今年西葫芦剑的时候是一个蓝牙题都没做出来，之前复现xuanxuan师傅出的THUCTF硬件题的蓝牙部分也没完全弄懂，于是下定决心通过几个设备来研究研究
刚学pwn的时候，对宿舍楼下的小蓝车就有所“垂涎”，一直在思考如何打（太可刑了）
经过给小蓝车app投资数次1.5米巨资过后，作为名义上的股东，我大概弄清楚了小蓝车的锁应该也是蓝牙的（因为每次连它都让我开蓝牙233）
为了避免下半辈子只能在几平米的空间活动，我在某鱼上淘到了一款蓝牙锁作为小蓝车的平替
这里简单记录一下研究的过程

首先需要解决的问题是获取蓝牙锁的MAC地址，因为最后我们需要使用gatttool（后面会提到这个工具）直接通过MAC地址与蓝牙锁交互
比较好用的是nRF这个软件（苹果手机可以用lightblue），能够直接扫描查看周围的蓝牙设备
但如果直接在生活区进行抓包干扰因素非常多：

于是我们跑到一个没有其它设备的地方轻触指纹区域，当亮起红光的时候：

在nRF上就能看到设备名和MAC地址了：

可以看出设备名为BlueFPL，MAC地址为F0:45:DA:AA:F4:36

通过树莓派+蓝牙适配器的组合（环境搭建详见：[原创]基于树莓派的蓝牙调试环境搭建-智能设备-看雪论坛-安全社区|安全招聘|bbs.pediy.com (kanxue.com)）
使用bluetoothctl的scan on功能，就能扫描出设备：

表示我们的蓝牙调试环境没有问题
使用gatttool尝试连接并使用primary看查所有service：

然后通过characteristics命令看查所有的特性：

其中handle是特性的句柄，char properties是特性的属性值，char value handle是特性值的句柄，uuid是特性的标识
虽然扫描出了service和characteristics，但我们还不能直观的知道这些服务是用来干什么的，而且也没法将特性和服务配对
下面我们使用bettercap这一个强大的工具中的"ble.recon"模块，进行深入的扫描和理解

githu仓库：https://github.com/bettercap/bettercap
个人认为仓库给出的安装教程非常的模糊，很多东西都没有说清楚，所以这里简单讲讲我是怎么安装的
环境：ubuntu或树莓派4b 安装：
（1）首先需要安装go环境：

（2）go“换源”：

（3）安装依赖：

（4）安装软件包：

然后输入如下命令就能够使用低功耗蓝牙功能了：

具体的用法可以参考官方手册：https://www.bettercap.org/modules/ble/
对于我们刚才提到的需要，使用ble.enum就好啦：

可以发现，通过ble.enum，能够形象地看出service所属的characteristics以及它们的属性
接下来我们就可以通过蓝牙嗅探，看看在开锁的过程中涉及的服务和特征

通过ubertooth one，我们嗅探到了如下的蓝牙数据：

可以看出大致分为"Write Request"和"Handle Value Notification"两类，我们各点开一个看看
"Write Request"：

"Handle Value Notification"：

可以发现它们的handle分别是0x3和0x6，分别对应的是前面bettercap里获取的UUID为36f5和36f6的特征，十分合理
于是以后的抓包我们可以给出如下过滤（上面那张图片这么规整已经是过滤过后了的）：

多次尝试抓包，发现value的值差别很大，猜测有所加密 那么下一步就要从安卓逆向的角度分析app里的加密模式和密钥了

实际上可能会出现很难抓到包的情况，所以这里提供第二种思路供大家尝试：
嗅探是中间信道，很可能会受到干扰，于是我们尝试从手机的蓝牙日志里直接获取和锁的通信
首先需要打开开发人员选项，一般的手机都是在"关于本机"的位置点击多次版本号就可打开
进入开发人员选项后，开启"蓝牙HCI信息收集日志"

然后我们需要使用"adb"这个调试工具，连上手机，然后dump下BUG日志

解压这个zip文件，在解压目录下会生成同名的一个txt文件：

把它拖到Ubuntu里面（不知道为啥，在我的windows上会有问题），然后下载一个叫btsnooz.py的脚本并把它放在和这个文本文件同目录下，执行如下命令：

（ps：为什么命令会和官方的教程有点不太一样，因为产生了如下的报错和解决办法）

然后就得到了能够用wireshark查看的蓝牙日志"hci.log"了:

可以看到效果非常好，但是在笔者的手机上的数据会有一个问题，就是value显示不全：

不知道是不是脚本对数据包有所切割，反正就感觉很离谱
而且这种方法对我平时用的手机也不生效，甚至不能产生hci.log文件

将apk拖进JEB中，然后在Bytecode层级的com.nokelock.blelibrary.b.b里面能找到加密和解密的地方：

差别就是Ciper.init()的第一个参数，询问一下chatgpt：


观察类中的这两个方法，都涉及两个byte数组参数arg2，arg3：

arg2对应的是密文/明文，arg3对应的是密钥
具体的用Ciper类加密可以参考这一篇文章：Java使用Cipher类实现加密，包括DES，DES3，AES和RSA加密 - 蔡昭凯 - 博客园 (cnblogs.com)
经过上面的分析，我们知道了加密算法是AES而且是ECB模式无padding，但是还不知道密钥和密钥长度
接下来我们尝试在apk里进行插桩，目的是打印密文/明文，密钥来分析实际上开锁的时候在apk中的数据

实际上插桩这步是劳烦oacia爷帮我做的，教程同步到了他的文章：[原创]对某apk的一次插桩记录-Android安全-看雪论坛-安全社区|安全招聘|bbs.pediy.com (kanxue.com)
写的非常好，这里就不再班门弄斧了
可能唯一没太讲清楚会遇到问题的是，使用他给的smali进行插桩会和github上的项目会有一点点差别：

在最后插桩的时候，这里从object变成B类（字节数组）了，如果还是使用object类会有问题
因为我们重写的java源码是对字节数组进行的操作，可以参考原来的apk里类似对字节数组的操作的smali代码：


然后还有一个神奇的问题，就是在笔者的电脑上使用回编译过后的apk，会缺少签名、主SDK等等东西：

这种APK在我的手机上安装不了，但雷电模拟器能装（但先要使用这个工具对回编译的APK进行签名）
于是我把雷电模拟器里的apk导出来，它的这些东西又变正常了：

非常神奇，然后顺利成章的我的手机也能装了
原来手机也这么矫情2333

通过adb工具，我们能够连接安卓设备并且执行一些命令
这里我们通过adb logcat命令来搜索SewellDinG查看插桩打印的信息：

在插桩打印的信息中有两个点值得我们注意：
（1）"241F632E5907042061014C1A3A45193B"这个字符串一直在重复，且一直处于一组数据的中部
（2）出现了以"050D"、"0502"、"0501"开头的后面不大一样的疑似有规律的数据
根据我们的插桩，一直处于中部的数据只可能是密钥，那么"241F632E5907042061014C1A3A45193B"就是密钥的某种形式。通过密钥创建的方法"SecretKeySpec"的参数类型可以看出，这是密钥的16进制字符串表示：

对chatgpt输入如下指令即可自动生成解密脚本：

解密脚本：

运行结果：

对我们之前的wireshark里的数据都进行解密，然后把结果用XLS表示出来：

在app里的com.nokelock.blelibrary.mode.order可以发现和"Write Request"解密出来的头4个字符有关的enum：

添加到表格中：

发现有一个特别令我们欣喜的东西——"OPEN_LOCK"
是否意味着我们把这个value的值通过蓝牙工具发到锁中锁就开了？
答案是否定的，这个value以及它解出来的text是会变的，这一点比照前面adb打印插桩的同样的"0501"开头的数据就知道。所以我们还需要知道怎么获得这个"变"的东西
值得注意的是，同样在这个地方有个"GET_TOKEN"字样：

猜测变化的值和这里有关
至于有没有和"Handle Value Notification"有关的类似的enum，在com.nokelock.blelibrary.mode.a里找到了这个：

不难看出，这里的代码应该是app接收到蓝牙锁返回的"Handle Value Notification"的value，将它解密过后根据前4个字符去执行对应的功能。而且根据"0202"这个分支里的具体内容已经能大致猜测这里响应的内容是什么了——电池电量，因为有个（v1<=100）的判断，然后对v3这个bool变量赋值判断是否合法。
再结合之前的"0201"为"GET_BATTERY"，一切的说法都看上去合理了起来，我们甚至已经能根据前面的数据，推测响应的时候电池电量为54
但这个说法还有待验证，以及我们还不知道"v0.a()"执行了什么操作，于是需要更深入的逆向

首先为了验证前面"发送过后获取响应"的说法，逆向到了com.nokelock.blelibrary.BLEService：

看到了熟悉的两个UUID，以及它们对应的Characteristic变量
在下面能找到分别对这两个Characteristic的操作：

从这里就已经能看出在蓝牙通信的时候，app往UUID36f5写入请求信息，然后蓝牙锁通过UUID36f6进行响应

v0一开始是在这里定义的：

这个com.nokelock.blelibrary.a.a是一个抽象接口：

以v0.a()为例，如果我们想看它具体是怎么实现的，在JEB里点击"a"就能直接查看了：

进入红框的部分就能看到具体的实现了：

可以看到这里有个电池电量低于20就会打印"电量不足"的字样，和使用app时候的情况一致
猜测对于"GET_TOKEN"的响应也在这里面，但是不好直接找出TOKEN的值
于是我们去找"OPEN_LOCK"的地方，因为那里大概率会有响应的"TOKEN"

在jadx里查找"OPEN_LOCK"这个字符串，定位到了这个地方：

红框部分通过对"SET_B_ARRAY"的逆向，可以得到是：
(0x6,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30)
对应了OPEN_LOCK解密的部分数据:06303030303030
其余数据能够在父类TX_Order里看出来：

蓝色部分是0501，绿色部分是刚才的那块数据，红色部分应该是Token，剩下的黄色部分使用随机数进行填充

分析com.nokelock.blelibrary.b.d.a().b()：

最后返回的其实是这里的字符数组：

"c2 == 0"对应的是它上面的一个地方：

结合之前的分析，就能知道GET_TOKEN的响应头应该是"0602"了 那么接下来唯一需要解决的是发送的GET_TOKEN请求长什么样子了

同样通过查找字符串的手段，我们可以定位到这里：

和"OPEN_LOCK"不一样的地方就是它重写了a()这个方法，可以很容易分析出响应头为"06010101"
剩下的数据都是为了方便最后的加密进行的随机数的填充
那么发送未加密前是"06010101000000000000000000000000"的数据就能成功获取TOKEN的值

通过上面有点长的分析，我们弄清楚了开锁的重要流程（关于获取电量这些无关紧要的在此不考虑）：
（1）APP发送GET_TOKEN请求，锁返回TOKEN
（2）APP根据锁返回的TOKEN，执行开锁命令
接下来我们通过Bluepy这个python的蓝牙模块尝试发包开锁

github网址：IanHarvey/bluepy: Python interface to Bluetooth LE on Linux (github.com)
安装依赖（使用python3环境）：

安装模块：

如果上面两步失败，可以尝试从源码进行安装：

官方手册：bluepy - a Bluetooth LE interface for Python — bluepy 0.9.11 documentation (ianharvey.github.io)
Bluepy这个模块采用了面向对象编程的思想，在具体操作的时候对设备、服务等等都抽象成了对象以便于操作

通过Scanner生成一个对象进行扫描：

通过Peripheral函数建立连接

经过分析，我们知道36f6这个characteristic的属性是notify
对于notify属性的characteristic，没办法直接读和直接写，需要先向UUID为"0x2902"的descriptor写入"1"进行订阅才能获取所有notify属性的characteristic的响应
另外，我们写一个类来获取响应的handle和value：

通过等待响应即可获取token：

对36f5写入发包数据即可开锁:

物联网安全拔“牙”实战——低功耗蓝牙（BLE）初探 https://www.ctfiot.com/10661.html
Ubertooth One 使用系列 (一) — 破解蓝牙锁 - 知乎 (zhihu.com)
低功耗蓝牙ATT/GATT/Profile/Service/Characteristic规格解读 - iini - 博客园 (cnblogs.com)
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