Sistema de Segurança Wi-Fi com ESP32

Visão Geral

Este projeto implementa um sistema de detecção e mitigação de ataques Wi-Fi usando ESP32, com um Access Point seguro e múltiplos tipos de ataques de flooding simulados para fins educacionais e testes de segurança.

O sistema permite estudar vulnerabilidades do protocolo IEEE 802.11 em ambiente controlado, implementando tanto vetores de ataque de negação de serviço quanto mecanismos de defesa automatizada.

Objetivos do Projeto

Demonstrar vulnerabilidades relacionadas a ataques de flooding em redes Wi-Fi IEEE 802.11
Implementar sistemas de detecção em tempo real baseados em anomalias de tráfego
Desenvolver contramedidas efetivas contra ataques de DoS/flooding
Fornecer material educacional sobre segurança wireless
Criar ambiente de testes controlado e reproduzível para pesquisa em segurança

Arquitetura do Sistema

┌─────────────────┐    ┌─────────────────┐    ┌─────────────────┐
│   ACCESS POINT  │    │  CLIENTES BONS  │    │ CLIENTES RUINS  │
│                 │    │                 │    │                 │
│ • Detecção      │◄──►│ • Tráfego       │    │ • AuthFlood     │
│ • Mitigação     │    │   normal        │    │ • DeauthFlood   │
│ • Blacklist     │    │ • Mensagens     │    │ • PacketFlood   │
│ • Monitoramento │    │   legítimas     │    │                 │
└─────────────────┘    └─────────────────┘    └─────────────────┘

Estrutura do Projeto

REDES SEM FIO/
├── AP/                    # Access Point com detecção de ataques
├── CLIENTS/               # Clientes legítimos
├── DeauthFlood/           # Ataque de inundação de desautenticação
├── AuthFlood/             # Ataque de inundação de autenticação
├── PacketFlood/           # Ataque de inundação de pacotes
├── SISTEMA_SEGURANCA_WIFI.md  # Documentação técnica
└── README.md              # Este arquivo

Tipos de Ataques Implementados

1. Deauth Flood

Objetivo: Simular desautenticações forçadas
Método: Ciclos rápidos de conectar/desconectar
Detecção: Taxa de desconexões por segundo
Mitigação: Bloqueio baseado em padrão

2. Auth Flood

Objetivo: Sobrecarregar sistema de autenticação
Método: Tentativas massivas com credenciais falsas
Detecção: Tentativas de auth por segundo
Mitigação: Rate limiting inteligente

3. Packet Flood

Objetivo: Saturar largura de banda
Método: Alto volume de tráfego UDP/TCP
Detecção: Pacotes por segundo por cliente
Mitigação: Throttling e desconexão

Sistema de Defesa do AP

Métricas Monitoradas

Métrica	Limite	Ação
Desconexões/seg	8	Blacklist 60s
Auth attempts/seg	10	Blacklist 60s
Pacotes/seg/cliente	50	Throttling

Sistema de Blacklist

Capacidade: 20 MACs simultâneos
Duração: 60 segundos (configurável)
Tipos: Por tipo de ataque detectado
Auto-expiração: Remove automaticamente

Detecção Automática

Tempo real: Análise contínua de eventos
Padrões: Identificação de comportamento anômalo
Adaptativa: Thresholds configuráveis
Logging: Registros detalhados de segurança

Quick Start

Para início rápido (5 minutos): Consulte QUICK_START.md

Pré-requisitos

# ESP-IDF v4.4 ou superior
. $HOME/esp/esp-idf/export.sh

# Hardware necessário
# - 2+ ESP32 (1 para AP, 1+ para ataques)
# - Cabos USB para programação
# - Computador com ESP-IDF configurado

Execução Passo a Passo

1. Configurar o Access Point Inteligente

cd AP/
idf.py set-target esp32
idf.py build flash monitor

Resultado: AP com IDS ativo em ESP32_AP (192.168.4.1)

2. Testar com Cliente Legítimo

cd CLIENTS/
idf.py build flash monitor

Resultado: Cliente conecta normalmente e gera tráfego benigno

3. Executar Ataques (escolher um por vez)

# Deauth Flood Attack  
cd DeauthFlood/
idf.py build flash monitor

# Authentication Flood
cd AuthFlood/
idf.py build flash monitor

# Packet Flood
cd PacketFlood/
idf.py build flash monitor

Monitoramento em Tempo Real

AP Logs: Console do ESP32 do AP mostra detecções e mitigações
Attack Logs: Console do ESP32 atacante mostra progresso do ataque
Métricas: Thresholds, blacklist, performance em tempo real

Logs de Exemplo

AP detectando ataque:

ACCESS POINT SEGURO INICIADO
SSID: ESP32_AP, Canal: 1, Max clients: 20
Sistema de detecção: ATIVO
Thresholds: 8 disc/s, 10 auth/s, 50 pkt/s

Cliente conectado! MAC: 24:6f:28:aa:bb:cc
DEAUTH FLOOD DETECTADO! 12 desconexões em 1s
MAC 02:aa:bb:cc:dd:ee bloqueado por DEAUTH_FLOOD
Blacklist ativa: 3/20 entradas

Atacante sendo bloqueado:

INICIANDO DEAUTH FLOOD
Tentativa #1 - Conectando...
Conectado! Desconectando para continuar ataque...
Tentativa #2 - Conectando...
Rejeitado! Possível detecção ativa
ATAQUE BLOQUEADO - Blacklist confirmada

Documentação por Módulo:

AP/README.md - Sistema de detecção e Access Point inteligente
CLIENTS/README_TECNICO.md - Simuladores de clientes legítimos
DeauthFlood/README_TECNICO.md - Ataque de desautenticação
AuthFlood/README_TECNICO.md - Ataque de inundação de autenticação
PacketFlood/README_TECNICO.md - Ataque de inundação de pacotes

Material Educacional

Conceitos de segurança wireless
Técnicas de detecção de ataques
Implementação de contramedidas
Análise de vulnerabilidades

Logs e Análise

Logs do AP (Exemplo)

ACCESS POINT SEGURO INICIADO
SSID: ESP32_AP, Canal: 1, Max clients: 20
Sistema de detecção: ATIVO
Thresholds: 8 disc/s, 10 auth/s, 50 pkt/s

Cliente conectado! MAC: 24:6f:28:aa:bb:cc
DEAUTH FLOOD DETECTADO! 12 desconexões em 1s
MAC 02:aa:bb:cc:dd:ee bloqueado por DEAUTH_FLOOD
Blacklist ativa: 3/20 entradas

Logs de Ataque (Exemplo)

INICIANDO DEAUTH FLOOD
Tentativa #1 - Conectando...
Conectado! Desconectando para continuar ataque...
Tentativa #2 - Conectando...
Rejeitado! Possível detecção ativa
ATAQUE BLOQUEADO - Blacklist confirmada

Valor Educacional

Conceitos de Segurança Abordados

Vulnerabilidades IEEE 802.11: Limitações inerentes dos protocolos wireless
Ataques DoS/DDoS: Técnicas de negação de serviço em camadas 2-4
Sistemas IDS: Detecção de anomalias e análise comportamental
Contramedidas: Rate limiting, blacklist dinâmica, monitoramento
Arquitetura Defensiva: Design de sistemas seguros embarcados

Competências Desenvolvidas

Programação ESP32: ESP-IDF, FreeRTOS, networking
Protocolos de Rede: TCP/IP, 802.11, DHCP
Análise de Segurança: Identificação e exploração de vulnerabilidades
Implementação de Defesas: Sistemas de mitigação automatizada
Debugging Avançado: Análise de logs e troubleshooting de rede

Aplicações Práticas

Pentesting Wireless: Validação de segurança de redes corporativas
Red Team Exercises: Simulações de ataque para treinamento
Desenvolvimento de Produtos: IoT e sistemas embarcados seguros
Pesquisa Acadêmica: Estudo de novos protocolos e vulnerabilidades
Educação em Cibersegurança: Material prático para ensino

Considerações Éticas e Legais

USO RESPONSÁVEL - OBRIGATÓRIO

PERMITIDO: Redes próprias ou com autorização explícita por escrito
PERMITIDO: Ambiente de laboratório controlado e isolado
PERMITIDO: Pesquisa acadêmica com fins educacionais
PROIBIDO: Redes de terceiros sem autorização
PROIBIDO: Fins maliciosos, criminosos ou destrutivos
PROIBIDO: Interferência em infraestrutura crítica

Aspectos Legais

Regulamentações: Respeitar leis locais de telecomunicações e cibersegurança
Autorização: Obter consentimento explícito antes de qualquer teste
Documentação: Manter registros detalhados de todas as atividades
Responsabilidade: Uso inadequado é de total responsabilidade do usuário

Configurações Avançadas

Personalização de Thresholds do IDS

// Em AP/main/AP.c - Ajustar sensibilidade
#define DEAUTH_FLOOD_THRESHOLD 8      // desconexões/segundo  
#define AUTH_FLOOD_THRESHOLD 10       // tentativas auth/segundo
#define PACKET_FLOOD_THRESHOLD 50     // pacotes/segundo/cliente
#define BLACKLIST_DURATION_MS 60000   // duração do bloqueio (ms)
#define MAX_BLACKLIST_ENTRIES 20      // capacidade máxima

Debug Detalhado

// Habilitar logs verbose para análise
#define LOG_LOCAL_LEVEL ESP_LOG_DEBUG
esp_log_level_set("*", ESP_LOG_DEBUG);

Monitoramento de Recursos

// Adicionar ao código para monitorar performance
ESP_LOGI(TAG, "Free heap: %d bytes", esp_get_free_heap_size());
ESP_LOGI(TAG, "CPU usage: %d%%", get_cpu_usage_percent());

Desenvolvimentos Futuros

Melhorias Recomendadas

Machine Learning: IDS inteligente com detecção adaptativa
Dashboard Web: Interface de monitoramento em tempo real
API RESTful: Integração com sistemas externos de segurança
Suporte WPA3: Implementação de protocolos mais modernos
Multi-AP Mesh: Sistema distribuído de detecção
Mobile App: Controle e monitoramento via smartphone

Áreas de Pesquisa Relacionadas ao Trabalho

IoT Security: Segurança para dispositivos IoT embarcados
5G/6G Wireless: Adaptação para redes de próxima geração
AI-driven Attacks: Ataques baseados em inteligência artificial
Quantum-resistant Crypto: Preparação para era pós-quântica
Edge Computing: Processamento distribuído de segurança

Licença e Direitos

Autores

Desenvolvedores: Augusto Daleffe, João Pavan.

Licença de Uso

Este projeto é distribuído sob Licença Educacional:

Uso acadêmico: Permitido com atribuição
Pesquisa: Permitido com citação adequada
Ensino: Permitido em instituições educacionais
Uso comercial: Requer autorização expressa dos autores
Distribuição modificada: Sem autorização dos autores

Instituição Acadêmica

Desenvolvido para: Matéria de Redes Sem Fio UFSC-Araranguá 2025.1
Objetivo: Entendimento de como diferentes ataques impactam o desempenho da rede Wi-Fi e como mitigá-los
Instituição: Universidade Federal de Santa Catarina - Campus Araranguá

Recursos e Referências

Documentação Técnica

Segurança e Pesquisa

Ferramentas Complementares

Wireshark - Análise de tráfego de rede
Aircrack-ng - Suite de segurança WiFi
ESP32 DevKitC - Hardware de referência

AVISO LEGAL IMPORTANTE

Este projeto é destinado EXCLUSIVAMENTE para fins educacionais, pesquisa acadêmica e testes em ambientes controlados. O uso inadequado das técnicas implementadas pode:

Violar leis locais e internacionais de telecomunicações
Causar interferência em infraestrutura crítica
Resultar em responsabilização legal do usuário
Comprometer segurança de terceiros

OS AUTORES NÃO SE RESPONSABILIZAM pelo uso inadequado, ilegal ou malicioso deste código. A utilização implica TOTAL RESPONSABILIDADE do usuário em garantir conformidade ética e legal.

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 8 Commits
AP		AP
AuthFlood		AuthFlood
CLIENTS		CLIENTS
DeauthFlood		DeauthFlood
Docs		Docs
PacketFlood		PacketFlood
.gitattributes		.gitattributes
.gitignore		.gitignore
QUICK_START.md		QUICK_START.md
README.md		README.md

ProjectsUFSC/REDES-SEM-FIO

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