基于樹莓派的藍牙協(xié)議抓包

10x00前言

前段時間嘗試用虛擬機安裝Ubuntu系統(tǒng)和一款軟硬件開源的藍牙抓包器Ubertooth One來搭建藍牙嗅探環(huán)境，從官方推薦的Ubuntu16.04版本一直測試到22.04版本，看似簡單的藍牙環(huán)境嗅探，搭建過程卻遇到各種問題，如各版本報錯不一致，插件安裝失敗，ubertooth固件問題等，查閱了很多材料，嘗試了很久都沒有成功，想到手頭還有個樹莓派，考慮到會有wireshark等界面交互連接了個3.5寸屏幕。

樹莓派環(huán)境境說明

樹莓派型號：樹莓派4B

操作系統(tǒng)：Raspberry Pi OS  2023-05-03-raspios-bullseye/ Debian GNU/Linux 11 (bullseye)


Ubertooth固件版本：ubertooth 2018-12-R1(更新固件后ubertooth 2020-12-R1)

ubertooth tools 版本：libubertooth 1.1 (2020-12-R1), libbtbb 1.0(2018-06-R1)

Wireshark版本：Version 3.4.10(Git v3.4.10 packaged as 3.4.10-0+deb11u1)

樹莓派系統(tǒng)安裝

樹莓派安裝過程比較簡單，簡述一下

1.下載官網(wǎng)刻錄軟件

2.按需刻錄樹莓派系統(tǒng)

3.刻錄時提前配置開啟ssh、wifi

4.將刻錄好的儲存卡插入到樹莓派中

此時就可以ssh連接樹莓派，如果有需要屏幕的情況比如wireshark圖形界面等，可以連接自帶的hdmi線到顯示屏上，如果覺得連接顯示屏有些麻煩，想用vnc連接遠程桌面

VNC連接

終端輸入命令sudo raspi-config，會彈出一個界面選擇Interface Options -> VNC-> enable -> YES即可開啟vnc

調(diào)整臨時分辨率

但默認(rèn)連接vnc分辨率會比較小，無法看清屏幕內(nèi)容可以通過終端輸入以下命令臨時調(diào)整vnc分辨率，下次重啟后失效

vncserver -geometry 1920x1080

vnc連接是地址后加:1選擇通道1,例如192.168.1.1:1即可連接，但192.168.1.1仍可正常連接vnc

20x01藍牙協(xié)議簡介

藍牙低能耗（Bluetooth Low Energy，或稱Bluetooth LE、BLE，舊商標(biāo)Bluetooth Smart）也稱低功耗藍牙，是藍牙技術(shù)聯(lián)盟設(shè)計和銷售的一種個人局域網(wǎng)技術(shù)，旨在用于醫(yī)療保健、運動健身、信標(biāo)、安防、家庭娛樂等領(lǐng)域的新興應(yīng)用。相較經(jīng)典藍牙，低功耗藍牙旨在保持同等通信范圍的同時顯著降低功耗和成本。

傳統(tǒng)藍牙和低功耗藍牙對比:

-w1455

低功耗藍牙(Low Energy; LE)，又視為Bluetooth Smart或藍牙核心規(guī)格4.0版本。其特點具備節(jié)能、便于采用，是藍牙技術(shù)專為物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things; IOT)開發(fā)的技術(shù)版本。

BLE主打功能是快速搜索，快速連接，超低功耗保持連接和傳輸數(shù)據(jù)，弱點是數(shù)據(jù)傳輸速率低，由于BLE的低功耗特點，因此普遍用于穿戴設(shè)備。

BLE優(yōu)點

1.高可靠性

對于無線通信而言，由于電磁波在傳輸過程中容易受很多因素的干擾，例如，障礙物的阻擋、天氣狀況等，因此，無線通信系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸過程中具有內(nèi)在的不可靠性。藍牙技術(shù)聯(lián)盟 SIG 在指定藍牙 4.0 規(guī)范時已經(jīng)考慮到了這種數(shù)據(jù)傳輸過程中的內(nèi)在的不確定性，在射頻，基帶協(xié)議，鏈路管理協(xié)議中采用可靠性措施，包括：差錯檢測和矯正，進行數(shù)據(jù)編解碼，數(shù)據(jù)降噪等，極大地提高了藍牙無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，另外，使用自適應(yīng)調(diào)頻技術(shù)，能最大程度地減少和其他 2.4G 無線電波的串?dāng)_。

2.低成本、低功耗

低功耗藍牙支持兩種部署方式：雙模式和單模式，一般智能機上采用雙模式，外設(shè)一般采用 BLE 單模。

低功耗設(shè)計：藍牙 4.0 版本強化了藍牙在數(shù)據(jù)傳輸上的低功耗性能，功耗較傳統(tǒng)藍牙降低了 90%。

傳統(tǒng)藍牙設(shè)備的待機耗電量一直是其缺陷之一，這與傳統(tǒng)藍牙技術(shù)采用16至32個頻道進行廣播有很大關(guān)系，而低功耗藍牙僅適用 3個廣播通道，且每次廣播時射頻的開啟時間也有傳統(tǒng)的 22.5ms 減少到 0.6~1.2ms，這兩個協(xié)議規(guī)范的改變，大幅降低了因為廣播數(shù)據(jù)導(dǎo)致的待機功耗。

低功耗藍牙設(shè)計用深度睡眠狀態(tài)來替換傳統(tǒng)藍牙的空閑狀態(tài)，在深度睡眠狀態(tài)下，主機 Host 長時間處于超低的負(fù)載循環(huán) Duty Cycle 狀態(tài)，只在需要運作時由控制器來啟動，由于主機較控制器消耗的能源更多，因此這樣的設(shè)計也節(jié)省了更多的能源。

3.快速啟動/瞬間連接

此前藍牙版本的啟動速度非常緩慢，2.1 版本的藍牙啟動連接需要 6s 時間，而藍牙4.0版本僅需要3ms 即可完成。

4.傳輸距離增強

傳統(tǒng)藍牙傳輸距離一般為2-10米，而藍牙4.0的有效傳輸距離可以達到 60~100米，傳輸距離大大提高，極好的開拓了藍牙技術(shù)的應(yīng)用前景。

30x02環(huán)境安裝

測試發(fā)現(xiàn)自帶源速度還是挺快的，這里就不用換源了

1、安裝依賴

可以通過 sudo passwd root 重置下root密碼后再執(zhí)行sudo

sudoapt-getinstallcmakelibusb-1.0-0-devmakegccg++libbluetooth-dev
pkg-configlibpcap-devpython-numpypython-pysidepython-qt4

2、安裝libbtbb

wgethttps://github.com/greatscottgadgets/libbtbb/archive/2020-12-R1.tar.gz-Olibbtbb-2020-12-R1.tar.gz
tar-xflibbtbb-2020-12-R1.tar.gz
cdlibbtbb-2020-12-R1
mkdirbuild
cdbuild
cmake..
make
sudomakeinstall
sudoldconfig

3、安裝 Ubertooth tools

wgethttps://github.com/greatscottgadgets/ubertooth/releases/download/2020-12-R1/ubertooth-2020-12-R1.tar.xz
tar-xfubertooth-2020-12-R1.tar.xz
cdubertooth-2020-12-R1/host
mkdirbuild
cdbuild
cmake..
make
sudomakeinstall
sudoldconfig

4、安裝wireshark及ubertooth插件：

sudoapt-getinstallwiresharkwireshark-devlibwireshark-devcmake
cdlibbtbb-2020-12-R1/wireshark/plugins/btb
mkdirbuild
cdbuild
cmake-DCMAKE_INSTALL_LIBDIR=/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/wireshark/plugins/..
make
sudomakeinstall

5、安裝wireshark藍牙插件

sudoapt-getinstallwiresharkwireshark-devlibwireshark-devcmake
cdlibbtbb-2020-12-R1/wireshark/plugins/btbredr
mkdirbuild
cdbuild
cmake-DCMAKE_INSTALL_LIBDIR=/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/wireshark/plugins/..
make
sudomakeinstall

添加wireshark權(quán)限

sudogroupaddwireshark
sudochgrpwireshark/usr/bin/dumpcap
sudochmod4755/usr/bin/dumpcap
sudogpasswd-a你的用戶名wireshark

0x03刷新固件

安裝好上述環(huán)境之后，如果你的Ubertooth one是之前買的，是需要更新一下固件版本:

查看一下當(dāng)前固件版本：ubertooth-util -v

如果不是最新版本固件可以進入到之前下載的ubertooth-2020-12-R1文件夾下，找到 bluetooth_rxtx.dfu文件

cdubertooth-2020-12-R1/ubertooth-one-firmware-bin/
ubertooth-dfu-dbluetooth_rxtx.dfu-r

運行刷新固件命令，設(shè)備將自動進入DFU模式并刷新固件。

如果上訴操作沒有成功，可以嘗試將圖中設(shè)備短接一下再進行固件刷新命令

固件更新完成后可以再次通過ubertooth-util -v查看固件版本，查看是否已更新固件成功。

tips

如果最后出現(xiàn)control message unsupported，則意味著更新固件失敗。可以通過運行ubertooth-util -r 或重新拔插Ubertooth后再進行固件更新。

40x04 開始嗅探

使用ubertooth-btle進行掃描

在Wireshark中捕獲BLE數(shù)據(jù)

1.終端運行命令：mkfifo /tmp/pipe創(chuàng)建管道文件

2.打開 Wireshark,單擊捕獲（Capture ）->選項（Options）點擊窗口右側(cè)的管理接口（Manage Interfaces）按鈕



在管道（Pipe）文本框中，鍵入“ /tmp/pipe”，單擊OK保存后點擊“開始”，完成后在終端中，運行ubertooth-btle：

ubertooth-btle -f -c /tmp/pipe

在 Wireshark 窗口中，可以看到數(shù)據(jù)包滾動。

可以使用ubertooth-btle -f -c test.pcap抓包并保存到本地



直接導(dǎo)入wireshark可能會顯示不正常，需要對wireshark進行一些配置

1.單擊編輯（Edit）->首選項（Preferences）

2.單擊協(xié)議（Protocols）-> DLT_USER

3.單擊編輯,點擊加號（+），在DLT下，選擇“用戶0（DLT = 147），在有效載荷協(xié)議下，輸入：btle

配置完成后，直接在wireshark中打開即可

使用hcitool進行掃描

常用命令hcitool scan :掃描附近藍牙設(shè)備



hcitool lescan :掃描附近低功耗藍牙設(shè)備

使用bluetoothctl進行掃描

#bluetoothctl
#scanon

審核編輯：劉清