基于树莓派的蓝牙协议抓包

鸣涧

基于树莓派的蓝牙协议抓包前言

前段时间尝试用虚拟机安装 Ubuntu 系统和一款软硬件开源的蓝牙抓包器 Ubertooth One 来搭建蓝牙嗅探环境，从官方推荐的 Ubuntu16.04 版本一直测试到 22.04 版本，看似简单的蓝牙环境嗅探，搭建过程却遇到各种问题，如各版本报错不一致，插件安装失败，ubertooth 固件问题等，查阅了很多材料，尝试了很久都没有成功，想到手头还有个树莓派，考虑到会有 wireshark 等界面交互连接了个 3.5 寸屏幕。

树莓派环境境说明

树莓派型号：树莓派4B
操作系统：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)

树莓派系统安装

树莓派安装过程比较简单，简述一下。

1、下载官网刻录软件
官方网站：https://www.raspberrypi.com/software/

2、按需刻录树莓派系统

3、刻录时提前配置开启 ssh、wifi

4、将刻录好的储存卡插入到树莓派中
此时就可以ssh连接树莓派，如果有需要屏幕的情况比如 wireshark 图形界面等，可以连接自带的 hdmi 线到显示屏上，如果觉得连接显示屏有些麻烦，想用vnc连接远程桌面

5、VNC连接
终端输入命令sudo raspi-config，会弹出一个界面 选择 Interface Options -> VNC-> enable -> YES 即可开启 vnc。

6、调整临时分辨率
但默认连接vnc分辨率会比较小，无法看清屏幕内容 可以通过终端输入以下命令临时调整vnc分辨率，下次重启后失效。

1. vncserver -geometry 1920x1080

复制代码

vnc 连接是地址后加 :1 选择通道 1,例如 192.168.1.1:1 即可连接，但 192.168.1.1 仍可正常连接 vnc。

蓝牙协议简介

蓝牙低能耗（Bluetooth Low Energy，或称 Bluetooth LE、BLE，旧商标 Bluetooth Smart）也称低功耗蓝牙，是蓝牙技术联盟设计和销售的一种个人局域网技术，旨在用于医疗保健、运动健身、信标、安防、家庭娱乐等领域的新兴应用。相较经典蓝牙，低功耗蓝牙旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本。

传统蓝牙和低功耗蓝牙对比:

低功耗蓝牙(Low Energy; LE)，又视为 Bluetooth Smart 或蓝牙核心规格 4.0 版本。其特点具备节能、便于采用，是蓝牙技术专为物联网（Internet of Things; IOT）开发的技术版本。

BLE 主打功能是快速搜索，快速连接，超低功耗保持连接和传输数据，弱点是数据传输速率低，由于BLE的低功耗特点，因此普遍用于穿戴设备。

BLE 优点

1、高可靠性
对于无线通信而言，由于电磁波在传输过程中容易受很多因素的干扰，例如，障碍物的阻挡、天气状况等，因此，无线通信系统在数据传输过程中具有内在的不可靠性。蓝牙技术联盟 SIG 在指定蓝牙 4.0 规范时已经考虑到了这种数据传输过程中的内在的不确定性，在射频，基带协议，链路管理协议中采用可靠性措施，包括：差错检测和矫正，进行数据编解码，数据降噪等，极大地提高了蓝牙无线数据传输的可靠性，另外，使用自适应调频技术，能最大程度地减少和其他 2.4G 无线电波的串扰。

2、低成本、低功耗
低功耗蓝牙支持两种部署方式：双模式和单模式，一般智能机上采用双模式，外设一般采用 BLE 单模。

低功耗设计：蓝牙 4.0 版本强化了蓝牙在数据传输上的低功耗性能，功耗较传统蓝牙降低了 90%。

传统蓝牙设备的待机耗电量一直是其缺陷之一，这与传统蓝牙技术采用16至32个频道进行广播有很大关系，而低功耗蓝牙仅适用 3 个广播通道，且每次广播时射频的开启时间也有传统的 22.5ms 减少到 0.6~1.2ms，这两个协议规范的改变，大幅降低了因为广播数据导致的待机功耗。

低功耗蓝牙设计用深度睡眠状态来替换传统蓝牙的空闲状态，在深度睡眠状态下，主机 Host 长时间处于超低的负载循环 Duty Cycle 状态，只在需要运作时由控制器来启动，由于主机较控制器消耗的能源更多，因此这样的设计也节省了更多的能源。

3、快速启动/瞬间连接
此前蓝牙版本的启动速度非常缓慢，2.1 版本的蓝牙启动连接需要 6s 时间，而蓝牙4.0版本仅需要3ms 即可完成。

4、传输距离增强
传统蓝牙传输距离一般为 2-10 米，而蓝牙4.0的有效传输距离可以达到 60~100米，传输距离大大提高，极好的开拓了蓝牙技术的应用前景。

环境安装

测试发现自带源速度还是挺快的，这里就不用换源了。

1、安装依赖
可以通过 sudo passwd root 重置下 root 密码后再执行 sudo。

1. sudo apt-get install cmake libusb-1.0-0-dev make gcc g++ libbluetooth-dev \
   
2. pkg-config libpcap-dev python-numpy python-pyside python-qt4

复制代码

2、安装 libbtbb

1. wget https://github.com/greatscottgadgets/libbtbb/archive/2020-12-R1.tar.gz -O libbtbb-2020-12-R1.tar.gz
   
2. tar -xf libbtbb-2020-12-R1.tar.gz
   
3. cd libbtbb-2020-12-R1
   
4. mkdir build
   
5. cd build
   
6. cmake ..
   
7. make
   
8. sudo make install
   
9. sudo ldconfig

复制代码

3、安装 Ubertooth tools

1. wget https://github.com/greatscottgadgets/ubertooth/releases/download/2020-12-R1/ubertooth-2020-12-R1.tar.xz
   
2. tar -xf ubertooth-2020-12-R1.tar.xz
   
3. cd ubertooth-2020-12-R1/host
   
4. mkdir build
   
5. cd build
   
6. cmake ..
   
7. make
   
8. sudo make install
   
9. sudo ldconfig

复制代码

4、安装 wireshark 及 ubertooth 插件：

1. sudo apt-get install wireshark wireshark-dev libwireshark-dev cmake
   
2. cd libbtbb-2020-12-R1/wireshark/plugins/btbredr
   
3. mkdir build
   
4. cd build
   
5. cmake -DCMAKE_INSTALL_LIBDIR=/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/wireshark/plugins/ ..
   
6. make
   
7. sudo make install

复制代码

5、安装 wireshark 蓝牙插件

1. sudo apt-get install wireshark wireshark-dev libwireshark-dev cmake
   
2. cd libbtbb-2020-12-R1/wireshark/plugins/btbredr
   
3. mkdir build
   
4. cd build
   
5. cmake -DCMAKE_INSTALL_LIBDIR=/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/wireshark/plugins/ ..
   
6. make
   
7. sudo make install

复制代码

6、添加 wireshark 权限

1. sudo groupadd wireshark
   
2. sudo chgrp wireshark /usr/bin/dumpcap
   
3. sudo chmod 4755 /usr/bin/dumpcap
   
4. sudo gpasswd -a 你的用户名 wireshark

复制代码

刷新固件

安装好上述环境之后，如果你的 Ubertooth one 是之前买的，是需要更新一下固件版本:

查看一下当前固件版本：ubertooth-util -v

如果不是最新版本固件可以进入到之前下载的 ubertooth-2020-12-R1 文件夹下，找到 bluetooth_rxtx.dfu 文件。

1. cd ubertooth-2020-12-R1/ubertooth-one-firmware-bin/
   
2. ubertooth-dfu -d bluetooth_rxtx.dfu -r

复制代码

运行刷新固件命令，设备将自动进入DFU模式并刷新固件。

如果上诉操作没有成功，可以尝试将图中设备短接一下再进行固件刷新命令图片

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

tips

如果最后出现 control message unsupported，则意味着更新固件失败。可以通过运行 ubertooth-util -r 或重新拔插 Ubertooth 后再进行固件更新。

开始嗅探

使用 ubertooth-btle 进行扫描，在 Wireshark 中捕获 BLE 数据。
1、终端运行命令：mkfifo /tmp/pipe 创建管道文件

2、打开 Wireshark,单击捕获（Capture）->选项（Options）点击窗口右侧的管理接口（Manage Interfaces）按钮。

在管道（Pipe）文本框中，键入 “/tmp/pipe”，单击 OK 保存后点击“开始”，完成后在终端中，运行 ubertooth-btle：

1. ubertooth-btle -f -c /tmp/pipe

复制代码

在 Wireshark 窗口中，可以看到数据包滚动。

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

直接导入 wireshark 可能会显示不正常，需要对 wireshark 进行一些配置。
1、单击编辑（Edit）->首选项（Preferences）
2、单击协议（Protocols）-> DLT_USER
3、单击编辑,点击加号（+），在DLT下，选择“用户0（DLT = 147），在有效载荷协议下，输入：btle

配置完成后，直接在 wireshark 中打开即可图片。

使用 hcitool 进行扫描

常用命令 hcitool scan : 扫描附近蓝牙设备。

hcitool lescan : 扫描附近低功耗蓝牙设备。

使用 bluetoothctl 进行扫描

1. bluetoothctl
   
2. scan on

复制代码

参考链接

https://www.cnblogs.com/HacTF/p/7772955.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth_Low_Energy
https://www.fujieace.com/hacker/ubertooth-one.html
http://j2abro.blogspot.com/2014/ ... th-advertising.html
https://www.cnblogs.com/k1two2/p/5577301.html
https://github.com/greatscottgadgets/ubertooth/wiki/Firmware

本文转自 https://mp.weixin.qq.com/s/ftaqzXcP23ATsCms1qfgHg