FullPageOS macht aus dem RasPi einen Internetkiosk

© Konstantin Sutyagin, 123RF

Bildschirmfüllend

Von Veranstaltungen oder Museen kennen Sie sicher Kiosksysteme, die es erlauben, Informationen zum Event oder zu Exponaten abzurufen. Mit FullPageOS setzen Sie solch ein interaktives Infoterminal auf Basis eines Raspberry Pi auf.

Egal, ob Sie an einem Automaten Geld abheben, eine Fahrkarte kaufen oder im Supermarkt mit einem Scanner den im System hinterlegten Preis eines Artikels prüfen: In jedem dieser Fälle verwenden Sie einen für genau diesen Zweck optimierten Computer – so der Automat nicht gerade von anno dazumal stammt. Die generische Bezeichnung solcher öffentlichen Terminals lautet "Kiosksysteme"; mit der Selbstbedienung sparen die Betreiber Kosten und reduzieren Wartezeiten an mit Personal besetzten Schaltern.

Viele Kiosksysteme sollen nicht etwas verkaufen, sondern lediglich informieren – etwa in Museen oder auf Veranstaltungen. Dazu erlauben solche Internetterminals oder Surfstationen nur Zugriff auf den Browser, das System selbst soll dem Nutzer verborgen bleiben. Oft lässt sich nicht einmal eine beliebige URL aufrufen: Das System soll lediglich die Seite des Veranstalters präsentieren und nutzbar machen.

Zum Aufbau einer kostengünstigen Surfstation eignet sich der Raspberry Pi bestens. Er besitzt genügend Rechenleistung, um Webseiten ausreichend schnell darzustellen, und verbraucht im Gegensatz zu einem ausgewachsenen Rechner kaum Strom. Auch über eine geeignete Belüftung des Aufbaus müssen Sie sich nicht so viele Gedanken machen: Die vom RasPi produzierte Abwärme hält sich in engen Grenzen, sodass ein paar Bohrungen im Gehäuse des Internetkiosks ausreichen sollten.

Auf der Hardware-Seite müssen Sie für ein Kiosksystem auf Basis eines Raspberry Pi nur geringen Aufwand betreiben. Sie benötigen ein geeignetes Gestell und einen Einbau-Touchscreen mit HDMI-Eingang sowie USB-Ausgang für die Steuersignale oder alternativ einen herkömmlichen Monitor samt gegen ruppige Nutzer gewappnetem Eingabegerät, einen stabilen Trackball etwa.

Neben der Hardware muss auch die Software des Systems auf den Einsatz als unbeaufsichtigter Internetkiosk hin optimiert werden. Dazu dürfen die Nutzer des Rechners den Webbrowser auf keinen Fall verlassen können. Es gilt zu verhindern, dass trickreiche Anwender alternative Anwendungen starten oder gar Systemeinstellungen verändern. Dazu müssten Sie bei einer gängigen Linux-Distribution an zahlreichen Stellschräubchen drehen. Falls Sie dabei einen Trick vergessen, dient das schlecht konfigurierte Terminal schnell als Ausgangspunkt für weitere Hacks.

FullPageOS

Das von Raspbian abgeleitete FullPageOS [1] nimmt Ihnen den größten Teil dieser Arbeit ab. Wie üblich spielen Sie das etwa 1 GByte große Image des Systems [2] auf eine SD-Karte – 4 GByte Kapazität genügen – und starten den RasPi von der frisch bestückten Speicherkarte. FullPageOS bootet direkt ins System und startet umgehend Chromium als Browser im bildschirmfüllenden Kiosk-Mode (diese Funktion lässt sich auch auf anderen Systemen mit chromium --kiosk nutzen) und einer vordefinierten Webseite.

RasPi-Display

Als günstiges Display mit Touchscreen bietet sich das offizielle Display der Raspberry Pi Foundation an. Es funktioniert mitsamt Touchscreen auch unter FullPageOS.

Browser und System haben die FullPageOS-Entwickler bereits das Nötigste abgespeckt. Die Oberfläche bietet weder ein Menü noch eine Adress- oder Statusleiste (Abbildung 1). Der Anwender darf lediglich Links antippen sowie mit [Strg]+[F] eine Suche öffnen. Auch das System bleibt vor Zugriffen geschützt: Übliche Funktionen wie [Alt]+[Tab] zum Wechseln der aktiven Anwendung, [Alt]+[Rückschritt] zum zwangsweisen Beenden des X-Servers oder [Strg]+[Alt]+[Entf] für einen Neustart des Systems bleiben wirkungslos.

Abbildung 1: Die Oberfläche von FullPageOS beschränkt sich auf die Darstellung einer vordefinierten Webseite im Vollbildmodus.

Die Entwickler von FullPageOS verzichten auf eine grafische Konfigurationsoberfläche. Das Einrichten des Netzwerkzugangs erfolgt über die Konfigurationsdatei /boot/fullpageos-network.txt. Für sämtliche RasPi-spezifischen Einstellungen, wie etwa das Vergrößern der Systempartition auf die komplette Speicherkarte oder das Übertakten der RasPi-CPU, greift das System auf das textbasierte Konfigurationswerkzeug von Raspbian zurück; Sie rufen es wie gewohnt über sudo raspi-config auf (Abbildung 2). Die Startseite des Browsers legen Sie in der Datei /boot/fullpageos.txt fest.

Abbildung 2: Für das Einrichten der Hardware nutzt FullPageOS Textdateien und das Konfigurationswerkzeug aus Raspbian.

Die Konfigurationsdateien bearbeiten Sie direkt auf dem Datenträger, indem Sie diesen mit einem Kartenleser an einem herkömmlichen Rechner auslesen. Da für die Boot-Partition FAT32 als Dateisystem zum Einsatz kommt, lässt diese sich auf allen gängigen Betriebssystemen einbinden. Alternativ hängen Sie den FullPageOS-RasPi per Kabel ans lokale Netz und lassen dem Gerät von einem Router oder eigenständigen DHCP-Server eine IP-Adresse zuweisen. Mit den üblichen Zugangsdaten (User pi, Passwort raspberry) melden Sie sich dann per SSH auf dem System an.

Kontakt per mDNS

Viele Distributionen verkünden ihre Präsenz im Netzwerk über Bonjour/Avahi oder allgemein Multicast-DNS (mDNS). Bei FullPageOS ist Avahi [6] von Haus aus aktiv, sodass Sie den Kiosk-Rechner von vielen Linux-Systemen aus über ssh pi@fullpageos.local erreichen.

In der Datei /boot/fullpageos.txt geben Sie die Startseite für den Browser vor, in /boot/fullpageos-network.txt ergänzen Sie bei Bedarf die Zugangsdaten zum WLAN oder geben eine statische IP vor (Abbildung 3) – zumindest in der Theorie. In der Praxis macht es ein Bug [3] aktuell (Stand: FullPageOS 0.5) noch nötig, die Netzwerkkonfiguration als /boot/octopi-network.txt zu hinterlegen (Listing 1). Die Datei diente ursprünglich in der zum Ansteuern von 3D-Druckern gedachten RasPi-Distribution OctoPi der Konfiguration des Netzwerks. FullPageOS stammt von OctoPi ab, beide Systeme kommen aus derselben Feder.

Abbildung 3: Zugangsdaten für das drahtlose Netzwerk tragen Sie über einen Editor in einer Konfigurationsdatei ein.

Listing 1

 

$ sudo cp /boot/fullpageos-network.txt /boot/octopi-network.txt

Statten Sie den Kiosk-RasPi mit einem geeigneten WLAN-Adapter aus, benötigt der Internetkiosk nur noch einen Stromanschluss und lässt sich dann vielerorts ohne großen Aufwand einsetzen. Der Browser arbeitet schnell genug, um auch größere Webseiten samt eingebetteten Videos anzuzeigen. Diese zu entwickeln, nimmt Ihnen FullPageOS als Kiosk-System selbstverständlich nicht ab.

Nicht ganz abgehärtet

Aus Sicherheitsgründen sollten Sie auf dem Kiosk-System auf jeden Fall das Passwort des Benutzers pi mittels des Kommandos passwd ändern. Ansonsten könnte ein Angreifer mit [Strg]+[Alt]+[F2] in eine virtuelle Konsole wechseln und sich hier mit den Zugangsdaten des Standardbenutzers einloggen (Abbildung 4). Selbst wenn Sie die virtuellen Konsolen abstellen, bliebe Angreifern noch der Griff zur magischen S-Abf-Taste [5] in Form der Tastenkombination [Alt]+[Druck], wobei Sie diese halten und anschließend nacheinander die Tasten [R],[E],[I],[S],[U],[B] drücken.

Abbildung 4: Mit einer Tastatur und entsprechenden Kenntnissen könnten Angreifer ein virtuelles Terminal öffnen und sich im System einloggen.

Auch über diesen Weg gelangen potenzielle Angreifer in eine Konsole, in der sie sich mit den entsprechenden Zugangsdaten einloggen könnten. Überlegen Sie daher, ob die Nutzer des Internetkiosks wirklich zwingend eine vollständige Tastatur benötigen. In der Regel erfüllt ein Zeigegerät wie eine Maus oder ein Trackball oder – etwas komfortabler – ein Touchscreen seinen Zweck mehr als genug und macht die Tastatur überflüssig.

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