numer sekwencyjny:* 5 - *Numer potwierdzenia:* 28 - *Długość danych:* 5 bajtów  ### 2.5.3. PUBLISH ![image](https://hackmd.io/_uploads/ry-AfXPBp.png) - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Message (Publikacja wiadomości) - *Długość wiadomości:* 27 bajtów - *Flagi nagłówka:* - *Message Type:* Publish Message - *QoS Level:* At most once delivery (Fire and Forget) - *Długość wiadomości (Msg Len):* 25 - *Długość tematu (Topic Length):* 6 - *Temat (Topic):* mosito - *Wiadomość (Message):* 546573746f776120776961646f6d6f7363 (heksadecymalny zapis ASCII: "Testowa wiadomość") - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 62262 - *Port docelowy:* 1817 - *Numer sekwencyjny:* 15 - *Numer potwierdzenia:* 5 - *Długość danych:* 27 bajtów  --- # Ćwiczenie 3 Architektura zadania: - własny broker mosquitto - wireshark (na brokerze) - klient mosquito_pub - klient mosquito_sub ## 3.1. Uruchom w odrębnych konsolach i obserwuj rezultaty dla różnych QoS. `Subskrybent, np: mosquitto_sub -d -v -q 2 -h localhost -t "iot"` `Wydawca, np: mosquitto_pub -d -q 1 -h localhost -t "iot" -m "tekst"` Podane polecenia uruchomiliśmy w terminalach i przeszliśmy do kolejnych poleceń. ## 3.2. Umieść w protokole zrzuty z Wiresharka pokazujące PUBLISH i PUBACK/PUBREC, PUBREL i PUBCOMP. Dokładnie zinterpretuj te pakiety dla warstw L3, L4 i L7. Należy przedstawić komunikację w kanałach PUB-Broker i Broker-SUB dla różnych przypadków QoS: PCAP: https://we.tl/t-Q4lM9InzVg - ściagnięte na lapku pracowym w `Desktop/Studia/W2` Kolejność: 2,1,3 (zadania) ### 3.2.1. P-B i B-S QoS1 Modelowy przebieg w QoS1 pokazany na wykładzie: ![obraz](https://hackmd.io/_uploads/Sy0l3B9HT.png) Ponieważ tutaj zarówno P-B jak i B-S mają QoS1, to przebieg ten można by zmodyfikować w następujący sposób: ![obraz](https://hackmd.io/_uploads/Sy10fL9HT.png) Dokładnie taki przebieg można zaobserwować na zebranym zrzucie pcap: Przebieg uchwycony w trakcie eksperymentów: ![obraz](https://hackmd.io/_uploads/BkKk4IqBp.png) Poniżej zamieszczamy dokładną analizę tych czterech pakietów **Pakiet 2 - Publish**: - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Message - *Długość wiadomości:* 12 bajtów - *Długość tematu (Topic Length):* 3 - *Temat (Topic):* iot - *Żądany poziom usługi jakości (Requested QoS):* At least once delivery (Acknowledged deliver) - *Treść wiadomości (Message):* "74656b7374" (czytane jako "tekst" w kodzie ASCII) - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 53982 (port wystawionego klienta mqtt) - *Port docelowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 15 - *Numer potwierdzenia:* 5 - *Długość danych:* 14 bajtów - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) **Pakiet 4 - Publish**: - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Message - *Długość wiadomości:* 12 bajtów - *Długość tematu (Topic Length):* 3 - *Temat (Topic):* iot - *Żądany poziom usługi jakości (Requested QoS):* At least once delivery (Acknowledged deliver) - *Treść wiadomości (Message):* "74656b7374" (czytane jako "tekst" w kodzie ASCII) - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Port docelowy:* 53979 (port wystawionego klienta mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 10 - *Numer potwierdzenia:* 25 - *Długość danych:* 14 bajtów - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) **Pakiet 5** - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Ack - *Długość wiadomości:* 2 bajty - *Identyfikator wiadomości (Message Identifier):* 1 - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 53979 (port wystawionego klienta mqtt) - *Port docelowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 25 - *Numer potwierdzenia:* 24 - *Długość danych:* 4 bajty - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) **Pakiet 7** - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Ack - *Długość wiadomości:* 2 bajty - *Identyfikator wiadomości (Message Identifier):* 1 - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Port docelowy:* 53982 (port wystawionego klienta mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 5 - *Numer potwierdzenia:* 29 - *Długość danych:* 4 bajty - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) ### 3.2.2. P-B i B-S QoS2 Modelowy przebieg QoS2 dla obu stron: ![obraz](https://hackmd.io/_uploads/HkPP_RlLp.png) Zmapowanie modelu na faktyczny zaobserwowany przebieg: ![obraz](https://hackmd.io/_uploads/H1ffYAxUa.png) Poniżej zamieszczamy dokładną analizę tych pakietów: **Pakiet 2** - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Message - *Długość wiadomości:* 12 bajtów - *Długość tematu (Topic Length):* 3 - *Temat (Topic):* iot - *Poziom usługi jakości (QoS Level):* Exactly once delivery (Assured Delivery) - *Treść wiadomości (Message):* "74656b7374" (czytane jako "tekst" w kodzie ASCII) - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 53957 (port wystawionego klienta mqtt) - *Port docelowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 15 - *Numer potwierdzenia:* 5 - *Długość danych:* 14 bajtów - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) **Pakiet 8** - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Received - *Długość wiadomości:* 2 bajty - *Identyfikator wiadomości (Message Identifier):* 1 - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Port docelowy:* 53957 (port wystawionego klienta mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 5 - *Numer potwierdzenia:* 29 - *Długość danych:* 4 bajty - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) **Pakiet 9** - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Release - *Długość wiadomości:* 2 bajty - *Identyfikator wiadomości (Message Identifier):* 1 - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 53957 (port wystawionego klienta mqtt) - *Port docelowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 29 - *Numer potwierdzenia:* 9 - *Długość danych:* 4 bajty - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) **Pakiet 4** - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Message - *Długość wiadomości:* 12 bajtów - *Długość tematu (Topic Length):* 3 - *Temat (Topic):* iot - *Poziom usługi jakości (QoS Level):* Exactly once delivery (Assured Delivery) - *Treść wiadomości (Message):* "74656b7374" (czytane jako "tekst" w kodzie ASCII) - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Port docelowy:* 53937 (port wystawionego klienta mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 12 - *Numer potwierdzenia:* 27 - *Długość danych:* 14 bajtów - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) **Pakiet 5** - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Received - *Długość wiadomości:* 2 bajty - *Identyfikator wiadomości (Message Identifier):* 1 - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 53937 (port wystawionego klienta mqtt) - *Port docelowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 27 - *Numer potwierdzenia:* 26 - *Długość danych:* 4 bajty - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) **Pakiet 11** - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Complete - *Długość wiadomości:* 2 bajty - *Identyfikator wiadomości (Message Identifier):* 1 - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Port docelowy:* 53957 (port wystawionego klienta mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 9 - *Numer potwierdzenia:* 33 - *Długość danych:* 4 bajty - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) **Pakiet 6** - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Release - *Długość wiadomości:* 2 bajty - *Identyfikator wiadomości (Message Identifier):* 1 - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Port docelowy:* 53937 (port wystawionego klienta mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 26 - *Numer potwierdzenia:* 31 - *Długość danych:* 4 bajty - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) **Pakiet 7** - **Warstwa L7 (Aplikacyjna):** - *Protokół:* MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - *Typ wiadomości:* Publish Complete - *Długość wiadomości:* 2 bajty - *Identyfikator wiadomości (Message Identifier):* 1 - **Warstwa L4 (Transportowa):** - *Protokół:* TCP (Transmission Control Protocol) - *Port źródłowy:* 53937 (port wystawionego klienta mqtt) - *Port docelowy:* 1817 (port wystawionego serwera mqtt) - *Numer sekwencyjny:* 31 - *Numer potwierdzenia:* 30 - *Długość danych:* 4 bajty - **Warstwa L3 (Sieciowa):** - *Protokół:* IPv6 (Internet Protocol Version 6) - *Adres źródłowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) - *Adres docelowy:* ::1 (localhost - adres serwera i klienta mqtt) ### 3.2.3. P-B QoS2 i B-S QoS1 Modelowy przebieg takiej sytuacji: ![obraz](https://hackmd.io/_uploads/rJYM2AgU6.png) Mapowanie na zaobserwowaną sytuajcję: ![obraz](https://hackmd.io/_uploads/B1NTn0gUa.png) Wszystkie typy pakietów, które ozstały tu użyte, już bardzo dokładnie opisaliśmy przy oakzji poprzednich przypadków dlatego już nie będziemy się powtarzać. --- # Ćwiczenie 4 ## 4.1. Zainstaluj OpenSSL, umieść plik openssl.cnf w lokalizacji `C:\OpenSSL\SSL`(wersja portable: https://sourceforge.net/projects/openssl-for-windows/) ![image](https://hackmd.io/_uploads/S18HI7Drp.png) ## 4.2. Utwórz klucz prywatny, np.: openssl genrsa -out mqttclient.key ![image](https://hackmd.io/_uploads/ByaDL7vH6.png) ## 4.3. Utwórz żądanie certyfikatu (wszystkie pola żądania muszą być zdefiniowane), np.: `openssl req -out mqttclient.csr -key mqttclient.key –new` ![image](https://hackmd.io/_uploads/HylrPXDrp.png) ## 4.4. Wyślij żądanie certyfikatu klienta przez formularz na stronie (używając danych w pliku .csr): https://test.mosquitto.org/ssl/index.php ![image](https://hackmd.io/_uploads/B1YiwQDBp.png) ## 4.5. Zapisz pobrany certyfikat klienta w znanej lokalizacji ![image](https://hackmd.io/_uploads/BywkdmPB6.png) ## 4.6. Pobierz certyfikat brokera i zapisz go w znanej lokalizacji ![image](https://hackmd.io/_uploads/HkKz_XPrp.png) ## 4.7. Skonfiguruj MQTT Explorer do połączeń szyfrowanych z brokerem `mqtt://test.mosquitto.org` ![image](https://hackmd.io/_uploads/HkIl57vBT.png) ![image](https://hackmd.io/_uploads/BJSZ9mvST.png) --- ## 4.8. W programie Wireshark włącz przechwytywanie na właściwym interfejsie sieciowym ![image](https://hackmd.io/_uploads/Bk8hcXwrp.png) ## 4.9. Korzystając z aplikacji okienkowej np. MQTT Explorer: ### 4.9.1. Ustaw nasłuchiwanie komunikatów w tematach (QoS 2) `/w2mqqts/+` ![image](https://hackmd.io/_uploads/B1ScqXvra.png) ### 4.9.2. Nadaj kilka przykładowych komunikatów w temacie odpowiadającym numerowi Twojego zespołu, `(zespol_003)` ![image](https://hackmd.io/_uploads/B1lyaQDHT.png) ## 4.10 Rozłącz klienta MQTT ![image](https://hackmd.io/_uploads/Skb8pXPBa.png) ## 4.11 Umieść w protokole zrzuty z Wiresharka i dokonaj analizy obserwowanych pakietów ![image](https://hackmd.io/_uploads/B1lZhScHa.png) Podczas analizy pakietów za pomocą Wiresharka zarejestrowano następujące kluczowe zdarzenia w komunikacji: 1. **Nawiązanie Połączenia TCP - Włączenie Klienta i Podłączenie do Serwera:** - Zarejestrowane są pakiety inicjalizujące nawiązywanie połączenia TCP, co odpowiada włączeniu klienta oraz jego pomyślnemu połączeniu z serwerem MQTT. 2. **Zestawienie Szyfrowania TLS - Klient - Serwer:** - W trakcie komunikacji obserwuje się pakiety związane z zestawianiem protokołu TLS, co wskazuje na proces ustanawiania bezpiecznego połączenia pomiędzy klientem a serwerem MQTT. Wymienione zostają wiadomości `Client hello` oraz `Server hello` 3. **Wymiana Zaszyfrowanych Danych - Publikowanie Wiadomości przez Klienta:** - Zauważalne są pakiety z wymianą zaszyfrowanych danych, odpowiadają one za przesłanie publikowanych wiadomości przez klienta do brokera MQTT. Zidentyfikowane zostają odpowiednie ramki zawierające dane zaszyfrowane protokołem TLS. 4. **Zakończenie Połączenia - Rozłączenie Klienta MQTT:** - Zarejestrowane są pakiety związane z zakończeniem połączenia TCP, co odpowiada rozłączaniu klienta MQTT. Ten etap obejmuje proces kończenia sesji komunikacyjnej między klientem a brokerem MQTT. #### 4.11.1 Pakiet Client hello ![image](https://hackmd.io/_uploads/SkWEnB5Ba.png) Poniżej przedstawiam analizę najważniejszych elementów pakietu Client hello: - **Internet Protocol Version 4:** - Adres źródłowy IP: 192.168.88.246 - Adres docelowy IP: 91.121.93.94 - **Transmission Control Protocol (TCP):** - Port źródłowy: 59522 - Port docelowy: 8883 - Numer sekwencji: 1 - Numer potwierdzenia: 1 - **Transport Layer Security (TLS):** - Wersja TLS: 1.3 - Warstwa rekordu TLS zawiera protokół Handshake. - **Handshake Protocol: Client Hello:** - Wersja TLS: 1.2 - Identyfikator losowy (Random) - ID sesji (Session ID) - Długość zestawu szyfrów (Cipher Suites Length): 36 - Zestaw szyfrów (Cipher Suites): Wskazuje preferowane algorytmy szyfrowania, takie jak AES-128-GCM-SHA256, AES-256-GCM-SHA384, itp. - Długość metod kompresji (Compression Methods Length): 1 - Metody kompresji (Compression Methods): Wskazuje używane metody kompresji. - Rozszerzenia: Server Name, Extended Master, Renegotiation Info, Supported Groups, EC Point Formats, Session Ticket, Signature Algorithms, Key Share, PSK Key Exchange Modes, Supported Versions - **JA3 (Client Fingerprint):** - JA3 Fullstring: 771,4865-4866-4867-49199-49195-49200-49196-52393-52392-49161-49171-49162-49172-156-157-47-53-10,0-23-65281-10-11-35-13-51-45-43,29-23-24,0 - JA3: dda262729e5413660ec0e6a8d4279860 Analiza tego pakietu wskazuje na inicjalizację połączenia TLS pomiędzy klientem a serwerem. Różnorodność zestawu szyfrów, obsługiwanych rozszerzeń i identyfikatorów pozwalają na zrozumienie negocjowanych parametrów bezpieczeństwa i charakterystyki klienta. #### 4.11.2 Pakiet Server hello ![image](https://hackmd.io/_uploads/rJpU3B5ra.png) Poniżej znajduje się analiza najważniejszych elementów pakietu Server hello: - **Internet Protocol Version 4:** - Adres źródłowy IP: 91.121.93.94 - Adres docelowy IP: 192.168.88.246 - **Transmission Control Protocol (TCP):** - Port źródłowy: 8883 - Port docelowy: 59522 - Numer sekwencji: 1 - Numer potwierdzenia: 258 - **Transport Layer Security (TLS):** - Wersja TLS: 1.2 - Warstwa rekordu TLS zawiera protokół Handshake. - **Handshake Protocol: Server Hello:** - Wersja TLS: 1.2 - Identyfikator losowy (Random) - ID sesji (Session ID) - Zestaw szyfrów (Cipher Suite): TLS_AES_256_GCM_SHA384 - Metoda kompresji: null (brak kompresji) - Rozszerzenia (Extensions): Supported Versions, Key Share - **JA3S (Server Fingerprint):** - JA3S Fullstring: 771,4866,43-51 - JA3S: 15af977ce25de452b96affa2addb1036 - **Change Cipher Spec Protocol: Change Cipher Spec:** - Potwierdzenie zmiany specyfikacji szyfrowania. - **Application Data Protocol: MQTT:** - Wysłane dane aplikacyjne protokołu MQTT. Analiza tego pakietu wskazuje, że serwer MQTT odpowiedział protokołem TLS 1.2 na Client Hello od klienta. Server Hello zawiera informacje o zastosowanym szyfrowaniu, a rozszerzenia wskazują na obsługiwane wersje i klucze sesji. Następnie protokół zmienia specyfikację szyfrowania, co oznacza rozpoczęcie bezpiecznej komunikacji, a dane aplikacyjne protokołu MQTT są przesyłane. #### 4.11.3 Pakiet z zaszyfrowanymi danymi protokołu mqtt ![image](https://hackmd.io/_uploads/BJbdM85Bp.png) Poniżej znajduje się analiza najważniejszych elementów zaszywrowanego pakietu przenoszącego ramki protokołu MQTT: - **Internet Protocol Version 4:** - Adres źródłowy IP: 192.168.88.246 - Adres docelowy IP: 91.121.93.94 - **Transmission Control Protocol (TCP):** - Port źródłowy: 59522 - Port docelowy: 8883 - Numer sekwencji: 396 - Numer potwierdzenia: 1668 - **Transport Layer Security (TLS):** - Wersja TLS: 1.2 - Warstwa rekordu TLS zawiera dane aplikacyjne protokołu MQTT. - **Application Data Protocol: MQTT:** - Opaque Type: Application Data (23) - Długość: 34 - Zaszyfrowane dane aplikacyjne protokołu MQTT. Analiza tego pakietu wskazuje, że zawiera on zaszyfrowane dane aplikacyjne protokołu MQTT. Długość pakietu wynosi 34 bajty, a protokół TLS w wersji 1.2 został użyty do zabezpieczenia komunikacji między klientem a serwerem. Odczytanie konkretnych danych wymagałoby odszyfrowania tych zaszyfrowanych danych, co jest zazwyczaj możliwe tylko przy użyciu klucza prywatnego.

Syntax	Example	Reference
# Header	Header	基本排版
- Unordered List	Unordered List
1. Ordered List	Ordered List
- [ ] Todo List	Todo List
> Blockquote	Blockquote
Bold font	Bold font
Italics font	Italics font
~~Strikethrough~~	~~Strikethrough~~
19^th^	19^th
H~2~O	H₂O
++Inserted text++	Inserted text
==Marked text==	Marked text
[link text](https:// "title")	Link
![image alt](https:// "title")	Image
`Code`	`Code`	在筆記中貼入程式碼
```javascript var i = 0; ```	`var i = 0;`
:smile:		Emoji list
{%youtube youtube_id %}	Externals
$L^aT_eX$	L^aT_eX
:::info This is a alert area. :::	This is a alert area.