Der Raspberry Pi hat sich in den letzten Jahren von einem kleinen Minicomputer für Bastler und Nerds zu einem vollwertigen und verhältnismäßig leistungsfähigem Rechner entwickelt. Nicht wenige Anwender freuen sich darüber, für wenig Geld einen vollwertigen Miniserver zu bekommen.
Beim Einsatz des Raspberry Pi für den produktiven Einsatz als Server ist zu beachten, dass auch die angeschlossene Hardware hierfür geeignet sein sollte. Ein Gehäuse, bei dem er Pi überhitzt, ist genau so schädlich wie eine SD-Karte als Festplatte, da diese nicht für den Dauerbetrieb geeignet ist.
Durch den Einsatz rund um die Uhr gibt es sehr viele Schreib- und Lesevorgänge auf der SD-Karte. Hierfür sind diese Karten aber nur bedingt geeignet. Bei den ersten Raspberry Pi Generationen hatte ich sehr häufig Datenverlust, weil die SD-Karte den Geist aufgegeben hat.
Inzwischen läuft auf dem Pi bei mir eine Instanz von Home Assistant. Hier werden rund um die Uhr Daten aufgezeichnet und Automationen ausgeführt. Auch andere Dienste laufen hier, von denen ich keinen Ausfall erleiden möchte.
Außerdem sind die Lese- und Schreibgeschwindigkeiten einer SD-Karte sehr limitiert. Eine moderne SSD ist um ein Vielfaches schneller. Das wird vor allem dann deutlich, wenn man in Home Assistant Datenmengen abfragt, z.B. Diagramme anzeigt. Ladezeiten von mehreren Sekunden sind dann keine Seltenheit.
Die Konsequenz daraus ist, dass ich den Raspberry von einer SD-Karte auf eine SSD-Karte umziehen möchte. Dadurch, dass hier ein Produktivsystem läuft, möchte ich alle Installationen, Daten und Einstellungen möglichst verlustfrei auf das neue Medium umziehen. Wie ich das gemacht habe, erfahrt hier in folgendem Tutorial.
Schritt 0: Geschwindigkeit testen (optional)
Um einen Geschwindigkeitsvorteil in messbare Größen zu fassen, kann man als Referenz einen Geschwindigkeitstest der SD-Karte machen. Mit dem folgenden Befehl werden Beispieldateien geschrieben. Der Befehl gibt aus, wie schnell die Geschwindigkeit dabei war.
$ dd if=/dev/zero of=/tmp/speedtest1.img bs=20MB count=5
5+0 records in
5+0 records out
100000000 bytes (100MB, 95 MiB) copied, 11.9403 s, 8.4 MB/s
Wenn der Umzug fertig ist, kann man diesen Test wiederholen. Bei mir kam ich von ca. 8,4 MB/s Schreibgeschwindigkeit auf 168 MB/s. Das hat sich mal gelohnt!
Schritt 1: SSD erstmals anschließen
In meinem Fall handelt es sich um eine externe SSD, die über USB 3.0 angeschlossen wird. Nachdem ich sie angesteckt habe, prüfe ich ob sie rechtmäßig erkannt wird, indem ich den folgenden Befehl eingebe und in der Ausgabe nach der SSD suche.
$ lsblk
Schritt 2: Installation von RPi-clone
Auf Github gibt es ein kleines Projekt, das viele Funktionen beinhaltet. Das Programm kopiert den Inhalt der SD-Karte auf die SSD, sodass von ihr gebootet werden kann und alle Einstellungen vorhanden sind.
Schritt 3: Services stoppen und Kopiervorgang starten
Am besten ist es, wenn kein Service mehr läuft und der Kopiervorgang ungestört durchlaufen kann. Daher erst prüfen, was alles läuft, danach einzeln beenden
Aus dem Check von Schritt 1 kennen wir bereits die Bezeichnung der Festplatte. Auf diese müssen wir nun verweisen mit dem Befehl:
$ rpi-clone sda
Der Wizard hält zunächst an und berichtet uns über den Zustand des Systems. Wenn alles korrekt ist, kann der Vorgang mit der Eingabe von „yes“ gestartet werden.
Schritt 5: Raspberry Pi herunterfahren und von SSD booten
Nach Ende des Kopiervorgangs fährt man den Raspberry Pi herunter.
$ sudo shutdown now
Anschließend von der Stromversorgung trennen, die SD-Karte entfernen, und die Spannungsversorgung wieder herstellen. Jetzt bootet der Raspberry von SSD und ist sehr viel schneller.
Ein MQTT-Broker ist die Schnittstelle zwischen vielen IoT-Sensoren und Geräten, die Sensordaten auswerten oder Aktoren steuern. Das MQTT-Protokoll ist offen und sehr weit verbreitet. Es findet in der Industrie Anwendungen, ist aber auch in Smart Homes ist MQTT weit verbreitet. MQTT ist ein sehr schlankes und schnelles Protokoll. Es wird in Anwendungen mit niedriger Bandbreite gerne angewendet.
MQTT funktioniert, grob gesagt, folgendermaßen: IoT-Geräte können Nachrichten versenden, die von anderen IoT-Geräten empfangen werden. Die Vermittlungsstelle ist ein sogenannter MQTT-Broker. Dieser empfängt die Nachrichten von den Clients. Gleichzeitig können diese Nachrichten von anderen Clients abonniert werden. Die Nachrichten werden in sog. Topics eingestuft, die hierarchisch angeordnet sind, z.B. Wohnzimmer/Klima/Luftfeuchtigkeit.
Home Assistant, oder ein anderer Client, kann diesen Topic abonnieren und den Nachrichteninhalt („Payload„) auswerten (z.B. 65%).
Home Assistant OS vs. Home Assistant Container
In Home Assistant OS und Supervisor gibt es ein Addon, das einen MQTT-Broker installiert. Das ist sehr einfach, komfortabel und funktioniert wohl recht zurverlässig. In den Installationsarten Home Assistant Container und Core gibt es diese Möglichkeit nicht. Hier muss man manuell einen MQTT-Broker aufsetzen.
In diesem Artikel beschäftige ich mich damit, wie man den MQTT-Brocker Mosquitto über Docker installiert. Anschließend zeige ich, wie man die Konfigurationsdatei gestaltet und eine Verbindung zu Home Assistant herstellt. Das Ergebnis ist dann ungefähr so, als hätte man das Addon installiert. Los gehts!
Schritt für Schritt: MQTT-Broker Mosquitto mit Docker installieren
Als MQTT-Broker verwende ich die weit verbreitete Software Mosquitto von Eclipse. Dieser wird auch von Home Assistant bevorzugt und ist derjenige Broker, den das Addon installieren würde. Für diese Anleitung wird vorausgesetzt, dass Docker bereits installiert ist und eine SSH-Verbindung zum Server hergestellt werden kann.
Schritt 1: Zunächst erstellen wir ein paar Ordner, die wir später benötigen. Mosquitto wird später so konfiguriert, dass in diese Ordner alle wichtigen Dateien abgelegt werden. Dadurch kann man auf dem Filesystem des Servers Mosquitto konfigurieren und beobachten.
-p 1883:1883 Der genannte Port ist die Standardeinstellung für MQTT. Alles was auf diesen Port am Server ankommt, wird in den Mosquitto-Container geleitet.
-p 9001:9001 Über diesen Port laufen die Websocket-Anwendungen. Falls das nicht benötigt wird, kann man das weg lassen
name mosquitto Über diesen kurzen Namen können wir den Docker-Container steuern
-v <filesystem-Pfad>:<Container-Pfad> Die in Schritt 1 erstellten Ordner werden in den Container eingebunden
Wer lieber Docker Compose verwendet, trägt diesen Eintrag in seine *.yaml ein:
Schritt 5: Checken, ob der Container ordnungsgemäß läuft. In der folgenden Liste sollte eine Zeile mit dem Mosquitto-Docker auftauchen. Dieser sollte außerdem „up“ sein. Falls nicht, nochmal versuchen den Container zu starten und kontrollieren, ob er läuft.
$ docker container ls -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
xxxxxxxxx eclipse-mosquitto "/init" 3 minutes ago Up 2 minutes [...] mosquitto
Schritt 6: Sehr gut, der Container läuft. Es wird dringend empfohlen, den MQTT-Broker so abzusichern, dass nur angemeldete User darauf zugreifen können. Das ist ja schon in Schritt 2 in die Konfigurationsdatei geschrieben worden. Mit dem folgenden Befehl melden wir uns in der Shell innerhalb des Containers an und erstellen einen Benutzer. In diesem Beispiel mosquitto. Im Anschluss an diesen Befehl wird man zweimal gebeten, das Passwort für den User festzulegen. Ist das geschafft, läuft der MQTT-Broker auf dem Server. Herzlichen Glückwunsch!
$ docker exec -it sh // öffnet die Shell innerhalb des Dockers
mosquitto_passwd -c /mosquitto/config/mosquitto.passwd mosquitto
Optional Schritt 7: Den MQTT-Broker bindet man in Home Assistant ein, indem man auf Einstellungen → Geräte und Dienste → + Integration hinzufügen klickt. Im Suchfenster nach „MQTT“ suchen und die Zugangsdaten eingeben. Die Server-Adresse findet man übrigens am schnellsten über ifconfig heraus.
Für unser Smart Home möchten wir den aktuellen Stromverbrauch aufzeichnen. Dafür bietet sich, wie auch in meinem Artikel über die Digitalisierung des Gaszählers, Home Assistant an. In dieser mächtigen Software lassen sich Automatisierungen für das Haus erstellen, aber auch Sensoren einlesen und protokollieren. Das möchten wir mit unserem digitalen Stromzähler machen. Was wir zusätzlich noch benötigen, ist ein ESP8266, sozusagen die Home Assistant Außenstelle, die die Daten an die Zentrale weitergibt. Also, legen wir los!
Hardware: ESP8266 und TCRT5000 zum Auslesen des Stromzählers
Die Hardware lässt sich sehr günstig im Internet erwerben. Zwingend erforderlich sind folgende Bauteile:
ESP8266 oder ESP32, ich verwende gerne den Wemos D1 Mini
TCRT5000, ein Infrarotdiode zum Auslesen des Gaszählers
Litzen oder Jumperkabel
Nicht zwingend erforderlich, aber für den dauerhaften Einsatz gut geeignet sind folgende Bauteile
Lochrasterplatine
Schraubbare Pins um die Kabel zum TCRT5000 mit dem Wemos zu verbinden
Female Pins zum Auflösten auf eine Lochrasterplatine und zum Stecken auf die Pins
Den TCRT5000 muss man vorher noch präparieren. Man erkennt ja, dass dort zwei Dioden verbaut sind, eine helle und eine dunkle. Die hellere sendet ein IR-Licht aus, das die zweite Diode wieder lesen soll. Das kann beispielsweise für eine Lichtschranke verwendet werden. In unserem Fall stört die helle Diode, daher müssen wir sie entfernen. Entweder löten wir die ganze Diode aus, oder wir entfernen den Vorwiderstand. Zweiteres geht deutlich schneller. Dazu einfach den Lötkolben an den SMD-Widerstand halten, dann kann man ihn etwas verschieben.
TCRT5000 Bauteile erklärt: Die Output-LED wird wichtig, wenn man die Empfindlichkeit des Sensors mit dem Potentiometer einstellt
Die Verdrahtung findet nach folgendem Schaltplan statt. Wir verwenden keinen Pullup-Widerstand, da dieser bereits auf dem TCRT5000 vorhanden ist. Es wird die Spannungsversorgung über VCC und GND hergestellt und der D0-Pin des TRCT5000 wird mit D2 (GPIO4) des Wemos D1 Minis verbunden.
Schaltplan um den ESP8266 Wemos D1 Mini mit dem TCRT5000 zu verbinden.
Installation am Stromzähler
Die digitalen Stromzähler, hier im Beispiel von EMH, haben fast immer eine Schnittstelle für den Kunden. Manchmal muss man sie von seinem Netzbetreiber freischalten lassen. In meinem Fall war sie glücklicherweise ohne Freischaltung verfügbar.
In der Regel ist dort eine blinkende LED verbaut. Das Blinklicht ist allerdings im Infrarotbereich, für das menschliche Auge also nicht sichtbar. Mit manchen Handy- oder Digitalkameras kann man es aber sichtbar machen, wenn deren Sensoren noch keinen IR-Filter verbaut haben.
Ich habe mir also aus etwas Schaumstoff und Klebeband einen kleinen Halter gebaut. Den Lesekopf des TCRT5000 habe ich dann unmittelbar vor der blinkenden Diode des Stromzählers platziert. Das Potentiometer des TCRT5000 habe ich mit einem kleinen Schraubendreher so lange verdreht, bis die Output-LED gleichmäßig geblinkt hat.
Am Stromzähler sieht man oben eine LED als Kundenschnittstelle. Darüber wird die lesende Diode des TCRT5000 positioniert. Am Poti wird dann so lange die Empfindlichkeit verstellt, bis die Output-LED des TCRT5000 regelmäßig blinkt.
ESPHome installieren und Home Assistant konfigurieren
Die ausführliche Beschreibung, wie man ESPHome auf den Microcontroller bekommt, habe ich bereits beim Gaszähler beschrieben. Die Konfigurationsdatei für den ESP8266 sieht dann im zweiten Abschnitt, also nach dem „captive_portal“ folgendermaßen aus. Beim Gaszähler habe ich den binary_sensor verwendet. Aus Gründen, die ich nicht verstehe, funktioniert das Setup hier aber nicht. Darum verwende ich nun den Pulse_meter, der wiederum am Gaszähler nicht funktioniert.
# Voher kommt der ganze Kopf der Datei, was der Wizard generiert
# [...]
sensor:
# Stromzähler als Pulse Meter
- platform: pulse_meter
name: "Stromverbrauch"
pin:
number: GPIO4
mode: INPUT_PULLUP
unit_of_measurement: "kW"
accuracy_decimals: 3
timeout: 2 min
filters:
# Filter outliers
- median:
window_size: 3
send_every: 1
send_first_at: 1
# Convert pulses/min to kW bei 10000Imp/kWh
- multiply: 0.006
total:
name: "Stromzähler"
unit_of_measurement: "kWh"
accuracy_decimals: 3
filters:
- multiply: 0.0001
Diesen Code flasht man auf den ESP8266. Gegebenenfalls müssen die Konstanten verändert werden. Das hängt vom Stromzähler ab, wie viele Impulse er ausgibt und in welcher Einheit das umgerechnet werden kann. Der Pulse-Counter hat als Rohsignal „Impulse pro Minute“, bringt bei mir also die Einheit „kWh/min“.
Nebenrechnung: Ich habe einen Verbraucher, der 1.000 Watt = 1 kW verbraucht. Wenn der Verbraucher eine Stunde läuft, verbrauche ich 1 kWh Energie. Der Stromzähler blinkt also 10.000 mal innerhalb dieser Stunde bzw. 166,6 mal pro Minute (siehe Aufdruck). Also muss ich die Pulse/min mit 60/10.000 multiplizieren, also mit 0,006 um wieder auf 1 kW zu kommen. Daher kommt die Konstante in meinem Beispiel.
Im Home Assistant braucht man ebenfalls eine neue Konfiguration. Man bearbeitet dort die configuration.yaml oder, noch besser, die sensor.yaml und ergänzt dort folgende Zeilen:
Wenn man sich ein Smart Home aufbaut, möchte man aus verschiedenen Gründen Temperaturen messen. In meinem Fall möchte ich im Heizungsraum die Temperaturen an den Wasserrohren, sowie im Warmwasserspeicher aufzeichnen. Eine einfache und kostengünstige Lösung ist es, das mit einem ESP8266 und dem DS18B20 Temperatursensor umzusetzen. Mit der Software ESPHome ist das auch schnell eingerichtet. Im Folgenden zeige ich, wie man das macht.
ESP8266 und DS18B20 verdrahten
Für dieses Beispiel verwende ich einen ESP8266 Wemos D1 Mini mit drei DS18B20 Temperatursensoren. Sie werden nach folgendem Schema verdrahtet. Das einzige zusätzliche Bauteil ist ein 4,7 kOhm Widerstand, der zwischen den Signal-Pin und VCC gelötet wird.
ESP8266 mit DS18B20 Temperatursensoren verbinden. Dazu ist ein 4k7 Ohm Widerstand notwendig.
Die Umsetzung der Schaltung könnte zum Beispiel so aussehen. Verwendet wurde eine Lochrasterplatine. Der Kondensator zwischen VCC und GND ist optional (nicht im Schema eingezeichnet)
Der Vorteil von den DS18B20 ist, dass man sehr viele von ihnen parallel betreiben kann. Wenn die Schaltung einmal geschafft ist, kann man weitere Sensoren einfach anschließen. Das ist der Grund, warum ich schraubbare Kontaktklemmen verwendet habe: Dadurch kann ich mit wenig Aufwand neue Sensoren anschließen.
DS18B20: Adresse herausfinden
Dieser Temperatursensor arbeitet mit dem 1-Wire-Protokoll. Um jeden Sensor eindeutig ansprechen zu können, ist die Adresse des Sensors notwendig. Die kann man leider nicht am Gehäuse ablesen, sondern man muss sie via Software erfragen. Wir nutzen das gleich, um unsere Verdrahtung zu überprüfen!
Die Adresse der Sensoren findet man ebenfalls mit ESPHome heraus, indem man ein sehr minimalistisches Programm aufspielt. Wie schon beim Auslesen des Gaszählers startet man mit
esphome wizard heizungstemperatur.yaml
und beantwortet dem Wizard wahrheitsgemäß die 4 Fragen. Die entstandene heizungstemperatur.yaml öffnet man mit einem Editor und fügt unten die folgenden Zeilen hinzu:
# Example configuration entry
dallas:
- pin: GPIO2
Mittels des folgenden Befehls kompiliert man die Datei und flasht sie auf den ESP8266 (siehe Artikel über den Gaszähler).
esphome run heizungstemperatur.yaml
Der folgende Befehl öffnet die Logdatei des Controllers:
esphome logs heizungstemperatur.yaml
Dort werden die Adressen der angeschlossenen Sensoren angezeigt. Kleiner Tipp: Wenn man immer nur einen Sensor anschließt, behält man den Überblick!
In der Logdatei sieht man (in der letzten Zeile) die Adresse des Sensors. Diesen notiert man sich.
ESPHome für Temperaturmessung flashen
Wenn man nun alle Adressen der Sensoren herausgefunden und notiert hat, kann man das den ESP8266 wie folgt konfigurieren. Den Code fügt man an die bereits erzeugte Datei aus dem Wizard an.
Da mittlerweile der Chip schon die ESPHome-Software aufgespielt hat, kann man bereits jetzt kabellos den neuen Programmcode übertragen. Bei ESPHome nennt sich diese Technik „Over the air“, kurz OTA. Der PC und der ESP8266-Chip müssen sich nur im gleichen Netzwerk befinden.
esphome run heizungstemperatur.yaml
Integration der Temperatursensoren in Home Assistant
Jetzt fehlt nur noch die Integration in den Home Assistant. Glücklicherweise arbeiten die beiden Systeme sehr gut miteinander. Man navigiert im Home Assistant auf Einstellungen, Geräte& Dienste und fügt über das Plus unten rechts eine neue Integration hinzu. Dort sucht man nach „ESPHome“ und gibt im folgenden Fenster die IP-Adresse ein. Wichtig: hierfür muss die API aktiviert sein (das ist eine der Fragen des esphome-Wizards).
Zu einem Smart Home gehört es fast selbstverständlich, dass der Verbrauch von Energie aufgezeichnet wird. Der Stromzähler ist eine der wesentlichen Energiezählern im Haushalt, auch der Gaszähler ist sehr wichtig. Vor allem in Haushalten, in denen der primäre Energieträger Erdgas ist, ist der Gasverbrauch essenziell und wird im Smart Home auch optimiert. Das ist, zumindest für meine Begriffe, eine der wesentlichen Aufgaben des Smart Homes.
Das Schöne an den Gaszähler ist es, dass sie sich in der Regel sehr einfach auslesen lassen. Es ist keine komplizierten und teuren Geräte dafür notwendig. Bei den meisten Gaszählern reicht nämlich ein einfacher Reed-Kontakt aus, die es für einige Cent bei Ebay oder anderen Shops zu kaufen gibt. Als Intelligenz wird der sehr vielseitige ESP8266 verwendet. Dieser ist sehr energiesparend, hat integriertes WLAN, lässt sich verhältnismäßig einfach einrichten und kostet ebenfalls nur sehr wenig Geld.
Wenn der Gaszähler eine Aufschrift wie „1 im = 0,01m³“ trägt, lässt er sich mit wenig Aufwand digitalisieren. Ein Reed-Schalter könnte bereits genügen, um den Gaszähler ins Smart Home einzubinden.
Hardware: ESP8266 und Reed-Kontakt verlöten
Die Einkaufsliste für diesen Sensor:
ESP8266, beispielsweise den Wemos D1 Mini
Reed-Kontakt
optional: 5V Netzteil
optional: Schrumpfschlauchsortiment
Für einen geübten Maker ist diese Aufgabe im Handumdrehen erledigt. Für nicht geübte Maker ist es das perfekte Einsteigerprojekt. Es sind nur sehr wenige Lötstellen zu setzen und man kann kaum etwas falsch machen. Beim ESP8266, in meinem Fall ein Wemos D1 mini, müssen nur die beiden Pinleisten angelötet werden. Für Minimalisten würde sogar je ein Pin bei G (Ground) und D1 (GPIO5) reichen. An diese Pins gehören jeweils die Kabel, idealerweise Litzen 0,15mm², an deren Ende der Reed-Kontakt gehört. Bei diesem Schalter muss man keine Richtung beachten, man kann ich nicht falsch herum anlöten. Das fertige Produkt sieht dann so aus. Ich habe noch versucht, die Lötstellen mit Schrumpfschlauch zu verschönern. Das ist optional.
Update (02.05.2022) Weiterhin habe ich eine optionale LED zur Visualisierung des Signals eingebracht. Diese blinkt immer dann, wenn der Reed-Kontakt schaltet. Das ist vor allem dann sehr nützlich, wenn man den Reed-Schalter am Gaszähler anbringt. Die LED ist eine Hilfe, sie ist aber nicht zwingend nötig. Ihren Vorwiderstand kann man über Online-Tools berechnen, bei mir waren es 220 Ohm.
Der Schaltplan mit optionaler LEDESP8266 an der Pinleiste mit einem Reed-Schalter verlötet. Der Reed-Schalter geht auf Pin G und Pin D1
ESPHome auf ESP8266 installieren unter Windows 10
Unter Windows 10 lässt sich über den „Microsoft Store“ Ubuntu installieren. Das ist der kleine Umweg, den ich häufig gehe, um ein fast vollständiges Linux unter Windows 10 zum laufen zu bringen. Dass es leider nicht vollständig ist, sieht man den nun folgenden, etwas umständlichen Herangehensweise, wie man ESPHome auf dem ESP8266 installiert.
Wer ein vollständiges hass.io bzw. Home Assistant hat, kann das übrigens über den Addon-Store mit dem Add-on „ESPHome“ deutlich beschleunigen. Da ich aber, wie bereits beschrieben, Home Assistant als Container laufen habe, ist für mich der Umweg notwendig.
Man startet Ubuntu unter Windows und gelangt in das Terminal. Dort installiert man sich (falls noch nicht geschehen) Python 3 und das nötige Paket „esphome“ aus dem Python-Repsitory. Anschließend prüft man, ob die Installation geklappt hat, indem man sich die Versionsnummer ausgeben lässt.
Der Einfachheit halber empfehle ich, den Wizard von ESPHome zu verwenden. Er wird benutzt, um die *.yaml zu erstellen. Genau wie bei Home Assistant ist sie dafür da, den Controller zu konfigurieren. Der Wizard zeigt einem glücklicherweise gleich alle möglichen Alternativen auf, die man eingeben kann. Beantwortet also wahrheitsgemäß die 4 Fragen den Wizards und wir erhalten eine Konfigurationsdatei mit dem angegebenen Namen. Ich habe hier willkürlich gaszaehler.yaml gewählt.
Die nun folgende Datei sieht dann beispielsweise so aus:
esphome:
name: gaszaehler
esp8266:
board: d1_mini
# Enable logging
logger:
# Enable Home Assistant API
api:
password: "1234"
ota:
password: "1234"
wifi:
ssid: "hier die Wifi-SSID eintragen"
password: "hier das Wifi Passwort eintragen"
manual_ip:
static_ip: "auf Wunsch"
gateway: "IP-Adresse des Gateways"
subnet: "Subnet Maske"
# Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails
ap:
ssid: "Gaszaehler Fallback Hotspot"
password: "hier steht automatisch ein Passwort"
captive_portal:
Das Fallback-Wifi wird gebraucht, falls der Sensor das eigentliche WLAN nicht erreichen kann. Dann baut der ESP8266 eigenständig ein WLAN auf, über das er sich konfigurieren lässt.
Update (02.05.2022) Vor diesem Update habe ich den Pulse_counter von ESPHome verwendet. Dieser liefert leider keine zuverlässigen Werte. Gleiches gilt für den pulse_meter, der eigentlich besser sein sollte. Stattdessen bin ich nach einiger Tüftelei wieder bei dem binary_sensor herausgekommen, der wunderbar funktioniert. Zusätzlich ist eine LED auf GPIO0 angebracht, die schaltet, sobald der Reed-Schalter zieht. Damit könnt ihr live am Gerät sehen, ob ein Puls anliegt. Sie ist nur eine Hilfe und nicht zwingend erforderlich.
globals:
- id: total_pulses
type: int
restore_value: false
initial_value: '0' # hier kann der Gaszählerstand initialisiert werden
binary_sensor:
- platform: gpio
id: internal_pulse_counter
pin:
number: GPIO5
mode: INPUT_PULLUP
name: "Live-Impuls"
filters:
- delayed_on: 10ms
on_press:
then:
- lambda: id(total_pulses) += 1;
- output.turn_off: led # optional: für eine LED, die den Gaszählerpuls visualisiert
on_release:
then:
- output.turn_on: led # optional: für eine LED, die den Gaszählerpuls visualisiert
sensor:
- platform: template
name: "Gasverbrauch"
device_class: gas
unit_of_measurement: "m³"
state_class: "total_increasing"
icon: "mdi:fire"
accuracy_decimals: 2
lambda: |-
return id(total_pulses) * 0.01;
# Optional: Diese LED soll blinken, sobald ein Signal vom Gaszähler erkannt wird
output:
- platform: gpio
pin: GPIO0
id: 'led'
Fertig mit der Konfiguration. Wir speichern mit Strg + O und schließen Nano mit Strg + X
Mit dem folgenden Befehl wird der Code für den ESP8266 kompiliert. Ich habe es leider nicht geschafft, ihn direkt per USB-Kabel auf meinen Controller zu bekommen. Daher bin ich einen Umweg gegangen.
$ esphome run gaszaehler.yaml
Das endet mit einer Fehlermeldung (connection failed bad indicator errno=11), dass der Code nicht auf den Controller gebracht werden konnte. Stattdessen kopieren wir den Code auf das Laufwerk C: unter Windows und arbeiten von dort aus weiter (sorry Leute!!).
Mittels ESPHome-Flasher, den es auch für Windows gibt und der nicht installiert werden muss (!!) geht es weiter. Die eben kopierte Datei auswählen, den ESP8266 mit USB am PC anstöpseln und den entsprechenden COM-Port auswählen (bei mir wurde nur einer angezeigt). Bestätigen, und warten bis es fertig ist.
ESPHome in Home Assistant installieren
Mit der Entität „ESPHome“ kann der Sensor in den Home Assistant eingebunden werden. Das geht sehr fix, es muss nur die IP-Adresse und das festgelegte Passwort eingegeben werden. Damit er auch korrekt als Energiequelle erkannt wird, muss man noch folgende Zeilen in die configuration.yaml anfügen, besser noch, in die sensor.yaml
Update (15.04.2022): Manchmal fällt der ESP kurzzeitig aus, was den Gasverbrauch kurzfristig auf 0 m³ setzt. Sobald er wieder da ist, gibt es einen unlogischen Peak in der Statistik. Dieser wird über die kleine IF-Schleife herausgefiltert.
- platform: template
sensors:
# Gaszähler, kommend von ESPHome, aufbereiten für Energy
gasincubicmeter:
value_template: >
{% if states('sensor.gasverbrauch') | float == 0 %}
{{ states('sensor.gasincubicmeter') }}
{% else %}
{{ states('sensor.gasverbrauch') | float }}
{% endif %}
unit_of_measurement: m³
device_class: gas
attribute_templates:
state_class: total_increasing
Nach einem Neustart des Servers klickt man im Home Assistant auf „Einstellungen“, „Energie“ und klickt auf den Gaszähler. Dort taucht nun die neue Entität gasincubicmeter auf und kann ausgewählt werden.
In Home Assistant kann über Einstellungen → Energie eine neue Gasquelle hinzugefügt werdenDer Gasverbrauch wird auf dem Energie-Dashboard von Home Assistant angezeigt
Reed-Schalter am Gaszähler positionieren
Wer Zugriff auf einen 3D-Drucker hat, sollte sich bei Thingiverse mal umsehen, ob dort ein Halter für seinen Gaszähler vorhanden ist. Die Chance dort, oder woanders, einen zu finden, halte ich für sehr hoch. Andernfalls kann man mit etwas Geschick und gutem Klebeband den Schalter direkt am Gaszähler montieren. Er muss in der vorgesehenen Kerbe möglichst genau unter der letzten Ziffer positioniert werden. Wer darauf achtet, wird bemerken, dass die letzte drehende Ziffer einen kleinen Magneten hat. Genau darunter muss der Reed-Schalter geklebt werden.
Zu einem guten Smart Home gehört natürlich auch eine schöne „Kommandozentrale“. Obwohl das Haus ja schlau ist und alles selbst entscheiden soll, möchte man ja dennoch wissen, was gerade los ist. Der Home Assistant, eine freie und open source Software für Hausautomatisierung, bietet mit seinen Dashboards genau solche Übersichten an. Mit wenigen Klicks lassen sich die Messdaten aus dem Haus und um das Haus visualisieren.
Einen Regenradar in Home Assistant kann man einbinden, wenn man die Bild-URL als Kachel im Dashboard hinzufügt.
Regenradar und weitere Wetterdaten
Das Wetter spielt natürlich eine entscheidende Rolle für das Haus und die Bewohner. Die erste Anlaufstelle für aktuelle Wetterdaten und Vorhersagen könnte beispielsweise OpenWeatherMap sein. Die API ist gut dokumentiert, die Einbindung in den Home Assistant ist reibungslos, der Dienst ist kostenlos und es fällt keine Werbung an. Einzig eine Registrierung auf der Webseite ist nötig, um den verpflichtenden API-Schlüssel zu erhalten.
Was leider fehlt, ist der Regenradar. Jede Vorhersage ist ja nur so gut, wie die, die man mit eigenen Augen sieht. Darum lohnt es sich, einen Regenradar in das Home Assistant Dashboard einzubinden.
Die meisten Regenradare lassen sich nicht besonders einfach einbinden. Und falls doch, sind sie meistens mit Werbung übersät. Um so schöner ist es, dass die Webseite morgenwirdes.de den Regenradar vom Deutschen Wetterdienst (DWD) aufbereitet und uns als animierte gif-Datei zur Verfügung stellt. Die Einbindung in den Home Assistant ist explizit erlaubt und funktioniert folgendermaßen.
Einbindung in den Home Assistant
Zunächst bastelt man sich die URL zusammen, die man für sein Dashboard braucht. Das geht relativ einfach, wenn man sich die Struktur der URL ansieht.
Die Flagge „plz“ gibt die Postleitzahl vor. Delay ist die Zeit in Millisekunden, die pro Zeitstufe angezeigt wird. Es gibt zwei Farbschemen der Karte, typ=0 oder 1. Der Zoomlvl gibt den Zoomlevel an (hier 1 für ganz Deutschland). Eine Zeitleiste (bar) und Hintergrundkarte (map) können optional eingeblendet werden. Farblich anpassen kann man die Karte mit den beiden letzten Flaggen.
In der configuration.yaml habe ich das dann als Kamera eingebunden. Das hat den Vorteil, dass die Daten immer aktualisiert werden. Würde man es als Bild einbinden, könnte es sein, dass der Regenradar nur aus dem Cache geladen wird und deshalb nicht aktuell ist.
Ich habe den Artikel angepasst, das Bild wird nicht mehr als normales Bild, sondern als Kamera eingebunden. Dadurch wird das Radar zuverlässiger aktualisiert.
Mit den Heizthermostaten von Homematic IP lassen sich die Heizkörper minutengenau zeitsteuern. In der Zentrale, in meinem Falle die Homematic CCU3, lassen sich Zeitprofile für jedes Heizthermostat hinterlegen. Die ganze Woche lässt sich damit detailliert planen. Es ist offensichtlich, dass nicht jede Woche eine Kopie der vorherigen Woche ist. Manchmal arbeitet man die ganze Woche von Zuhause aus, manchmal ist man im Urlaub. Damit ergibt sich auch, dass die Räume anders geheizt werden müssen.
Die Homematic CCU3 ermöglicht es, bis zu drei verschiedene Wochenprogramme anzulegen. Die Frage ist nun, wie kann man komfortabel zwischen diesen Wochenprogrammen wechseln? Diesem Thema widme ich diesen Artikel.
In der Homematic CCU3 kann man über das WebUI jedem Thermostat ein detailliertes Wochenprogramm hinterlegen. Bis zu drei verschiedene Wochenprogramme können vorkonfiguriert werden.
Automatisierung ftw!
Der Grundgedanke eines Smart Homes ist natürlich, dass es „smart“ ist, also eigenständig Entscheidungen trifft. In meinem konkreten Fall könnte das bedeuten, dass meine Heizungssteuerung automatisch erkennt, wann mein Wochenprogramm sich ändern müsste. Mit entsprechenden Bewegungsmeldern ist das sicherlich möglich, wenn auch relativ aufwendig und kostspielig.
Ich habe mich dafür entschieden, eine übergeordnete Steuerung zu verwenden, den Home Assistant. Die Homematic CCU3 tritt dort nur als Client auf. Das ist insofern eine ganz gute Idee, als dass sich Home Assistant über eine App steuern lässt. Das ist komfortabel und zukunftssicher, dank einer engagierten Community im Hintergrund.
Einbindung von Homematic CCU3 in Home Assistant
Der Home Assistant und die Homematic CCU3 lassen sich glücklicherweise sehr einfach miteinander verbinden. Einzig ein Eintrag in der configuration.yaml von Home Assistant ist notwendig. Im Beispielcode sind die Passwörter in eine secrets-Datei ausgelagert.
Damit man das Wochenprogramm umschalten kann, braucht es einen Service, den wir folgendermaßen zusammensetzen.
Man erstellt auf einem Dashboard einen neuen Button.
Bei den Einstellungen des Buttons wechselt man in die Code-Ansicht und gibt dort folgendes ein.
Address ist die Serialnummer des Gerätes, Value ist das Wochenprofil.
type: button
tap_action:
action: call-service
service: homematic.set_device_value
service_data:
address: 000a1d8991xxxx
channel: 1
param: ACTIVE_PROFILE
value: '2'
value_type: int
target: {}
entity: climate.000a1d8991xxxx
icon: mdi:bed-outline
name: Kein Besucher im Gästezimmer
Um das Wochenprofil auf einen anderen Wert zu stellen, dupliziert man die Kachel und ändert die „Value“. Leider habe ich nicht herausgefunden, wie man den aktuellen Wert für das Wochenprofil ausliest. Mit dieser Info könnte man einen einzelnen Button verwenden und diesen togglen.
Das Heizsystem ist für viele der erste Einstieg in das Thema „Smart Home„. So ist es auch bei mir. Viele meiner Heizkörper laufen mittlerweile mit Heizthermostaten von Homematic. Zusammen mit der übergeordneten Software Home Assistant ist jetzt meine Menge möglich in meinen vier Wänden. Das Wandthermostat von Homematic ist sogar in der Lage, die relative Luftfeuchtigkeit zu messen. Das ist schon sehr nützlich und kann für weitere Auswertungen verwendet werden. In meinem Fall interessiere ich mich allerdings für die absolute Luftfeuchtigkeit, die sich von der relativen Luftfeuchtigkeit unterscheidet. Glücklicherweise lassen sich die beiden Werte ineinander umrechnen, und das Wandthermostat liefert auch alle notwendigen Messwerte dafür.
Unterschied zwischen relativer und absoluter Luftfeuchtigkeit
Mir als ausgebildeten Thermodynamiker liegt es natürlich am Herzen, dass man den Unterschied zwischen relativer und absoluter Luftfeuchtigkeit kennt. Der Unterschied liegt eigentlich auf der Hand und lässt sich schon anhand der Einheiten gut unterscheiden.
Viele Wandthermostate messen die relative Luftfeuchtigkeit
Die relative Luftfeuchtigkeit wird in Prozent angegeben. Die Luft ist ein Gemisch aus Gasen, ein Teil davon kann Wasserdampf sein. Wie viel das maximal ist, hängt von der Temperatur der Luft ab: je kälter es ist, desto weniger Wasserdampf kann dampfförmig in der Luft vorkommen. Sollte dieser Wert überschritten werden, bildet sich Nebel. Die relative Luftfeuchtigkeit gibt an, bis zu welchem Grad die Luft bereits mit Wasserdampf gesättigt ist. Sind die 100% erreicht, kondensiert alles zusätzliche Wasser und es wird neblig. Etwas thermodynamischer ausgedrückt, klingt die Definition so: Die relative Luftfeuchtigkeit gibt den Partialdruck des Wasserdampfs relativ zum Maximalwert bei aktueller Temperatur an.
Die absolute Luftfeuchtigkeit hingegen wird in g/m³ angegeben (andere Einheiten sind möglich). Bildlich kann man es sich so vorstellen, dass in einem Kubikmeter Luft die angegebene Menge Wasserdampf vorhanden ist.
Warum sollte man die absolute Luftfeuchtigkeit wissen wollen?
Eine typische Textaufgabe in Thermodynamik 1 könnte lauten: Im Wohnzimmer herrschen 22 °C und 40 % Luftfeuchtigkeit. Außen hat es 8 °C und 80 % Luftfeuchtigkeit. Steigt oder fällt die Luftfeuchtigkeit im Wohnzimmer, wenn man das Fenster öffnet?
Eine andere Fragestellung lässt sich ebenfalls darüber beantworten: Im Wohnzimmer herrschen 22 °C und 20 % Luftfeuchtigkeit. Das Raumvolumen beträgt 75 m³. Wie viele Kilogramm Wasser muss man verdunsten lassen, um auf 50 % Luftfeuchtigkeit zu kommen?
Wenn ihr es wisst, könnt ihr das gerne in den Kommentaren hinterlassen
Die Physik dahinter
Es sind zwei wichtige Formeln miteinander kombiniert. Die eine Formel, Antoine-Gleichung, berechnet den Sättigungsdampfdruck der Luft bei vorgegebener Temperatur. Die zweite Formel, die ideale Gasgleichung, berechnet daraus die absolute Feuchtigkeit. Die Temperatur und relative Feuchtigkeit werden vom Wandthermostat zur Verfügung gestellt.
Mit der Antoine-Gleichung kann der Sättigungsdampfdruck berechnet werden. Die hier gewählten Parameter A, B und C sind so gewählt, dass die Gleichung für Wasser angewendet werden. Die Temperatur T muss hier in Grad Celsius angegeben werdenDie Ideale Gasgleichung wird verwendet, um den Zustand eines idealen Gases zu beschreiben. Die spezifische Gaskonstante für Wasserdampf ist hier bereits eingesetzt. Die Temperatur T muss hier in Grad Celsius angegeben werden
Die Berechnung in Home Assistant
In Home Assistant legt man sich für diese Berechnung einen neuen Sensor an. Das geschieht über Templates. Dieser Sensor existiert nur softwareseitig und sein Messwert wird berechnet, nicht direkt gemessen. Ich habe das beispielsweise umgesetzt, indem ich in die configuration.yaml folgende Zeile ergänzt habe:
sensor: !include sensor.yaml
Mittels des folgenden Befehls habe ich besagte Datei erstellt und ihr den folgenden Inhalt gegeben.
Smart Homes sind in aller Munde. Bei Neubauten sowieso, aber auch bestehende Immobilien werden gerne zu so genannten Smart Homes umgerüstet. Den großen Markt teilen sich natürlich kommerzielle Anbieter, aber gerade auf der Softwareseite konkurrieren auch freie und open source Software um die Kunden. Die bekanntesten Teilnehmer im open source Bereich sind FHEM, OpenHAB und Home Assistant (früher bekannt als hass.io).
Diese Software soll verschiedene smarte Geräte vereinen, so dass sie alle unter einer Haube stecken. Anstatt jeweils eine Anwendung für die Heizung, das Licht und die Energieversorgung zu verwenden, soll die Software übergeordnet sein. Sie bildet damit die Schnittstelle zwischen den Geräten und mir.
Ich möchte mein Haus mit dem Home Assistant smart machen, bzw. einige der vorhandenen Komponenten dort einbinden. In diesem Artikel möchte ich zunächst auf die Installation von Home Assistant Container eingehen.
Unterschied zwischen Home Assistant und Home Assistant Container
Der mächtige Home Assistant wird gerne auf einem Raspberry Pi installiert. In der Regel verwendet man dafür gleich ein ganzes Image für das Betriebssystem. Das bedeutet, dass man statt des üblichen Raspbian das „Home Assistant Operating System“ installiert.
Der Vorteil liegt darin, dass man den Home Assistant in vollem Umfang nutzen kann. Der Nachteil ist, dass man über ein stark angepasstes OS verfügt. Möchte man noch weitere Software darauf laufen lassen, könnte das zu Konflikten führen.
In meinem Fall laufen noch andere Prozesse auf dem Raspberry. Somit kommt für mich das OS nicht infrage. Stattdessen möchte ich auf Home Assistant Container setzen. Hier läuft die Software über Docker.
Benutzt man den Home Assistant Container, muss man mit Einschränkungen leben. Es ist beispielsweise nicht möglich, Add-ons zu installieren. Der Grund liegt meines Wissens darin, dass Add-ons als (Docker-)Container installiert werden. Und das geht nicht, wenn bereits die Hauptanwendung in einem (Docker-) Container läuft. [Falls das jemand genauer weiß, gerne einen Kommentar hinterlassen!]
Installation von Home Assistant Container
Was man als Vorbereitung braucht, ist ein installiertes Linux-System. In meinem Beispiel ist es Raspbian auf einem Raspberry Pi 4. Dort meldet man sich via SSH an.
Schritt 1: Docker installieren. Gegebenenfalls hat man eine alte Version bereits installiert. Diese muss man entfernen und die aktuelle Version installieren. Dazu wird das Docker-Repository hinzugefügt und die Software daraus installiert. Am Ende wird eine Benutzergruppe „docker“ erstellt (ggf. geschieht das automatisch). Der aktuelle Benutzer – hier nennt er sich pi – wird der Gruppe hinzugefügt.
Schritt 2: Home Assistant Container installieren. Der folgende Befehl holt sich das entsprechende Image aus dem Dockerhub, lädt es herunter und installiert es. Es ist wichtig, dass der Ordnerpfad für die Konfigurationsdatei korrekt angegeben wird. Wie oben bereits beschrieben, fehlt die Add-on-Funktion. Um die configuration.yaml bearbeiten zu können, muss man an diese Datei herankommen. Mit der Flag -v mountet man einen existierenden Ordner in den Docker-Container und kann damit die Datei weiterhin bearbeiten.
Schritt 3: Docker-Image verwalten. Die gesamte Home Assistant Installation kann man über den Container starten und stoppen. Ein Update führt man ebenfalls über das Docker-Image aus. Die Befehle hierfür lauten folgendermaßen.
Schritt 4: Auf Home Assistant zugreifen. Ab jetzt erfolgt die Verwaltung des Home Assistant über die Weboberfläche. Mit http://<IP-Adresse des Raspberrys>:8123 kann man von einem PC des gleichen Netzwerks auf die Installation zugreifen. Änderungen an der configuration.yaml müssen weiterhin über die Systemoberfläche, also z.B. mit nano oder vim über SSH erfolgen.
Zur Zeit steht Whatsapp stark in der Kritik. Seitdem der Messenger 2014 von Facebook gekauft wurde, ist das Misstrauen gegen die App gestiegen. Das ist zumindest der Eindruck, den ich im Netz und in meinem persönlichen Umfeld erlebe.
Der neueste Aufreger sind die neuen Datenschutz-Regeln, denen man bis 15. Mai 2021 zustimmen muss. Diese erlauben es, dass Facebook die Metadaten von Whatsapp-Chats u.a. für Marketingzwecke zu verwenden.
Diese erlauben es, dass Facebook die Metadaten von Whatsapp-Chats u.a. für Marketingzwecke zu verwenden.
Die Kommunikation erfolgt nach wie vor unter einer Ende-zu-Ende-Verschlüsselung. Das bedeutet, dass weder Facebook noch Whatsapp auf die Inhalte der Nachrichten zugreifen können. Allerdings können die Metadaten ausgewertet werden, also wann und wie lange ich die App verwende, mit wem ich schreibe und wie meine Telefonnummer lautet. Das reicht, um meinen Whatsapp-Account gewinnbringend mit meinem Facebook-Profil zu verknüpfen.
Signal, die bessere Alternative zu Whatsapp
Aus diesem Grund gibt es zur Zeit (mal wieder?) viele User, die zu alternativen Messengerdiensten wechseln möchten. Die vermutlich beliebteste Alternative ist aktuell Signal, ein Dienst der von Größen der Technik-Branche empfohlen wird. Auch wir haben Signal schon vor fast genau sieben (!!) Jahren als geeignete Alternative zu Whatsapp empfohlen (damals noch unter dem Namen Chatsecure).
Signal gibt es für Android, Apple i.OS, Windows 10, Mac OS und Linux. Das schöne ist, dass sich das kombinieren lässt. Wie das geht, erkläre ich im nächsten Abschnitt.
Signal für den PC installieren
Die Installation ist nur dann sinnvoll, wenn man Signal auf einem Telefon verwendet. Man wird nach der Installation erlauben, dass die PC-Version mit dem Smartphone gekoppelt wird.
Auf der Webseite https://signal.org/de/download/ gibt es den Downloadlink für die verschiedenen Betriebssysteme. Dort lädt man sich die Version für sich herunter. In diesem Beispiel ist es Windows.
Auf der Webseite kann man die passende PC-Version des Messenger-Dienstes herunterladen
Während der Installation bittet Signal darum, das Smartphone mit der Installation auf dem PC zu koppeln. Dazu wird ein großer QR-Code angezeigt.
Während der Installation wird man gebeten, den angezeigten QR-Code mit dem Smartphone zu koppeln.
In der Smartphone-App öffnet man Signal, tippt oben rechts auf die drei Punkte und öffnet das Einstellungsmenü. Dort gibt es den Unterpunkt Gekoppelte Geräte. Über das große Plus unten rechts kann man das neue Gerät hinzufügen.
Es öffnet sich eine Funktion, mit der der QR-Code vom PC gescannt werden kann. Damit scannt man den QR-Code vom PC und die Einrichtung schließt sich selbst ab.
Kurz danach ist die Einrichtung abgeschlossen. Ab diesem Zeitpunkt können die Nachrichten von beiden Geräten gelesen und geschrieben werden.
In Excel gibt es viele verschiedene Darstellungen von Zahlenformaten. Am bekanntesten sind wahrscheinlich die Darstellungen von Prozenten und Währungen wie dem Euro zum Beispiel. Es gibt auch die wissenschaftliche Darstellung von Zahlen, die Zehnerpotenzen darstellen können, repräsentiert durch ein kleines e: so wird aus der Zahl 1.000 ein 1e3.
In vielen Fällen hilft das schon sehr gut. Spannender wird es, wenn man die Zahl aber nicht in jede beliebige Zehnerpotenz formatieren will, sondern nur in Dreierschritten. Ein Beispiel:
Ich pflege eine Liste mit elektrischen Widerständen. Diese werden üblicherweise mit SI-Präfixen angegeben, also zum Beispiel 100 Kiloohm (also 100.000 Ohm), geschrieben 100 kOhm. Gibt man in Excel die Zahl 100.000 ein und lässt sie wissenschaftlich formatieren, wird sie als 1e5 angezeigt. Das ist zwar korrket, aber nicht sehr greifbar, schließlich wird der Wert üblicherweise in Kiloohm angegeben. Besser wäre also die Schreibweise 100e3.
Das geht, indem man in Excel die benutzerdefinierte Formatierung eingibt. Dazu klickt man im Ribbon unter dem Reiter „Start“ im Bereich „Zahl“ auf „Zahlenformat“. Im Dropdown wählt man „weitere Zahlenformate“ und wählt dort wiederum „Benutzerdefiniert“. Dort gibt man folgendes ein:
##0E+0
Das war der ganze Zauber. Schon werden die Zahlen in Zehnerpotenzen mit Exponenten in Dreierschritten angezeigt.
Wer sich im Internet bewegt hat in der Regel auch viele Konten auf vielen Webseiten angelegt. Durch Datenskandale in den letzten Jahren wurden wir User immer wieder auf die Dringlichkeit für sichere Passwörter sensibilisiert. Es gibt viele Grundregeln, an die man sich halten soll. Die wichtigste Regel lautet: Jede Webseite muss ein eigenes Passwort erhalten.
Passwörter organisieren mit Passwort-Manager
Nach spätestens dem dritten, schweren Passwort hat man keine Lust mehr, sich die kryptischen Buchstaben-, Zahlen- und Symbolkombinationen zu merken. Schon gar nicht, wenn man ein Passwort nur selten braucht, etwa das für die Software der Steuererklärung. Ganz einfacher Tipp: ein Passwort-Manager muss her.
KeePass Password Safe – der freie Passwort-Manager
In der Freien-Software-Szene ist KeePass Password Safe weit verbreitet. Die Software ist für viele Plattformen erhältlich, man kann sie auf den Smartphone verwenden und die Verschlüsselung ist weitestgehend akzeptiert. Die Funktionen sind umfangreich, es wird bspw. die „Schwierigkeit“ des Passwort angezeigt und man kann sich Passwörter generieren lassen. Gerade diese Funktion ist sehr nützlich, wenn man sich häufig im Netz registriert.
KeePass Password Safe
Verbindung mit Firefox herstellen
Die Handhabung des Passwort-Managers verbessert sich maßgeblich, wenn man ihn mit Firefox verknüpfen kann. Das ständige Kopieren des Passworts für die (sehr unsichere(!!)) Zwischenablage entfällt, wenn man eine direkte Verbindung von Firefox zu KeePass herstellt. Firefox und KeePass lassen sich beide über Plugins erweitern, um diese Verbindung herzustellen. Das möchte ich nun beschreiben.
Für KeePass werden wir das Plugin KeePassRPC verwenden, in Firefox kommt das Plugin Kee zum Einsatz.
Schritt 1: KeePass vorbereiten
Zunächst muss man KeePass öffnen und Tools – Plugins – Get more Plugins aufrufen. Auf der Webseite sucht man nach der Erweiterung KeePassRPC. Diese Erweiterung stellt eine bidirektionale Kommunikation mit anderen Anwendungen her, in unserem Fall Firefox.
Über den Link gelangt man auf die Github-Seite, von der aus man die Plugin-Datei *.plgx herunterladen kann. Die heruntergeladene Datei speichert man im Ordner C:\Program Files (x86)\KeePass Password Safe 2\Plugins
Schritt 2: Firefox vorbereiten
Man klickt oben rechts in Firefox auf das Menü, Addons installieren, Suche nach „Kee – Password Manager“ und bestätigt mit einem Klick auf „hinzufügen zu Firefox„.
Kee – Password Manager: Erweiterung für Firefox
Schritt 3: Verbindung autorisieren
Nun schließt man KeePass und öffnet es erneut. Das Firefox-Plugin fragt nun nach einer Autorisierung. Es öffnet sich automatisch ein Fenster, in dem ein Code angezeigt wird. Diesen Code gibt man nun in Firefox ein und bestätigt mit „Verbinden“ – fertig.
KeePass gibt einen Code vor, sobald eine Anwendung über RPC eine Verbindung aufbauen möchte.Die Verbindung zwischen Kee in Firefox und KeePass steht, sobald das eben angezeigte Passwort eingegeben wird.
Schritt 4: Benutzung des Passwort-Managers mit Firefox
Passwort speichern
Gibt man im Browser Zugangsdaten zum ersten mal ein, fragt Kee mit einem Fenster in der unteren rechten Ecke nach, ob das Passwort gespeichert werden soll. Bestätigt man dies, wird das Passwort in KeePass gespeichert und mit der zugehörigen URL abgelegt.
Passwort eingeben
Sobald man die Loginseite einer Webseite aufruft, füllt Kee die Loginfelder automatisch aus. Man erkennt das auch daran, dass das Kee-Logo neben dem Eingabefeld erscheint. Sollten mehrere Zugangsdaten für die gleiche URL hinterlegt sein, kann man über dieses Symbol zwischen ihnen wechseln. Das funktioniert natürlich nur, so lange KeePass im Hintergrund geöffnet ist.
Große Bildschrime mit 4K-Auflösung haben ihren Reiz. Das betrachten von Bildern ist viel angenehmer, genau wie deren Bearbeitung. Mehr Pixel bedeuten auch mehr Platz, man kann viele Fenster gleichzeitig geöffnet haben, ohne dass sich die Fenster überdecken.
Es gibt aber auch einen entscheidenden Nachteil: Die auf Pixelanzahl basierenden Schriftarten werden plötzlich sehr klein! Diesen Effekt unterschätzt man gerne, weil man ja denkt: größerer Bildschirm entspricht größerer Schrift! Das ist zwar sehr häufig der Fall, aber nicht bei allen Anwendungen.
Fenster werden größer, Schriften werden kleiner
In den Windows-Anzeigeeinstellungen kann man für das gesamte System die Skalierung einstellen. Auf manchen Laptops mit hochauflösenden Displays ist häufig 150% oder gar 200% eingestellt. Bei machen Anwendungen fühlt es sich daraufhin an, als ob man regelrecht angebrüllt wird. Daher lasse ich die Voreinstellung auf meinem stationären PC bei 100% Vergrößerung und kümmere mich um das einzige Programm, bei dem ich ernsthaft Schwierigkeiten habe: Thunderbird.
Schriftgröße auch für Posteingang und Ordner vergrößern
Die eingebaute Vergrößerung für Thunderbird (Menü, Ansicht, Zoom), Strg + „Plus“ bzw. Strg + „Minus“ funktioniert schonmal. Allerdings wird damit ausschließlich der Nachrichteninhalt vergrößert. Der Posteingang und die Ordner bleiben weiterhin in der kleinen Schriftart.
Abhilfe versprechen Plugins, die sind aber heute (Stand: Juli 2020) nicht mehr mit der aktuellen Thunderbird-Version kompatibel (68.9.0). Zum Glück braucht man aber auch gar kein Addon oder Plugin, um die Schriftart zu vergrößern.
Konfiguration anpassen, kein Addon installieren
Im Experten-Einstellungsmenü findet man die notwendige Einstellung. Man navigiere folgendermaßen:
Thunderbird-Menü
Einstellungen >
Einstellungen
Erweitert
Allgemein
Konfiguration bearbeiten… (das entspricht dem about:config) ggf. muss man mit „Ich bin mir der Gefahren bewusst!“ bestätigen.
Dort findet man den Parameter layout.css.devPixelsPerPx, der ist standardmäßig auf -1.0 eingestellt. Diesen Parameter muss man entsprechend anpassen, ich habe mich für 1.2 entschieden, dadurch erhalte ich eine angenehme Vergrößerung aller Schriften in Thunderbird.
Wenn man eine neue Webseite erstellt oder die bestehende Webseite überarbeiten möchte, ist eine „Coming soon“ oder „Bald gibt es etwas neues“-Seite oft angemessen. Da ich häufig Webseiten mit WordPress gestalte, habe ich hierfür auch eine Idee gesucht.
Den Wartungsmodus kann man in WordPress relativ schön gestalten, wenn man das Plugin WP Maintenance Mode installiert. Das Plugin ist schlank und macht genau das was es soll: eine Coming Soon Seite anzeigen.
Das Plugin ist sehr minimalisitisch und bietet ein paar wenige Features. Ich halte mich dabei gerne an die Regel „weniger ist mehr“. Das bedeutet, dass ich meistens nur ein Bild anzeigen lasse. Es gibt noch mehr Möglichkeiten, zum Beispiel ein Countdown und die Möglichkeit, Text zu schreiben. Mir genügt lediglich das Bild.
Ein responsive-Bild lädt man übrigens über den Hintergrund hoch. Er wird standardmäßig über CSS so formatiert, dass immer die volle Breite des Fensters verwendet wird.
background-size: cover;
Manche Bilder wirken aber besser, wenn man die volle Höhe anzeigt und die Ränder links und rechts abschneidet. Das kann man machen, wenn man folgenden Code im Plugin-Editor in die Datei wp-maintenance-mode/includes/functions/helpers.php einfügt:
Wenn das NAS ordnungsgemäß aufgestellt, mit Festplatten oder SSD bestückt wurde, am Netzwerk hängt und mit Strom versorgt wird, kann man es einrichten.
Für Synology bedeutet das, dass man http://find.synology.com aufruft. Wie auch immer das funktioniert, aber kurz darauf befindet man sich tatsächlich auf dem NAS im Heimnetzwerk und kann es über dessen IP einrichten. Um das Betriebssystem zu installieren, folgt man ausschließlich dem Assistenten, hier gibt es nichts zu ergänzen.
In meinem DS218j befinden sich zwei NAS-Festplatten von Western Digital. Ich habe zwei 4 TB Festplatten eingebaut. Im Westentlichen habe ich damit folgende Möglichkeiten, die Festplatten zu verwenden.
RAID 0
Die Festplatten werden in Reihe geschaltet. Ihre Kapazität entspricht der Summe der Festplatten.
Achtung: Wenn eine der beiden Festplatten kaputt geht, sind diese Daten verloren. In diesem System gibt es keine Ausfallsicherheit.
RAID 1
Die Festplatten werden gespiegelt. Was auf der einen Festplatte gespeichert wird, wird auch auf die zweite gespeichert. Die Kapazität entspricht der Kapazität der kleinsten Festplatte.
Geht eine der beiden Festplatten kaputt, kann man über die zweite die Daten wiederherstellen.
Synology Hybrid Raid (SHR)
Diese Art von RAID greift den Nachteil des RAID 1 auf. Beim RAID 1 richtet sich die Gesamtkapazität nach der Kapazität der kleinsten Festplatte. Sollten größere HDD im Verbund eingebaut sein, wird deren restliche Kapazität nicht genutzt.
Das SHR nutzt bei ungleichgroßen Festplatten im Verbund die ungenutzte Kapazität und füllt sie mit weiteren Kopien auf. Die größeren Festplatten werden in weitere Volumes aufgeteilt. Dadurch soll sich eine höhere Redundanz ergeben.
Mein Fazit
Ich verwende für mein System zwei gleichgroße Festplatten. Mir ist Ausfallsicherheit wichtig, darum möchte ich nicht RAID 0 verwenden. Außerdem möchte ich mich nicht auf eine vermutlich proprietäre Redundanzlösung verlassen, sondern bei einem halbwegs offenen Konzept bleiben. Dadurch dass ich sowieso nur gleichgroße Speichermedien verwende, bleibt für mich somit RAID 1 als Sieger übrig.
Ein NAS zu verwenden ist in vielen Situationen sinnvoll. Wenn man beispielsweise mehrere netzwerkfähige Geräte verwendet, seien es PCs, Tablets oder Fernseher, können alle Geräte auf den gleichen Speicher zugreifen. Dort gespeicherte Dateien, beispielsweise Urlaubsfotos, können dann auf allen diesen Geräten angezeigt werden.
Meine Motivation ist allerdings vor allem der redundante Festplattenspeicher. Ich verwende ein NAS mit zwei Festplatten. Ich werde sie so konfigurieren, dass beide Festplatten sich gegenseitig spiegeln, also exakt die gleichen Daten speichern. Das nennt sich RAID 1 (Redundant Array of independent disks). Fällt eine der beiden Festplatten aus, kann sie ersetzt werden und die Daten sind noch auf der zweiten Festplatte gespeichert.
NAS kaufen vs. Raspberry Pi Eigenbau
Das aktuelle Einstiegsmodell von Synology, DS218j, genügt für mich allemal. Ich werde einen relativ geringen Traffic darauf laufen lassen und brauche dort keine übermäßige Rechenleistung (momentan habe ich keinen Bedarf an Videocodierung oder anderen aufwendigen Berechnungen). Ich kann von meinen Geräten im Heimnetzwerk darauf zugreifen und haben die besagte Ausfallsicherheit durch das RAID 1.
Andere Hersteller kommen natürlich auch in Frage. Für meine Bedürfnisse ist es schon beinahe egal, wer das NAS herstellt. Ich habe mich für den Hersteller entschieden, der in meinem Bekanntenkreis bereits verwendet wird.
Prinzipiell gibt es sogar die Möglichkeit, das NAS über ein Raspberry Pi selbst zu bauen. Das Betriebssystem OpenMediaVault kann man das sogar recht komfortabel umsetzen. Ein halbwegs neuer Raspberry Pi und externe Festplatten genügen, schon kann man die Low Budget Variante selber bauen. Die Einrichtung funktioniert anschließend über den Browser, so wie es auch in den kommerziellen Varianten der Fall ist.
Ich entschied mich für die kommerzielle Variante. Das ist – zugegeben – eher untypisch für mich und das Blog. Normalerweise bin ich eher der Bastler, der gerne solche Systeme selber baut. In diesem speziellen Fall war mir die Kaufvariante allerdings lieber.
NAS-Festplatten vs. Deskop-Festplatten
Die zweite Frage, nachdem die Entscheidung auf die Diskstation DS218j gefallen ist, lautet: welche Festplatten werde ich verwenden?Die sogenannten NAS-Festplatten sind robuster ausgestattet als die typischen Desktop-Festplatten. Die wesentlichen Unterschiede zwischen den Typen sind die folgenden:
Drehzahl: NAS-HDD laufen langsamer als Desktop-HDD. Sie sind dadurch ruhiger, verbrauchen weniger Energie und erwärmen sich nicht so stark.
Montagebohrungen: Nicht jede HDD hat die passenden Befestigungsmöglichkeiten für die Rahmen in einem NAS.
Firmware: NAS-HDD können mit dem RAID-Controller über ausgefallene Sektoren kommunizieren.
Vibrationen: NAS-HDD haben manchmal einen Virbationssensor, der bei zu starken Vibrationen im Gehäuse die HDD herunterfährt. Außerdem sind die „besseren“ NAS-HDD zusätzlich mit Vibrationsdämpfern ausgestattet.
Ich habe mal letztendlich für die NAS-Version von Western Digital entschieden (WD Red). Aus meiner Sicht sind alle HDD-Hersteller gleichbedeutend, es hätte genauso gut Seagate oder Sandisk oder etwas anderes werden können. Die NAS-Festplatten kosten nur unwesentlich mehr als die Desktop-Version.
Die Sicherheit einer Webseite ist ein sehr wichtiges Thema. Man muss sich stets darum kümmern, auch wenn es lästig sein kann. Wer seine Webseite mit WordPress betriebt hat es auf der einen Seite sehr einfach, auf der anderen Seite aber auch wieder schwierig.
Die Sicherheitsvorteile, die WordPress mit sich bringt
WordPress ist sehr weit verbreitet. Millionen von Webseite laufen über diese Software. Die Entwicklung findet in einer sehr aktiven Community statt. Darin sind viele Sicherheitsexperten, die sich um das Beheben von Sicherheitslücken kümmern. Da diese Software so stark entwickelt wird, bleiben Sicherheitslücken nicht lange offen sondern werden zeitnah geschlossen.
Durch die Popularität von WordPress wird es für Angreifer aber auch wieder attraktiv, die Software zu knacken. Denn hat man einmal eine Lücke gefunden, kann man sie bei vielen Webseiten verwenden. Und schon sind wir beim typischen Katz-und-Maus-Spiel zwischen Hackern und Sicherheitsexperten.
Die Sicherheit von WordPress erhöhen
Mit den folgenden Artikeln habe ich Möglichkeiten gezeigt, wie man typische Eintrittstore von WordPress ausfindig macht und wie man wieder schließen kann. Die Goldene Regel der Sicherheit für jegliche Software lautet: Updates installieren, Updates installieren und Updates installieren. Alles weitere habe ich in einzelnen Artikeln zusammengefasst.
Mit der Datei .htaccess auf dem Webserver kann man WordPress serverseitig absichern. Die Angreifer möchten mit ihren Botnetzen das Passwort der Benutzer erraten. Wenn wir unsere Anmeldeseite von WordPress einfach hinter die abschließbare Tür unseres Servers packen, erhöhen wir die Eintrittshürde für Angreifer erheblich. Wie das geht und wie man das ganz genau Installiert, habe ich in einer Schritt-für-Schritt-Anleitung zusammengefasst.
Bei Softwareentwicklern und auch bei Angreifern ist die xmlrpc.php von WordPress sehr beliebt. Sie ist eine Schnittstelle für die Entwickler, worüber sie auf viele Funktionen von WordPress zurückgreifen können. Für Hacker ist das ein gefundenes fressen, denn sie können die Datei verwenden, um massenhaft Passwortanfragen zu stellen. In dieser Anleitung erkläre ich, warum die xmlrpc.php so gefährlich ist und wie man sie deaktivieren kann.
Die Goldene Regel der Sicherheit lautet Updates, Updates, Updates. Doch manchmal verliert man den Überblick über die Software, die in WordPress so eingebunden wird. Dazu zählen natürlich die Plugins, aber auch die Themes von WordPress. Man kann nicht nur im Backend von WordPress erkennen, welche Softwareversion die Plugins haben. Auch über das Frontend bzw. Schnittstellen vom Server kann man die Softwareversionen, und damit den Sicherheitsstatus, erkennen. Was man mit dem Programm wpscan so alles sieht und wie man es verwendet, wird in dieser Anleitung erklärt.
WordPress ist ein weit verbreitetes Content-Management-System. Eine sehr große Anzahl an Webseiten weltweit werden damit erstellt. Früher war es rein für Blogs gedacht, doch der weite Umfang der Funktionen, die einfache Handhabbarkeit und die Vielzahl an Erweiterungen hat dazu geführt, dass auch vollwertige Webseiten auf WordPress aufbauen.
Viele der Administratoren sind Laien und lassen sich von der Einfachheit der Software überzeugen. Leider werden so auch oft Updates vernachlässigt und sich auch sonst sehr wenig um die Sicherheit gekümmert. Diese Faktoren – starke Verbreitung, laienhafte Admins, Vielzahl an Plugins – macht WordPress auch attraktiv für Angreifer.
Bruteforce-Angriffe sind bei WordPress-Admins sehr bekannt. Unbekannte versuchen, häufig mit osteuropäischen IPs, durch plumpes Raten die Passwörter zu erhalten. Dabei setzen sie Bots ein, die selbstständig lange Listen an Passwortvorschlägen abarbeiten und so hoffen, das richtige Passwort zu erraten. Der Schutz der wp-login.php über .htaccess ist zumindest der erste Schritt, dieses Verfahren einzudämmen. Doch es gibt noch ein weiteres, sehr großes Fenster, über das Angreifer Eintritt suchen: die xmlrpc.php.
Was ist die xmlrpc.php?
Unter XML-RPC (Extensible Markup Language Remote Procedure Call) versteht man eine Schnittstelle zwischen einem System (hier WordPress) und externen Funktionen. Sie kümmert sich beispielsweise um Pingbacks, also ein- und ausgehende Mitteilungen von anderen Webseiten. Außerdem greifen verschiedene Plugins (wie beispielsweise Jetpack) oder Apps darauf zu. Es ist sozusagen die Schnittstelle zur Außenwelt.
Das wird uns Betreibern nur dann zum Verhängnis, wenn jemand versucht sie zu missbrauchen. Denn abgesehen von den gewollten Funktionen kann man diese Schnittstelle auch für Bruteforce Methoden verwenden. Hier können Angreifer gleich eine Vielzahl an Passwörtern ausprobieren, um das richtige zu erraten.
Seit WordPress 3.5 ist die Datei standardmäßig aktiviert. Vorher musste man im Admin-Panel die Funktion aktivieren.
Warum sollte man die xmlrpc.php deaktiveren?
Die xmlrpc.php hat die primäre Funktion, WordPress zu vernetzen und Funktionen von außerhalb des Admin-Panels zu verwenden. Etliche Plugins brauchen diese Funktion, doch lange nicht jeder Benutzer verwendet solche Erweiterungen. Gerade wer WordPress eher als statische Seite verwendet, kann in der Regel auf die Funktionen der xmlrpc.php verzichten. In diesem Fall bietet sie Angreifern eine potentielle Zielscheibe und macht damit die Seite unsicher.
So deaktiviert man die xmlrpc.php in WordPress
Es gibt zwei Wege, wie man die Datei sinnvoll deaktiviert. Der erste davon beschreibt, wie man die Funktion „von innen heraus“ deaktiviert. Dazu editiert man die functions.php des aktuellen Themes und fügt dort folgenden Codeschnipsel hinzu.
Die wichtigsten Schutzmaßnahmen für WordPress sind die gleichen wie für jede andere Anwendung auch: Verwendet sichere Passwörter und haltet die Software auf dem neuesten Stand, vor allem wenn sicherheitsrelevate Updates erschienen sind.
WordPress ist ein Content-Management-System (CMS), das sich sehr weit verbreitet hat. Die Einfachheit der Installation und Bedienung hat stark dazu beigetragen, dass sich WordPress im Internet zu einer starken Größe etabliert hat. Viele Webseiten sind damit ausgestattet.
Kleine Firmen nutzen für ihre erste Webseite dieses CMS, denn mit nur wenigen Klicks ist die Internetseite erstellt und mit den vielen Plugins lässt sich der Funktionsumfang stark erweitern.
Die große Verbreitung von WordPress macht die Software interessant für Angreifer. Hacker freuen sich regelrecht auf so weit verbreitete Systeme. Wenn dort eine Sicherheitslücke bekannt wird, lassen sich gleich viele Webseiten angreifen und vielleicht sogar übernehmen. Umso wichtiger ist es, solchen Angriffen aus dem Internet vorzubeugen und zu wissen, wie sicher die eigene WordPress-Installation ist.
Eigene Webseite auf Sicherheitslücken untersuchen und vor Angreifern schützen
Um die eigene Webseite vor Angreifern zu schützen, gibt es verschiedene Wege. Der wichtigste Punkt ist es, die Software aktuell zu halten und regelmäßig die Updates zu installieren. Außerdem sind schwierige Passwörter wichtig für das Sicherheitskonzept. Die besten Sicherheitsmaßnahmen nützen nichts, wenn die Passwörter leicht zu erraten sind.
Um die Sicherheit auf der eigenen Webseite zu erhöhen, muss man zunächst die Schwachstellen kennen. Die Sicherheitslücken von WordPress kann man mit dem Programm wp-Scan aufdecken. Das kleine Tool untersucht WordPress-Installationen und zeigt Sicherheitslücken auf. Solche Scans sollte man von Zeit zu Zeit durchführen, um den Überblick zu behalten.
Um einen Angreifer entgegentreten zu können, sollte man seine Werkzeuge kennen. Wenn man diese Werkzeuge kennt, kann man sie selbst einsetzen und kämpft mit gleichen Waffen. wpscan ist dann schon der erste wichtige Schritt. Denn diese Software wird gerne verwendet, um verwundbare WordPress-Seiten zu finden.
Sicherheitsmaßnahmen überprüfen
Es gibt viele Plugins, die einem höhere Sicherheit für WordPress versprechen. Es gibt zum Beispiel Erweiterungen, die die WordPress-Version der Webseite verschleiern sollen. Außerdem können angeblich Benutzernamen versteckt werden. Auch den Namen „admin“ sollte man vermeiden.
Diese Sicherheitsmaßnahmen sind sehr gut, doch ihre Wirksamkeit kann man nicht einfach überprüfen. Mit wpscan kann man es, denn das versucht über verschiedene Wege, Infos aus der Webseite zu crawlen. Die Sicherheitsmaßnahmen der Plugins kann man sofort feststellen, indem man seine Seite mit wpscan überprüft.
Installation von wpscan
Wpscan ist ein Projekt für UNIX und ist leider nicht auf Windows lauffähig. Um es unter Windows nutzen zu können, könnt ihr euch in einer Virtuellen Box eine Linuxdistribution installieren und von dort aus mit der Anleitung fortfahren.
Schritt 1: Die Installation der Abhängigkeiten von wpscan könnte ihr unter Ubuntu mit folgendem Befehl tun. Das Projekt läuft über git, daher wird es mit installiert.
Schritt 2: Das Programm selbst installiert man mit folgenden Befehlen in der Kommandozeile:
git clone https://github.com/wpscanteam/wpscan.git
cd wpscan
sudo gem install bundler && bundle install --without test
Schritt 3: Ausführen kann man das Program mit folgenden Befehlen. Es gibt jetzt eine Liste mit interessanten Meta-Informationen über die WordPress-Seite aus: Welche Version ist installiert, welches Theme, welche Plugins und welche Versionen jeweils. Es zeigt sogar an, ob es die aktuelle Version ist, oder ob es Updates davon gibt.
Unsichere WordPress Plugins, Themes und Benutzer entdecken
ruby wpscan.rb --update
ruby wpscan.rb --url http(s)://www.deineSeite.com --enumerate p
Die Ausgabe sieht danach etwa so aus.
Gleiches Prinzip gilt für die Suche nach installierten Themes
ruby wpscan.rb --url http(s)://www.deineSeite.com --enumerate t
oder nach Benutzern
ruby wpscan.rb --url http(s)://www.deineSeite.com --enumerate u
Fazit
Das Programm ist sehr mächtig und zeigt einem erstmal, wie verwundbar eine WordPressseite eigentlich ist. Dadurch wird es offensichtlich: man sollte seine Installation sauber halten. Je mehr Plugins man installiert, desto angreifbarer wird die Seite. Jedes Plugin birgt potentielle Sicherheitslücken, die mit wpscan offensichtlich werden.
Es ist wichtig, die Webseite abzusichern. Wenn die Webseite übernommen wird, können Kriminelle ihre verbotenen Daten über den Server verteilen. So wird man schnell zum Mittäter, was sehr gefährlich werden kann.
Weitere Sicherheitsmaßnahmen sind wichtig. Diese kann man mit wpscan direkt testen, was die Wirksamkeit sofort zeigt. Um die Sicherheit von WordPress zu verbessern, sollte man sich mit wpscan befassen.
WordPress Seiten findet man immer häufiger im Internet. Das schlanke CMS ist sehr einfach zu bedienen und deshalb auch für Einsteiger interessant. Auch Firmen nutzen zum Start ins Internet sehr oft WordPress und tragen so zur rasanten Verbreitung bei. Die vielen Installationen von WordPress machen das Content-Management-System auch für Angreifer interessant. Die Bedienung von der Software ist so einfach, dass auch Web-Anfänger WordPress installieren und sich danach wenig um die Updates kümmern. Das öffnet Angreifern Tür und Tor.
Angreifer wollen euren Speicherplatz
Auch bei aktuell gehaltener Software und einer Minimalanzahl von Plugins gibt es genügend Schwachstellen, die man angreifen kann. Die größte Schwachstelle – und da kann WordPress selbst leider wenig machen – ist der Benutzer selbst. Durch zu leichte Passwörter lassen sich viel zu einfach Webseiten übernehmen.
Warum sollte jemand meine Webseite hacken?
In wenigen Ausnahmefällen interessiert sich der Angreifer tatsächlich für diese spezielle Webseite. Ein Wettbewerber könnte bei einer Firma gezielt Falschinformationen verbreiten, um sich selbst als besser da zu stellen. Das kommt vermutlich eher seltener vor.
In den allermeisten Fällen interessiert sich der Angreifer nicht für die eigentliche Webseite. In erster Linie geht es um die Übernahme des Servers bzw. zumindest des Speicherplatzes. Wer ins Backend von WordPress kommt, hat die Berechtigung, Dateien hochzuladen. Das ist ganz interessant, vor allem wenn es um urheberrechtlich geschütztes Material geht. Noch brisanter wird es, wenn es um illegale Daten geht, etwa gewaltverherrlichende Videos oder Kinderpornografie.
Als dritten Grund möchte ich Suchmaschinenoptimierung nennen. Wer von vielen Internetseiten Links auf seine Seite erhält, wird bei Google besser gerankt. Wer viele Zugangsdaten zu Webseiten hat, kann auch viele Links streuen und damit besser bei Google gefunden werden.
Wie kann ich Angreifer abhalten?
Es gibt sehr viele Sicherheits-Plugins für WordPress, die einem das Blaue vom Himmel versprechen. Zweifelsohne: Einige davon mögen hilfreich sein. Effektiver ist es aber, die Sicherheitsfunktion des Servers zu nutzen. Diese schützen auch vor so genannten Brute Force Attacken, bei denen Angreifer mit viel Rechenpower versuchen, die Passwörter zu erraten.
Sicherer Schutz der WordPress Anmeldeseite durch .htaccess
Mit der .htaccess-Datei kann man die Sicherheitsfunktion des Servers nutzen. Dabei ist das Prinzip so: Wenn man sich bei WordPress einloggen möchte, wird die Datei wp-login.php verwendet. Ohne diese Datei kann man sich nicht im Backend einloggen. Mit der .htaccess-Datei gibt man dem Server die Anweisung, dass nicht jeder auf diese Datei zugreifen darf. Wer diese Datei aufruft, muss seine Berechtigung dazu nachweisen – über einen Benutzernamen und Passwort.
.htaccess- und .htpasswd-Datei erstellen
Mit zwei einfachen Textdateien kann man den Serverschutz aktivieren.
.htaccess aktiviert das zugehörigen Servermodul und startet damit den Schutz der wp-login.php
.htpasswd enthält die Benutzernamen und (verschlüsselte) Passwörter, die den Zugang zu wp-login.php gewähren.
Schritt 1: Zunächst erstellt man die .htpasswd. Mit z.B. dem htpasswd-Generator kann man das Passwort verschlüsseln lassen und im Editor von Windows speichern. Mehrere Einträge sind möglich und sollten untereinander in die Datei geschrieben werden. Speichert die Datei unter dem Namen a.htpasswd auf dem Rechner ab.
Schritt 2: Jetzt erstellt man die .htaccess-Datei und füllt sie mit folgendem Inhalt. Speichert sie unter dem Namen a.htaccess auf dem PC ab.
# Stop Apache from serving .ht* files
<Files ~ "^.ht">
Order allow,deny
Deny from all
</Files>
# Protect wp-login
<Files wp-login.php>
AuthUserFile /pfad/zur/.htpasswd
AuthName "Private access"
AuthType Basic
</Files>
Die Zeile die mit AuthUserFile anfängt, muss natürlich angepasst werden. Wenn ihr nicht wisst, wie der genaue Pfad dorthin lautet, erstellt fix eine PHP-Datei (zum Beispiel „pfad.php“) mit folgendem Inhalt, ladet sie mit FTP hoch und ruft sie im Browser auf (www.example.com/pfad.php). Löscht die Datei danach gleich wieder!
Schritt 3: Beide Dateien, a.htaccess und a.htpasswd werden mit FTP im WordPress-Hauptverzeichnis abgelegt.
Mit FTP die htaccess-Datei in das WordPress Hauptverzeichnis ablegen
Schritt 4: Benennt beide Dateien auf dem Server um, indem ihr das a vor dem Punkt entfernt. Die Dateien heißen jetzt .htaccess und .htpasswd und entfalten ihre Funktionen.
Hinweis: Falls dort schon .htaccess ist, öffnet die alte Datei und fügt den neuen Inhalt unten drunter hinzu!
Wie schützt mich die .htaccess-Datei vor Angreifern?
Professionelle Angreifer sitzen nicht mehr selbst am PC und versuchen die Passwörter zu knacken. Stattdessen nutzen sie Bot-Netzwerke und greifen automatisiert WordPress-Seiten an. Die Bots suchen gezielt nach einfachen Systemen und nutzen Schwachstellen von WordPress. Wenn dieser Bot nun auf das zusätzliche Sicherheitssystem stößt, bricht er entweder ab, oder er bricht sich die Zähne aus.
Was kann ich für meine Sicherheit tun?
Das wichtigste ist natürlich, die Software aktuell zu halten. Die Entwickler von WordPress bringen immer mal wieder Updates für die Software heraus, die man stets installieren sollte. In den meisten Fällen geht es dabei um Sicherheitsupdates.
Weiterhin sehr wichtig sind sichere Passwörter. Noch ist diese Botschaft nicht bei jedem angekommen, denn viel zu viele Leute verwenden viel zu einfache oder zu kurze Passwörter.
Durch ein kurzes Fotoprojekt habe ich einige Bilder mit einer Agfa Synchro Box (Boxkamera) geschossen. Den Film habe ich sehr günstig bei DM entwickeln lassen (auf der Fototasche habe ich „Weitere Produkte“ angekreuzt und „Rollfilm 6×9“ daneben geschrieben). Die Papierabzüge sind relativ unbefriedigend, aber die Negative sind super entwickelt.
Wenn du von einem Negativ ein Fotogeschenk, ein Poster oder z.B. eine Tasse bestellen willst, brauchst du die Bilder in digitaler Form. Mit diesen drei Schritten digitalisierst du die Filmnegative im Handumdrehen. Wie du aus dem digitalisierten Negativ mit Lightroom 6 ein Positiv erstellst, liest du in meiner zugehörigen Anleitung.
Schritt 1: Vorbereiten des Negativträgers
Mit dem selbstgemachten Fotorahmen lassen sich Negative digitalisieren
Schneide in einen Karton ein rechteckiges Loch, das etwas größer als ein Bild auf dem Negativ ist. Klebe links und rechts davon ein Stück Draht mit Klebeband fest. Hier wird später das Negativ gehalten. Auf der Rückseite klebst du das Loch mit etwas Transparentpapier wieder zu. Das Transparentpapier funktioniert später als diffuse, gleichmäßige Lichtquelle. Diese Bastellösung sieht zwar relativ rudimentär aus, erfüllt aber den Zweck sehr gut.
Wenn du mehrere Negative digitalisieren möchtest, solltest du dir hier etwas mehr Mühe geben als ich. Erstelle dir zum Beispiel eine zusätzliche Führung, wo das Negativ gestützt werden kann (hier habe ich Tackernadeln verwendet). Alternativ kann man so etwas auch aus Sperrholz und einer Laubsäge machen.
Schritt 2: Das Setup
Der Blitz leuchtet auf das Transparentpapier von unserem Negativhalter. Das Negativ wird dadurch von hinten beleuchtet, wie bei einem Leuchttisch. Von vorne fotografiert die Kamera das Negativ.
Stelle den Pappkarton hin und platziere dahinter einen Blitz. Richte den Blitz so ein, dass er gemeinsam mit der Kamera auslöst (z.B. über den Yongnuo RF603C II*, den ich selbst verwende). Das Licht muss direkt auf das Transparentpapier fallen, den Blitz sollte man jedoch nicht direkt durch das Loch sehen können. Auf der gegenüberliegenden Seite des Pappkartons positionierst du die Kamera mit einem Makro- oder einem leichten Teleobjektiv.
Falls du weder Blitz noch Fernauslöser besitzt, kannst du dir auch mit einem weiteren Trick helfen. Halte direkt hinter das Transparentpapier dein Smartphone, das mit voller Helligkeit weiß leuchten soll. Das Transparentpapier „verwischt“ die einzelnen Pixel zu einem gleichmäßig leuchtendem weiß.
Schritt 3: Die Filmnegative digitalisieren
Ein Negativ im selbst gebauten Objektträger. Gehalten wird es von den beiden Drähten und den Tackernadeln.
Klemme das erste Negativ in die Vorrichtung. Richte die Kamera so ein, dass sie im RAW-Format fotografiert. Das erleichtert dir die nachträgliche Bearbeitung der Bilder mit Lightroom. Stelle die Kamera so auf, dass das Negativ fast das komplette Bild ausfüllt. Verwende am besten den manuellen Fokus. Die Blende und die Leistung des Blitzes passt du der Belichtung der Negative an. Hier musst du ein paar Testfotos schießen.
Wenn du dein Smartphone als Leuchttisch hinter dem Transparentpapier verwendest, kann das Bild etwas dunkel geraten. In diesem Fall kannst du das Transparentpapier entfernen und das Negativ direkt vom Smartphonedisplay beleuchten lassen. Damit die einzelnen Pixel nicht sichtbar sind, verwende eine möglichst offene Blende der Kamera und halte das Smartphone etwas weiter weg vom Negativ.
Das digitalisierte Negativ kannst du jetzt in Lightroom nachbearbeiten
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