【RT-Thread學(xué)習(xí)筆記】好用高性價比的BLE藍(lán)牙抓包器

作為基于藍(lán)牙協(xié)議的開發(fā)者，少不了各種需要抓包分析藍(lán)牙報文的應(yīng)用場景；而專業(yè)的藍(lán)牙抓包器非常昂貴，可能會讓初學(xué)者望而卻步。本文結(jié)合實際的工程場景，安利一款簡單好用且高性價比的藍(lán)牙抓包器，基本可以滿足日常的抓包分析，希望對大家有所幫助。

1 寫在前面

作為一個基于藍(lán)牙協(xié)議的開發(fā)者，少不了各種需要抓包分析藍(lán)牙報文的應(yīng)用場景；這就好比分析電路少不了萬用表，分析串行通訊協(xié)議少不了示波器/邏輯分析儀，分析網(wǎng)絡(luò)通訊少不了網(wǎng)絡(luò)抓包。

作為BLE藍(lán)牙的入門級開發(fā)者，前期對藍(lán)牙的很多特性都不能很好的把握，所以能多抓抓實際的通訊報文來分析分析，一定能夠加快對藍(lán)牙通訊協(xié)議的理解。

無奈，市面上真正專業(yè)級別的藍(lán)牙抓包器還是比較昂貴的，一般只有藍(lán)牙芯片開發(fā)公司或者相關(guān)的實驗室會配備這樣的儀器，而對于普通的開發(fā)者，更多的是希望能有一塊使用比較簡單，并且性價比能夠被開發(fā)者接受的抓包器。

下文將會結(jié)合我自己的工程實例，給大家安利一塊藍(lán)牙抓包器；雖然前期使用的過程中，也遇到各種各樣的坑，慢慢在使用過程中 自己動手優(yōu)化，慢慢打造成適合自己使用的小工具，目前也能滿足自己的開發(fā)需求，所以推薦給大家。

2 工具簡介

本文要介紹的這個工具是：NRF52832模塊 USB Dongle 支持BLE 5.0藍(lán)牙Sniffer抓包協(xié)議分析

這款抓包器的底層使用的是 Nordic 的藍(lán)牙芯片 nRF52832，這款藍(lán)牙芯片可以支持到 BLE5.0 下 1Mbps 速率的報文，同時可向下兼容BLE4.2 。

帶外殼的成品長這樣，價格稍貴一點點：

不帶外殼的成品長這樣，經(jīng)濟(jì)一些（沒錯，我選的就是這個）：

當(dāng)然，如果你有二次開發(fā)的能力，這個抓包器還預(yù)留了二次開發(fā)接口，你可以編譯你自己的固件進(jìn)行燒錄使用：

3 使用指南

要想成功使用上它，需要搭建一個環(huán)境，不過還是比較簡單的，基本參考文檔就可以完成的。

3.1 下載相關(guān)資料

Wireshark下載地址: 點這里

Python環(huán)境下載地址: 點這里

taobao下單后直接聯(lián)系售后，他會發(fā)給你一堆資料，如下：

3.2 配置安裝相關(guān)環(huán)境

最重要的就是最后這個PDF指引文檔 《低功耗藍(lán)牙 5.0 Sniffer 抓包工具 RF-DG-32B User Guide 1263534592RF-DG-32B 使用說明_201127.pdf》，參考它基本就可以完成整個環(huán)境的搭建安裝。

3.3 使用步驟

3.4 動手抓一抓現(xiàn)場報文

配合一些手機(jī)端的BLE調(diào)試APP，就可以抓到手機(jī)側(cè)與終端側(cè)交互的報文了，下面來一段實戰(zhàn)操作。

3.4.1 開啟抓包監(jiān)聽

按照上面的步驟，有過wireshark操作經(jīng)驗的開發(fā)者很快就可以上手，注意一定要把這個勾選上：

然后在這里選上你要監(jiān)聽（抓取）BLE終端的MAC地址：

3.4.2 廣播包

如果BLE設(shè)備正常廣播中，那么在數(shù)據(jù)區(qū)就可以看到廣播包、廣播掃描請求包、廣播掃描回應(yīng)包都會被抓取到：

3.4.3 交互數(shù)據(jù)包

一般BLE有五種數(shù)據(jù)交互方式，如下所示：

下面以 notify 的交互報文做演示：

手機(jī)APP發(fā)往BLE終端：

BLE終端回復(fù)手機(jī)APP：

3.4.4 其他報文

還有一些其他類型的BLE報文，這個需要對BLE協(xié)議有些了解才能明白：

4 動手改造

4.1 發(fā)現(xiàn)痛點

在上面的使用步驟中，大家也可以會發(fā)現(xiàn)，在決定要抓取 哪個 BLE終端的報文時，需要在wireshark的插件中的 Device 下拉框中選中對應(yīng)設(shè)備的 MAC，而這恰恰就是最難的，也是最頭疼的，最最主要的原因是，它沒有輸入搜索篩選框，只能勾選，而且這些MAC地址還是沒有經(jīng)過排序的，來，感受一下：

怎么樣，眼睛花了嗎？你的MAC地址，找到了嗎？

如果沒有，那重新再找一遍吧！??！

每次使用這個，我吐槽一次，太不任性化了，你搞個 輸入搜索框 會死??？？？

4.2 改造優(yōu)化

說到改造，我也想直接加個 輸入搜索框 完事，但我一個搞嵌入式的，搞不了這些上層UI啊，無奈，放棄了！

后來，通過觀察和摸索，我發(fā)現(xiàn)整個wireshark的插件在執(zhí)行相關(guān)抓包操作的時候都是調(diào)用到Python方法，在安裝環(huán)境的時候我們有裝Python3，而且把相關(guān)的wireshark擴(kuò)展包放到了指定的擴(kuò)展包目錄，打開一看，里面全是一些腳本和Python文件。

于是，我開始想，既然這個插件找到這些 Device 列表都是通過Python接口返回的，那么我們可不可以，在返回這個Device列表的時候，加些規(guī)則限制，比如 只把我需要的MAC地址的設(shè)備呈現(xiàn)出來 ？

于是開始去分析它的擴(kuò)展包的工程代碼，如下所示：

還真被我找到了一個 設(shè)備添加 相關(guān)的方法，如上圖所示。

里面的設(shè)備信息，跟我們在那個設(shè)備選擇框看到的信息基本一致：設(shè)備名 + 信號強(qiáng)度 + MAC地址 + public/random

順著這條線索，我找到了它的代碼邏輯：

首先是 nrfsnifferble.py 初始化的時候進(jìn)行 DEVICEADDED 消息的訂閱，當(dāng)收到這個消息的時候，執(zhí)行 deviceadded 回調(diào)；看處理，應(yīng)該是這個 device_added就會把設(shè)備的相應(yīng)信息內(nèi)容更新到插件的選擇框里面。

然后再跟蹤一下，發(fā)出 DEVICE_ADDED 這個消息是在 Device.py 里面

所以接下來的改造思路就很清晰了，我只需要在append接口里面動手腳攔截就好了。

根據(jù)上下文，可以知道device參數(shù)包含了設(shè)備的MAC地址信息，那么只需要把這個MAC地址信息轉(zhuǎn)換一下，然后跟我要監(jiān)聽的設(shè)備的MAC地址進(jìn)行比較過濾，就能到到我的預(yù)想目的了。

就像這樣，新增一個 check 函數(shù)，不符合我要求的設(shè)備，我就直接返回退出：

1. def append(self, device):
2. address = device.address
3. if not self.device_append_check(address):
4. return
5. self.devices.append(device)
6. self.notify("DEVICE_ADDED", device)

為了保證我再抓取其他BLE設(shè)備的時候（別的MAC地址），不需要再次改python代碼，那么我需要其他的地方配置一下我需要監(jiān)聽的MAC地址，于是我想到了在 桌面建立一個文本文件，然后把你要過濾的MAC地址填里面，腳本啟動的時候把這個過濾的MAC地址讀上來，存起來，以備后續(xù)做過濾比較。

于是就有了這個一段代碼：

1. def device_append_check(self, address):
2. global desktop_ble_mac_file
3. if not os.path.exists(desktop_ble_mac_file):
4. return True
5. str_device_address = self.string_address(address)
6. str_device_address = str_device_address[0:17]
7. with open(desktop_ble_mac_file, 'r') as f:
8. mac=f.read().strip().lower()
9. filter_device_address = mac[0:2] + ':' + mac[2:4] + ':' + mac[4:6] + ':'
10. filter_device_address += mac[6:8] + ':' + mac[8:10] + ':' + mac[10:12]
11. #logging.info(str_device_address)
12. #logging.info(filter_device_address)
13. if str_device_address == filter_device_address:
14. logging.info('----append(follow) filter device address(MAC): ' + str_device_address)
15. return True
16. else:
17. return False

MAC文件的內(nèi)容是：DC234E864004 字符串格式。

這么一頓操作之后，抓包插件一起來后，我們?nèi)ピO(shè)備篩選框里面，就只能看到我要的設(shè)備，再也不用增大個眼睛去一個個找了。

真是倍兒爽 ... ...

要想恢復(fù)原來那種 看到所有設(shè)備 的模式，也很簡單，把桌面那個記錄過濾MAC地址的文件刪除即可，無縫銜接。

還有個有趣的事是，在debug的過程中，把這些代碼的log機(jī)制也摸通了，下次有空都可以更精細(xì)地研究他們的實現(xiàn)代碼了，哈哈哈。

4.3 效果展示

最后，我們來體驗一下改造后的效果，簡直不要太清爽：

媽媽再也不用擔(dān)心我的眼睛了 @_@

5 經(jīng)驗總結(jié)

• 藍(lán)牙抓包能了解一些通訊協(xié)議細(xì)節(jié)的地方，有助于排查一些報文通訊問題；
• 工欲善其事，必先利其器，發(fā)現(xiàn)工具的缺點，自己動手優(yōu)化改善，小有成就；
• 該工具借助wireshark的插件完成對報文的解析，對開發(fā)者還是很友好的，使用過wireshark的人基本就能夠無障礙使用它；
• 改造工具的同時，增強(qiáng)了自己摸索未知技術(shù)領(lǐng)域的能力和技巧，也順帶學(xué)習(xí)了一些基礎(chǔ)的python知識；后面學(xué)以致用；
• 科技（工具）的進(jìn)步，源于有人想要 偷懶；
• 抓包器購買鏈接：非廣告，感興趣的可以一看；
• 改造后的完整python腳本，有興趣的可以聯(lián)系我獲取。

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架構(gòu)師李肯

架構(gòu)師李肯（全網(wǎng)同名），一個專注于嵌入式IoT領(lǐng)域的架構(gòu)師。有著近10年的嵌入式一線開發(fā)經(jīng)驗，深耕IoT領(lǐng)域多年，熟知IoT領(lǐng)域的業(yè)務(wù)發(fā)展，深度掌握IoT領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)棧，包括但不限于主流RTOS內(nèi)核的實現(xiàn)及其移植、硬件驅(qū)動移植開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議開發(fā)、編譯構(gòu)建原理及其實現(xiàn)、底層匯編及編譯原理、編譯優(yōu)化及代碼重構(gòu)、主流IoT云平臺的對接、嵌入式IoT系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計等等。擁有多項IoT領(lǐng)域的發(fā)明專利，熱衷于技術(shù)分享，有多年撰寫技術(shù)博客的經(jīng)驗積累，連續(xù)多月獲得RT-Thread官方技術(shù)社區(qū)原創(chuàng)技術(shù)博文優(yōu)秀獎，榮獲CSDN博客專家、CSDN物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域優(yōu)質(zhì)創(chuàng)作者、2021年度CSDN&RT-Thread技術(shù)社區(qū)之星、2022年RT-Thread全球技術(shù)大會講師、RT-Thread官方嵌入式開源社區(qū)認(rèn)證專家、RT-Thread 2021年度論壇之星TOP4、華為云云享專家（嵌入式物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計師）等榮譽(yù)。堅信【知識改變命運(yùn)，技術(shù)改變世界】！

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審核編輯：湯梓紅