Smartphones sind mit einer Vielzahl an Sensoren und Kommunikationsschnittstellen ausgestattet, wodurch sie optimal für den Einsatz in mobilen Testumgebungen im Kommunikationsbereich geeignet sind. Allerdings hindert uns proprietäre Firmware die vollen Fähigkeiten der zugrunde liegenden Hardwareplattform auszureizen, was Innovationen behindert. Speziell für FullMAC-WLAN-Chips präsentieren wir Nexmon -- ein C-basiertes Firmware-Modifikations-Framework. Es ermöglicht den direkten Zugriff auf WLAN-Pakete und spezielle Hardwarefähigkeiten, die wir durch die Analyse von Chips und ihrer Firmware herausfanden. Da Änderungen an der Firmware Sicherheitsfragen aufwerfen, diskutieren wir die Absicherung der Firmwarehandhabung, ohne dabei das Experimentieren mit WLAN-Chips zu beeinträchtigen. Zum Präsentieren und praktischen Evaluieren unserer Forschungsergebnisse, entwickelten wir die folgenden Anwendungen. Die erste behandelt Ping-Anfragen in der Firmware statt sie im Betriebssystem zu beantwortet. Sie reduziert den Energieverbrauch und die Verarbeitungszeit signifikant. Danach präsentieren wir eine Anwendung, die Techniken aus dem Bereich softwaredefinierte drahtlose Netzwerke einsetzt, um skalierbares Videostreaming zu verbessern, indem Datenströme mit Anforderungen an Parameter der Bitübertragungsschicht versehen werden. Als Sicherheitsanwendung präsentieren wir einen reaktiven WLAN-Störsender, der eingehende Pakete während des Empfangs analysiert und beliebig geformte Störsignale aussendet. Dazu verwenden wir den WLAN-Chip als Software Defined Radio (SDR) mit freiem Zugriff auf Basisbandsignale. Des weiteren stellen wir einen Störsender vor, der Empfangsbestätigungen an den Sender der gestörten Pakete schickt, damit der Durchsatz von ungestörten Paketübertragungen nicht einbricht. Eine zusätzliche Erweiterung passt adaptiv die Sendeleistung an, je nachdem wie erfolgreich ein Empfänger gestört wurde. Darüber hinaus können wir für jedes empfangene Paket extrahieren, zu welchen Amplituden- und Phasenverschiebungen die drahtlose Übertragung eines Pakets geführt hat. Durch Nutzung dieser Informationen und der Fähigkeit zum Ändern von Basisbandsignalen haben wir einen verdeckten Kanal auf der Bitübertragungsschicht entwickelt. Er versteckt Daten in Phasenänderungen von ausgewählten OFDM-Unterträgern. Diese Manipulationen können am Empfänger extrahiert werden. Zudem entwickelten wir einen Debugger, um die Analyse von Firmwaredateien zu vereinfachen. Er läuft als Software auf dem WLAN-Chip und kann Firmwarecode in Einzelschritten ausführen. Um die Reproduzierbarkeit unserer Ergebnisse sicherzustellen und es anderen zu ermöglichen unsere Arbeit zu erweitern, stellen wir den Quellcode von Framework und Anwendungen zur Verfügung. Basierend auf unseren Ergebnissen sehen wir den Bedarf nach frei konfigurierbarer Firmware und detaillierter Dokumentation der Hardware, um zukünftig einfacher neue Anwendungen für WLAN-Chips handelsüblicher Geräte zu entwickeln.