LoRa と ESP32 だけでメッセージを完全にプライベートにすることができます

ほとんどのメッセージング アプリは、インターネット接続、携帯ネットワーク、リモート サーバーに依存してメッセージを配信します。エンドツーエンドの暗号化によりメッセージの内容は保護されますが、通信の処理には依然としてサービスが必要です。従来のメッセージング インフラストラクチャに依存せずにメッセージを交換したい場合は、安価な無線ハードウェアが別のオプションを提供します。

LoRa を使用すると、小型デバイスは比較的少ない電力を消費しながら、長距離にわたってデータを交換できます。 LoRa ラジオを ESP32 マイクロコントローラーと組み合わせると、インターネット接続なしで動作するメッセンジャーの基本的なハードウェアが手に入ります。メッセージング ソフトウェアの構築には、特にプライベートな会話が必要な場合に追加の作業が必要ですが、いくつかの安価なコンポーネントから始めて、必要に応じてプロジェクトを拡張できます。

LoRa と ESP32 がどのように連携するか

ハードウェアがどのように通信するかを理解する

LoRa は Long Range の略で、比較的少ない電力を消費しながら、少量のデータを長距離にわたって送信するように設計された無線変調テクノロジです。 ESP32 はプロジェクトのコンピューティング側を処理し、メッセージを処理し、接続された無線を制御します。トランシーバーはデータを無線信号に変換し、他の互換性のあるデバイスからの送信を受信します。

メッセージを送信すると、ESP32 上で実行されているソフトウェアがテキストをデータ パケットに変換し、無線モジュールに渡します。受信デバイスは送信を取得し、パケットを自身の ESP32 に渡し、表示するメッセージを処理します。アプリケーションはパケット形式を定義し、デバイスが自分宛てのメッセージを識別する方法を決定する必要があります。好条件下では、LoRa は数キロメートルをカバーできますが、実際の範囲は地形、建物、アンテナの配置、干渉、無線設定によって異なります。帯域幅が限られているため、写真、ビデオ、大きな添付ファイルではなく、テキスト メッセージや小規模なステータス更新に適しています。

LoRa メッセンジャーを構築するために必要なもの

ハードウェアを選択してください

基本的な 2 人用メッセンジャーの場合、LoRa 信号を送受信できるデバイスが 2 台必要です。各デバイスには、マイクロコントローラー、互換性のある LoRa トランシーバー、アンテナ、および電源が必要です。また、物理ボタンを備えた小さなディスプレイや Bluetooth 経由で接続されたスマートフォンなど、メッセージを入力して読む方法も必要です。

買い物リストには次のものが含まれている必要があります。

• 2 つの ESP32 開発ボード: これらは、メッセージ処理、無線制御、およびユーザー インターフェイスを処理します。
• 2 つの LoRa トランシーバー モジュール: 同じ周波数帯域をサポートし、互換性のある無線設定を使用して通信できるモジュールを選択してください。
• 2 つの適切なアンテナ: 各アンテナを、その無線モジュールがサポートする周波数に合わせます。
• 2 つの電源: ボードには互換性のあるバッテリーまたはその他の電源を使用してください。
• ディスプレイと入力コントロール: 小さな OLED スクリーンとボタンを使用すると、スマートフォンがなくてもメッセージを送信したり読んだりできます。
• USB ケーブルと接続ワイヤー: これらは、ボードのプログラミング、個別のコンポーネントの接続、デバイスへの電力供給に役立ちます。

統合された ESP32 および LoRa 開発ボードは、マイクロコントローラーと無線機を 1 つのユニットに統合しているため、ハードウェアを簡素化できます。一部のモデルには、画面、ボタン、バッテリー接続も含まれています。

ESP32 は、それ自体では LoRa 信号を送信しません。開発ボードに統合されるか、個別に接続される、互換性のある無線トランシーバーが必要です。個別のコンポーネントからハードウェアを組み立てる場合は、SPI などのサポートされているインターフェイスを介して無線を ESP32 に接続する必要もあります。

メッセージングファームウェアを作成または適応させる

これらすべてを設定するために手を汚したくない場合は、互換性のある LoRa デバイス用のファームウェアとコンパニオン アプリケーションを提供するオープンソース プロジェクトである Meshtastic を使用できます。 独自のプロトコルを開発せずに機能するメッセンジャーが必要な場合、またはその実装を研究して既存のシステムがメッセージングとネットワーキングをどのように処理するかを理解する場合にこれを使用できます。ただし、Meshtastic のセットアップは、プロジェクトの要件ではなく、独自のファームウェアを構築するための代替手段です。

外形寸法図

5×2.1×0.96インチ

互換性

メッシュスタスティック

重さ

6オンス

バッテリー寿命

850mAh

この LoRa デバイスは Meshtastic ノードとして使用するために作られており、850mAh バッテリーのエネルギーを節約するために電子ペーパー ディスプレイを使用しています。 Bluetooth または USB-C 経由で接続し、GPS サポートが組み込まれているため、メッシュ ネットワーク上の友人に現在地を即座に送信できます。

LoRa メッセンジャーのプライバシーはどのくらいですか?

LoRa メッセンジャーは、特にデバイスがインターネット アクセスやリモート サーバーなしで直接通信する場合、従来のメッセージング アプリでは簡単に達成できないレベルの通信プライバシーを提供します。ただし、完全にプライベートな通信システムはなく、暗号化によってあらゆる攻撃から保護できるわけではありません。そのセキュリティは、デバイスの構成方法、キーの保護方法、および誰がハードウェアにアクセスできるかによって決まります。暗号化が意図したとおりに機能する場合でも、適切な無線機器を持っている人は送信を検出し、デバイスが通信するタイミングを観察できます。デバイスに物理的にアクセスすると、保存されているメッセージや暗号化キーが公開される可能性がありますが、干渉や意図的な妨害により、メッセージが宛先に到達できない可能性があります。無線規制により、デバイスの送信頻度や送信時間が制限される場合もあります。

独自のメッセンジャーを構築すると、そのソフトウェアと通信の処理方法を制御できるようになりますが、その制御にはセキュリティをテストし維持する責任が伴います。個人プロジェクトの場合は、信頼性の高いパケット送信から始めて、暗号化を追加し、メッセージが失われたり破損したりしたときにデバイスがどのように動作するかをテストします。無線リンクが機能することは最初のマイルストーンとして役立ちますが、無線リンクで伝送される会話を保護するには別の努力が必要です。