Desenvolvimento de dispositivo portátil multifuncional para cibersegurança : perspetiva ofensiva, defensiva e educativa

Abstract

O presente relatório foi desenvolvido no âmbito da Unidade Curricular de Projeto II da Licenciatura em Informática e Multimédia da Escola Superior de Tecnologia de Castelo Branco. O trabalho aqui apresentado descreve a implementação do MoonPhase, um dispositivo portátil orientado para a experimentação prática em cibersegurança, integrando múltiplos módulos de análise, emissão e manipulação de sinais sem fios. Este projeto dá continuidade ao estudo realizado em Projeto I, onde foram definidas as funcionalidades, tecnologias e abordagens necessárias para a construção de um sistema modular, educativo e tecnicamente robusto. Durante esta fase, foram implementadas todas as funcionalidades planeadas, expandindo o menu já existente e integrando os módulos CC1101 e nRF24L01+ PA/LNA. O dispositivo passou a suportar operações como captura e reconstrução de sinais OOK, replay attack, varrimento de frequências e análise de atividade no espectro de 2.4 GHz. Para além destas capacidades, foram desenvolvidos modos adicionais previstos em Projeto I, incluindo um mecanismo experimental de interferência no sinal Bluetooth (Bluetooth jamming), um sistema de geração de pacotes Wi-Fi falsos (Fake Wi-Fi), um módulo de packet sniffing, um modo de replay attack e ferramentas de análise de rede baseadas em Nmap. A implementação seguiu uma metodologia de prototipagem, permitindo validar cada funcionalidade de forma iterativa e assegurar a integração coerente entre hardware, software e interface. Os testes realizados demonstraram a capacidade do MoonPhase para operar em cenários reais, evidenciando a sua utilidade enquanto ferramenta de apoio ao ensino e experimentação em cibersegurança, especialmente no estudo de protocolos sem fios e comportamentos de dispositivos sob condições adversas. O relatório conclui com uma reflexão sobre o trabalho desenvolvido e apresenta propostas de evolução futura, nomeadamente a otimização do design físico, a reorganização interna da cablagem, a melhoria da estabilidade dos módulos RF e a expansão das capacidades educativas do sistema. O MoonPhase consolida-se assim como uma solução versátil, prática e relevante no estudo de tecnologias de rádio frequência e segurança informática. Abstract: This report was developed within the scope of the Project II curricular unit of the Bachelor’s Degree in Informatics and Multimedia at the School of Technology of Castelo Branco. The work presented here describes the implementation of MoonPhase, a portable device designed for practical experimentation in cybersecurity, integrating multiple modules for the analysis, emission, and manipulation of wireless signals. This project continues the study carried out in Project I, where the functionalities, technologies, and methodological approaches required for the construction of a modular, educational, and technically robust system were defined. During this phase, all planned functionalities were implemented, expanding the existing menu and integrating the CC1101 and nRF24L01+ PA/LNA modules. The device now supports operations such as OOK signal capture and reconstruction, replay attack, frequency scanning, and activity analysis in the 2.4 GHz spectrum. In addition to these capabilities, additional modes defined in Project I were developed, including an experimental Bluetooth interference mechanism (Bluetooth jamming), a fake Wi-Fi packet generation system (Fake Wi-Fi), a packet sniffing module, a replay attack mode, and network analysis tools based on Nmap. The implementation followed a prototyping methodology, allowing iterative validation of each functionality and ensuring coherent integration between hardware, software, and interface. The tests performed demonstrated the MoonPhase’s ability to operate in real scenarios, highlighting its usefulness as a tool for teaching and experimentation in cybersecurity, particularly in the study of wireless protocols and device behavior under adverse conditions. The report concludes with a reflection on the work carried out and presents proposals for future development, including physical design optimization, internal cable organization, improved RF module stability, and the expansion of the system’s educational capabilities. MoonPhase thus establishes itself as a versatile, practical, and relevant solution for the study of radio-frequency technologies and information security.