GNU Radio

Overview

GNU Radio is a graphical and programmatic framework for building software-defined radio (SDR) applications out of reusable signal-processing blocks — sources, filters, demodulators, decoders, sinks — wired together into a “flowgraph”. In RF security work it’s the foundation for reverse-engineering unknown protocols (garage door remotes, key fobs, industrial telemetry, proprietary IoT links) captured with a HackRF, RTL-SDR, USRP, or similar device.

Common Usage

Launch the GNU Radio Companion GUI flowgraph editor

gnuradio-companion

Run a compiled flowgraph (.py generated from a .grc file) directly

python3 my_flowgraph.py

Quick spectrum look with a bundled example app

gqrx   # separate package, built on GNU Radio, for receive-only spectrum viewing

Typical Flowgraph Building Blocks

Source: osmocom Source (HackRF/RTL-SDR/USRP input)
  -> Frequency Xlating FIR Filter (tune/decimate to signal of interest)
  -> AM/FM/OOK Demod block
  -> Clock Recovery / Symbol Sync
  -> Decoder (custom or gr-modules like gr-osmosdr, gr-ais, gr-adsb)
  -> File Sink / Message Debug (capture decoded bits for analysis)

Example: run a signal capture to a raw IQ file for offline analysis

osmocom_fft -a hackrf=0 -f 433.92M -s 2M

Replay a captured IQ file through a flowgraph for reverse engineering

python3 replay_flowgraph.py --input capture.cfile --rate 2000000

Tips

• Start unknown signals in a File Sink flowgraph, then iterate offline on the captured IQ — avoids burning airtime re-transmitting during analysis
• gr-osmosdr is the near-universal source/sink block for talking to HackRF, RTL-SDR, BladeRF, and USRP hardware from within a flowgraph
• Inspection tools like inspectrum are often faster than GRC for eyeballing raw captures before building a full decode chain
• Many public flowgraphs for common protocols (POCSAG, ADS-B, AIS, ISM-band OOK/ASK remotes) exist on GitHub — check before building from scratch

gnuradio-companion [options] [file.grc]

  -h, --help        Show help
  file.grc          Open a specific flowgraph on launch

GNU Radio is primarily used via:
  1. gnuradio-companion (GUI) - build flowgraphs visually, generates Python
  2. Python API - import gnuradio.gr and related blocks directly in scripts

Common block libraries:
  gr-osmosdr    SDR hardware source/sink abstraction (HackRF, RTL-SDR, USRP, BladeRF)
  gr-digital    Digital modulation/demodulation blocks
  gr-analog     Analog modulation (AM/FM/PM) blocks
  gr-fft        FFT and spectral analysis blocks

Vue d’ensemble

GNU Radio est un framework graphique et programmatique pour construire des applications de radio logicielle (SDR) à partir de blocs de traitement du signal réutilisables : sources, filtres, démodulateurs, décodeurs, sinks, câblés ensemble en un “flowgraph”. Dans le travail de sécurité RF, c’est la base pour rétro-ingénierer des protocoles inconnus (télécommandes de porte de garage, clés de voiture, télémétrie industrielle, liaisons IoT propriétaires) capturés avec un HackRF, un RTL-SDR, un USRP ou un appareil similaire.

Utilisation courante

# Lancer l'éditeur de flowgraph graphique GNU Radio Companion
gnuradio-companion

# Exécuter un flowgraph compilé (.py généré depuis un fichier .grc) directement
python3 my_flowgraph.py

# Coup d'œil rapide sur le spectre avec une app d'exemple intégrée
gqrx   # paquet séparé, construit sur GNU Radio, pour la visualisation de spectre en réception seule

Blocs de construction typiques d’un flowgraph

Source: osmocom Source (entrée HackRF/RTL-SDR/USRP)
  -> Frequency Xlating FIR Filter (accorder/décimer vers le signal d'intérêt)
  -> Bloc de démodulation AM/FM/OOK
  -> Récupération d'horloge / Symbol Sync
  -> Décodeur (personnalisé ou modules gr comme gr-osmosdr, gr-ais, gr-adsb)
  -> File Sink / Message Debug (capturer les bits décodés pour analyse)

Exemple : lancer une capture de signal vers un fichier IQ brut pour analyse hors-ligne

osmocom_fft -a hackrf=0 -f 433.92M -s 2M

Rejouer un fichier IQ capturé à travers un flowgraph pour la rétro-ingénierie

python3 replay_flowgraph.py --input capture.cfile --rate 2000000

Conseils

• Commencer les signaux inconnus dans un flowgraph File Sink, puis itérer hors-ligne sur l’IQ capturé : évite de brûler du temps d’antenne en re-transmettant pendant l’analyse
• gr-osmosdr est le bloc source/sink quasi-universel pour dialoguer avec du matériel HackRF, RTL-SDR, BladeRF et USRP depuis un flowgraph
• Des outils d’inspection comme inspectrum sont souvent plus rapides que GRC pour visualiser des captures brutes avant de construire une chaîne de décodage complète
• De nombreux flowgraphs publics pour des protocoles courants (POCSAG, ADS-B, AIS, télécommandes OOK/ASK en bande ISM) existent sur GitHub : vérifier avant de repartir de zéro

gnuradio-companion [options] [file.grc]

  -h, --help        Show help
  file.grc          Open a specific flowgraph on launch

GNU Radio is primarily used via:
  1. gnuradio-companion (GUI) - build flowgraphs visually, generates Python
  2. Python API - import gnuradio.gr and related blocks directly in scripts

Common block libraries:
  gr-osmosdr    SDR hardware source/sink abstraction (HackRF, RTL-SDR, USRP, BladeRF)
  gr-digital    Digital modulation/demodulation blocks
  gr-analog     Analog modulation (AM/FM/PM) blocks
  gr-fft        FFT and spectral analysis blocks