POSA_LEAKSMS/raspberry_pi4/README.md
cw2007 73e49fd528 feat: RPi4 누수+온습도 2-모듈 단일 서버 통합 + 보안 하드닝
2번 모듈 신규(raspberry_pi4_sht30/): SHT30 온습도 → cafe24, raw-body X-Signature HMAC, 폐쇄망 오프라인 설치(vendor/install), systemd, CRC/포맷 자가점검. firmware sht30_fw wire 포맷과 byte-parity 검증.

1번 모듈 통합(raspberry_pi4/): 누수+카메라를 동일 서버로. 레거시 sha256(key+json) body-sig → X-Signature HMAC 전환, 사진 canonical=device_id|sensor_id|log_id|timestamp.

서버 통합(php/): api/sensor_data.php 누수 이벤트 수신, api/photo_upload.php 신규(HMAC·finfo·서버생성 파일명·nonce 멱등·sensor 결속), photo.php 인증 사진서빙, dashboard.php 누수 패널+사진, sms_send.php 누수 SMS, config.php 태그/요약.

DB: sql/migration_add_leak.sql(가산·멱등), schema_sht30.sql 통합 스키마.

보안 하드닝(외부 펜테스트 대비, 확정 CRITICAL/HIGH 0): cron_heartbeat api_key fail-closed, setup_mfa 부트스트랩 토큰 post-enrollment 잠금, var/ PHP 실행차단, HSTS.

문서/테스트: SYSTEM_OVERVIEW.md, security_hardening_test.php 갱신. 참고: 사용자 요청으로 세션 외 기존 미커밋 변경도 함께 포함.

Co-Authored-By: Claude Opus 4.8 (1M context) <noreply@anthropic.com>
2026-06-23 16:21:11 +09:00

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# 누수감지 센서 모듈 — Raspberry Pi 4 Model B 전용
e-con **5C-08 저항형 누수감지센서**를 Raspberry Pi 4 Model B 의 GPIO 로 읽어,
누수 발생 시 즉시 PHP API 서버에 보고(+SMS 발송 트리거)하고 **Pi Camera 로 현장 사진을
촬영해 업로드**하는 모니터링 모듈입니다.
> 원래 **Raspberry Pi Zero 2 W** 용으로 작성된 모듈을 **Pi 4 Model B 전용**으로 이식한
> 폴더입니다. GPIO(BCM) 번호 체계와 `rpicam`/`libcamera` 카메라 스택은 두 보드가 동일해
> 센서·촬영 로직은 그대로이며, 차이는 **배선/전원/이더넷/카메라 커넥터**와 설치 환경뿐입니다.
---
## 1. 구성 파일
| 파일 | 역할 |
|---|---|
| `leak_sensor.py` | 메인 — GPIO 인터럽트 누수 감지, 주기 보고, 누수 시 촬영+업로드 |
| `config.py` | 비밀이 아닌 기본 설정(센서/임계/간격/카메라). `config_local` 에서 비밀값 로드 |
| `config_local.example.py` | 운영·비밀값 템플릿 → `config_local.py` 로 복사해 사용(미커밋) |
| `requirements.txt` | Python 의존성(핀 고정) |
| `install.sh` | Pi 4 설치 스크립트(폐쇄망 오프라인 + 온라인 폴백) |
| `vendor.sh` | 폐쇄망용 의존성 사전 다운로드(빌드 머신에서 실행) |
| `test_connection.py` | 서버 연결/서명 점검 |
| `systemd/leak-sensor.service` | 부팅 자동 실행 서비스 유닛 |
---
## 2. 하드웨어 (Pi 4 Model B 기준)
- **Raspberry Pi 4 Model B** (BCM2711) + Raspberry Pi OS **Bookworm 64-bit**
- e-con **5C-08** 누수감지센서(저항형, 고임피던스 ~1.5MΩ)
- **외부 4.7MΩ 풀다운 저항** (필수 — 내부 풀저항은 끔)
- (선택) **Pi Camera** — Pi 4 = **15핀(1.0mm 피치) 표준 CSI**, Zero 2 W = **22핀(0.5mm 피치) CSI**
→ 리본/카메라 보드 호환 안 됨 (Pi 4용 15핀 리본 또는 15↔22 변환 어댑터 필요)
- 전원: **USB-C 5V/3A** (카메라 사용 시 여유 전원 권장)
- 네트워크: Pi 4 **Gigabit Ethernet**(유선) 또는 WiFi
### 2.1 핀 배치 (기본 센서 1개)
| 신호 | BCM | 40핀 헤더 물리 핀 |
|---|---|---|
| 센서 입력 | GPIO17 | 11 |
| 3.3V | — | 1 |
| GND | — | 6 (또는 9/14/20/25/30/34/39) |
> 센서를 추가하려면 `config.py` 의 `SENSORS` 에 BCM 번호로 항목을 추가합니다.
> (예: GPIO27=물리 13번, GPIO22=물리 15번)
### 2.2 전기 설계 (중요)
- `ACTIVE_LOW = False`: 건조 시 GPIO=LOW(0), 누수 시 GPIO=HIGH(1)
- `USE_INTERNAL_PULL = False`(**PUD_OFF 유지**): 내부 50kΩ 풀다운을 켜면 1.5MΩ 센서가
GPIO 를 HIGH 로 끌어올리지 못해 **감지 실패**합니다. 외부 4.7MΩ 풀다운만 사용하세요.
---
## 3. 서버 호환성 (반드시 확인)
이 모듈은 `leak_alert` / `leak_recovery` 이벤트와 `photo_upload.php` 를 **수신하는 서버**에
보고합니다.
> ⚠️ **현재 이 repo 의 `php/` 서버는 SHT30 온습도 전용으로 전환**되었습니다
> (`sql/migration_drop_leak.sql` 가 `leak_photo`/`leak_incident` 테이블과 `is_leak` 컬럼을
> 제거하고 `event_type` 을 `startup|periodic` 로 축소). 따라서 현재 repo 서버는 leak 이벤트와
> 사진 업로드를 **거부**합니다.
>
> 이 Pi 4 모듈은 **leak 를 받는 기존 서버**(기존 `raspi_leck_detecter` 엔드포인트)로 보고하도록
> `config_local.py` 의 `API_URL` / `PHOTO_UPLOAD_URL` 을 설정해야 합니다.
---
## 4. 설치
### 4.1 설정값 준비
```bash
cp config_local.example.py config_local.py
# config_local.py 를 열어 API_URL / PHOTO_UPLOAD_URL / API_KEY / DEVICE_ID 채움
```
`config_local.py` 가 없으면 실행 시 **명확한 오류로 즉시 중단**됩니다(fail closed).
`config_local.py` 와 `API_KEY` 는 **절대 커밋하지 마세요**(`.gitignore` 처리됨).
### 4.2 온라인 설치 (인터넷 가능 환경)
```bash
chmod +x install.sh
./install.sh
```
### 4.3 폐쇄망(air-gapped) 오프라인 설치
인터넷이 되는 **동일 아키텍처(aarch64, 가급적 동일 Pi 4 + Bookworm 64-bit)** 머신에서
의존성을 먼저 받아 번들을 만든 뒤, 타깃 Pi 4 로 옮겨 설치합니다.
```bash
# (빌드 머신, 인터넷 O) wheelhouse/ + debs/ 생성
./vendor.sh
# wheelhouse/ 와 debs/ 를 타깃 Pi 4 의 이 폴더로 복사한 뒤:
# (타깃 Pi 4, 인터넷 X)
./install.sh # debs/ · wheelhouse/ 가 있으면 자동으로 오프라인 설치
```
> `install.sh` 는 `debs/` 가 있으면 `dpkg` 오프라인, `wheelhouse/` 가 있으면
> `pip --no-index` 오프라인으로 설치합니다. 둘 다 없을 때만 인터넷 apt/pip 로 폴백합니다.
> wheel/deb 는 아키텍처 종속이므로 x86_64 PC 에서 받은 것은 Pi 4 에서 동작하지 않습니다.
---
## 5. 실행
```bash
source venv/bin/activate
python3 leak_sensor.py
```
`RPi.GPIO` 가 없는 환경(개발 PC 등)에서는 자동으로 **시뮬레이션 모드**로 동작합니다.
### 연결 점검
```bash
source venv/bin/activate
python3 test_connection.py
```
---
## 6. 부팅 자동 실행 (systemd)
```bash
# 폴더를 /home/pi/raspberry_pi4 에 배치했다고 가정 (다르면 .service 의 경로 수정)
sudo cp systemd/leak-sensor.service /etc/systemd/system/
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable leak-sensor
sudo systemctl start leak-sensor
sudo systemctl status leak-sensor
journalctl -u leak-sensor -f
```
`SupplementaryGroups=video` 가 카메라 접근에 필요합니다.
---
## 7. 보안 메모
- 비밀값(`API_KEY`)·서버 URL·기기 정보는 `config_local.py`(미커밋)에만 둡니다.
커밋되는 파일에는 placeholder 만 존재합니다.
- 보고 본문은 `API_KEY + 정렬된 JSON` 의 SHA-256 서명으로 위변조를 방지합니다
(`leak_sensor.make_signature` ↔ 서버 검증 로직과 동일 포맷).
- ⚠️ 이 서명은 **레거시 누수 서버와의 호환을 위해 의도적으로** `SHA-256(API_KEY + JSON)` 방식을 유지합니다. HMAC-SHA256 이 길이연장 공격에 면역이라 더 안전하지만, 전환하려면 **서버 검증부를 동시에 변경**해야 합니다.
- `config_local.py` 노출 시 즉시 `API_KEY` 를 교체(서버 동시 변경)하세요.