【蓝牙安全】蓝牙安全测试环境搭建（硬件设备篇）

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该篇文章主要讲蓝牙设备的测试环境搭建以及能使用到的程序。

硬件设备篇

硬件设备的话是针对那些没有app的或者没有Android的app的环境下进行的。 这里列出的工具有：

  • Ubertooth
  • Holling BLE sniffer
  • NORDIC dongle或者德州仪器（TI）CC2540 –
  • CC Debugger

Ubertooth

设备固件等内容地址 ：https://github.com/greatscottgadgets/ubertooth 包含环境安装、常见问题、wireshark联动、固件升级等内容等内容。

环境安装参照https://github.com/greatscottgadgets/ubertooth/wiki/Build-Guide –

  • 第一步 ：在构建libbtbb和Ubertooth工具之前，需要安装一些先决条件。其中许多可从您的操作系统的软件包存储库中获得，以下为Debian / Ubuntu（kali）的内容如果其它系统请参照原网址
sudo apt-get install cmake libusb-1.0-0-dev make gcc g++ libbluetooth-dev \
pkg-config libpcap-dev python-numpy python-pyside python-qt4
  • 第二步 ：然后安装libbtbb 
    #wget https://github.com/greatscottgadgets/libbtbb/archive/2017-03-#R2.tar.gz -O libbtbb-2017-03-R2.tar.gz
#tar xf libbtbb-2017-03-R2.tar.gz
#cd libbtbb-2017-03-R2
#mkdir build
#cd build
#cmake ..
#make
#sudo make install
#sudo ldconfig
  • 第三步 ：安装Ubertooth tools 
    #wget #https://github.com/greatscottgadgets/ubertooth/releases/download/2017-03-R2/ubertooth-2017-03-R2.tar.xz -O ubertooth-2017-03-R2.tar.xz
#tar xf ubertooth-2017-03-R2.tar.xz
#cd ubertooth-2017-03-R2/host
#mkdir build
#cd build
#cmake ..
#make
#sudo make install
#sudo ldconfig
  • 第四步 ：安装wireshark Wireshark BTBB和BR / EDR插件允许使用Kismet捕获的蓝牙基带流量在Wireshark GUI中进行分析和检测。它们与Ubertooth和libbtbb软件的其余部分分开构建。传递给cmake的目录MAKE_INSTALL_LIBDIR因系统而异，但它应该是现有Wireshark插件的位置，例如asn1.so和ethercat.so 
    #sudo apt-get install wireshark wireshark-dev libwireshark-dev cmake
#cd libbtbb-2017-03-R2/wireshark/plugins/btbb
#mkdir build
#cd build
#cmake -DCMAKE_INSTALL_LIBDIR=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/wireshark/libwireshark3/plugins ..
#make
#sudo make install
  • 第五步 ：安装BT BR/EDR插件 
    #sudo apt-get install wireshark wireshark-dev libwireshark-dev cmake
#cd libbtbb-2017-03-R2/wireshark/plugins/btbredr
#mkdir build
#cd build
#cmake -DCMAKE_INSTALL_LIBDIR=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/wireshark/libwireshark3/plugins ..
#make
#sudo make install
  • 第六步 ：联动wireshark 运行命令： mkfifo /tmp/pipe 打开Wireshark 点击捕获 – >选项 点击窗口右侧的“管理界面”按钮 点击“新建”按钮 在“管道”文本框中，输入“/ tmp / pipe” 点击保存，然后点击关闭 点击“开始”在终端中，运行ubertooth-btle： 
    ubertooth-btle -f -c /tmp/pipe

    wireshark执行以下进行过滤

    btle.data_header.length > 0 || btle.advertising_header.pdu_type == 0x05

选择了ubertooth one启动，必须让三个LED灯亮起来。其中两个绿色的LED（RST和1.8V）都亮说明Ubertooth成功插在了你的主机上，红色LED（USB LED）亮了表示Ubertooth可以通过USB端口进行通讯了。

参考链接：

https://github.com/greatscottgadgets/ubertooth/wiki/Getting-Started

http://www.freebuf.com/sectool/95426.html

http://www.freebuf.com/articles/wireless/106298.html

http://www.freebuf.com/news/88281.html

Holling BLE sniffer

BLE设备是在37,38,39这3个频道进行广播，有时候是在一个频道广播，有时候是在这3个频道中轮询广播，而这些BLE Sniffer却只能监听某一个频道的数据，或者是轮询监听3个频道的数据，若只监听一个频道的数据，那么就有可能找不到不在这个频道广播的设备，当然用轮询监听3个频道的数据是可以解决这个问题，但是还是会有新的问题，那就是监听BLE设备连接问题，因为BLE设备在建立连接的时候，除了单频道广播的设备，其他多频道广播设备建立连接的频道是不固定的，这样就会导致轮询监听3个频道数据的BLE Sniffer存在丢失数据的可能。 Hollong BLE Sniffer内部使用3颗BLE芯片，同时抓取37,38,39这3个频道的数据。

参考链接：http://blog.csdn.net/viewtool2017/article/details/73887641

该工具相关程序资料下载地址http://www.viewtool.com/product/BLE-Sniffer/

环境软件安装

下载并安装软件（一路下一步即可）， 将设备通过USB线连接到电脑，等待驱动自动安装完毕。

启动软件，点击“Start”按钮，然后选择设备列表中的你需要查看数据的设备即可。

软件界面介绍

软件操作流程演示

NORDIC dongle（EN-Dongle）或者德州仪器（TI）CC2540

NORDIC的意思是使用nrf的sdk的dongle（另一位一起参加众测的iot设备的师傅推荐用这种）通常叫 EN-Dongle。 德州仪器（TI）CC2540这种雪碧师傅说过这种嗅探方案优点是廉价,不足是只能嗅探到广播信道的数据包，无法捕获连接完成后也就是设备通信过程中的数据包。

引用地址 http://www.freebuf.com/articles/wireless/106298.html

德州仪器（TI）CC2540环境安装

  • 第一步 ： 把“ sniffer_fw_cc2540_usb.hex” 固件烧录到CC2540 USB Dongle，并在电脑上安装 SmartRF Packet Sniffer 驱动，详细内容可参考：https://wenku.baidu.com/view/0e4baac5daef5ef7bb0d3c0a.html 。正常来说购买时默认都烧录完成的
  • 第二步 ： 打开SmartRF Packet Sniffer软件后，选择Bluetooth Low Energy并点击Start

  • 第三步 ： 点击Start开始捕抓数据

在Radio Configuration tab选项中勾上Connect to Initiator Address并填入主机地址，捕抓设备将根据填入的地址去跟随主机与从机之间的数据连接，如果不选择这个选项，捕抓设备不会跟踪指定连接，会开始跟随在当前广播通道上（37）的出现第一个数据连接； 从机开始广播，捕捉到数据如下：

主机连接从机，捕抓数据如下：

参考链接：https://blog.csdn.net/zhuangjitongxue/article/details/49337445

SmartRF Packet Sniffer使用手册中文版：http://pan.baidu.com/s/1o6AbAqu

SmartRF Packet Sniffer使用手册英文版：http://pan.baidu.com/s/1o608kL8

EN-Dongle

软件需求：ble-sniffer_win_1.0.1和Wireshark

驱动及软件安装

  • CP2102驱动
  • Wireshark
  • Sniffer

安装CP2102驱动 ：

解压“CP210x_VCP_Windows.zip”，解压后如下图，根据具体情况选择安装32位版本或64位版本驱动。

wireshark安装 ： 此处正常下载安装即可

安装Sniffer ： Sniffer是绿色软件，无需安装，解压后双击“ble-sniffer_win_1.0.1_1111_Sniffer.exe”即可运行。

环境运行

  • 将EN-Dongle连接到计算机的USB接口上，并让EN-Dongle处于Central和Peripherel的信号覆盖范围内，如下图所示 ：

  • 双击“ble-sniffer_win_1.0.1_1111_Sniffer.exe”，启动Sniffer。Sniffer启动后会自动检查串口及周围的 BLE 器件，如下图所示 ：

上图中信息栏显示了Sniffer读取的串口是：COM25。设备列表中显示Sniffer已经抓取到两个BLE设备，编号分别是“0”和“1”。

  • 输入编号，选择BLE 器件，如下图所示 ：

  • 输入“w”启动Wireshark，开始抓包 ：

  • 启动Wireshark ：

选中一个BLE包(这里捕获的是广播包)，展开树形目录，即可看到Wireshark对这个广播包的分析

参考链接：https://blog.csdn.net/lep150510/article/details/78770398

CC Debugger

参考链接: http://www.waveshare.net/txt/CC-Debugger-Interface.htm

该物件要连到蓝牙芯片上后安装SmartRF Packet Sniffer查看数据可以针对一些设备接收数据进行收集

注：

  1. CC Debugger的2和9引脚需要短接，方可识别CC254x。
  2. P2.2引脚一定要加上拉电阻，否则会下载失败。

使用手册https://wenku.baidu.com/view/fb7271af941ea76e58fa04e7.html

另外说明

cc debugger 与 smartrfo4eb

  • 焦点问题1：CC-Debugger仿真器和SmartRF04EB仿真器的区别？

答：该问题几乎是所有打算购买CC-Debugger仿真器用户的第一个问题，区别非常大，但是可以总结为下面三个方面

1、所支持的芯片差异

A) SmartRF04EB实测后支持的芯片有CC2430、CC2530、CC2531、CC2540，不支持CC2541

B) CC-Debugger支持的芯片非常之多，除了和04eb相同的仿真及下载功能外，还可以通过SPI总线控制CC系列的收发器。

2、能够连接的目标板电压不同

A) SmartRF04EB仿真器只能链接3.3V目标板电压，如果强行连接非3.3V接口，可能会烧坏芯片。仿真器目标接口的第2脚和第9脚是相同的，电压是3.3V

B) CC-debugger仿真器则支持宽目标板电压，从1.2V到3.6V均支持，为什么CC-Debugger能够支持这么宽的目标电压呢，这是因为CC-Debugger与目标芯片之间加了信号电平转换芯片：SN74AVC4T245DR。

3、所具有的的功能不同

A) 我们的SmartRF04EB只有仿真器的功能，如通过IAR软件在线仿真单步调试，以及通过Flash Programmer直接烧写hex文件

B) CC-Debugger除了具有和SmartRF04EB相同的功能外，还有具有协议分析的功能 使用CC-Debugger作为协议分析仪和独立的USBDongle协议分析仪有些区别，CC25xxUSBDongle作为协议分析仪时，独立工作，只需连接USB，就可以通过PacketSniffer抓包 而使用CC-Debugger用来协议分析时，需要连接目标芯片，连接的接口如上图，必须要接SPI。

  • 焦点问题2：CC-Debugger无法识别目标芯片？

答：到目前为止，用户反映的不识别的情况只有下面三种：

1、没有向CC-Debugger放着器目标接口 第2脚提供Target Voltage，没有电压的愿意有两种，一个是你的板子没有供电，第二个就是你的板子debugger接口的第2脚没有接VCC。详情参加焦点问题1 如果你用的不是标准的10Pin，而是只有DC DD RESET GND四个信号，开发板无法提供连接VCC时，可以用杜邦线将CC-Debugger目标接口的第2脚和第9脚短接，自己对自己供电。

2、你自己做的板子存在虚焊，CC2540等CC系列的芯片通常是QFN封装，这种封装手工焊时非常容易出现虚焊。

3、忘记按复位按键，连接目标板之后，记住一定要按复位按键，然后仿真器识别到目标芯片后，再进行下一步操作。

  • 焦点问题3：如何安装驱动，支持64位系统吗？

答：CC-Debugger是支持Win7 64位系统的，有对应的驱动程序。 安装下列软件会自动安装CC-Debugger驱动： SmartRF Studio、Flash Programmer、IAR For 8051、PacketSniffer等。如果软件已经安装，CC-Debugger驱动仍未能成功安装时，请到设备管理器中，右击带黄色感叹号的CC-Debugger，手动更新驱动程序， Flash Programmer软件自带的驱动程序位于(默认路径)：C:\Program Files\Texas Instruments\SmartRF Tools\Drivers\cebal IAR For 8051软件自导的驱动程序位于（默认路径）：C:\Program Files\IAR Systems\Embedded Workbench 6.0\8051\drivers\Texas Instruments

 

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