如何使用SDR+inspectrum逆向分析無線遙控信號

作者：雪碧0xroot@ 漏洞盒子安全團隊 2016-08-23 09:21:33

如何使用SDR+inspectrum逆向分析無線遙控信號,本文給大家總結了一下，希望給大家有所幫助。

0×00 前言

前段時間在《HackRF入門：家用無線門鈴信號重放》一文中通過HackRF錄制、重放了無線遙控信號，不過一直沒來得及對信號進行分析，剛好在國外網站看到有大牛對遙控信號進行了分析(詳見refer部分)。在這里便按照國外大牛分析無線遙控信號的方法來依葫蘆畫瓢。

*本文僅分享信號分析方式，因信號調制編碼方式有所不同，如數據分析有出錯，希望大家不要打我=￣ω￣= 摸摸大

0×01 環境搭建

Mac可使用port(/www.macports.org) 或者brew(brew.sh)安裝GnuRadio依賴套件:

sudo port install gnuradio 
 
sudo port install hackrf 
 
sudo port install rtl-sdr 
 
sudo port install gr-osmosdr gqrx 
 
sudo port install hackrf

完成上面的工作后便能在Mac環境中使用電視棒、HackRF、GnuRadio了。

0×02 Recording 信號錄制

錄制遙控信號的方式有很多，如電視棒+SDR-sharp錄制wav音頻格式數據、通過HackRF命令終端錄制RAW格式數據，本文使用GNURadio+SDR硬件(rtl-sdr、HackRF、BladeRF等)來實現這一功能：

左側RTL-SDR Source將使用SDR硬件接收315MHz無線信號,采樣率為2M，右上WX GUI Waterfall sink將接收到的信號通過瀑布圖在PC上顯示捕獲的無線信號，右下角File Sink將捕獲到的無線數據包儲存到/tmp/test.cfile文件中。執行流圖并摁下遙控可看到如下效果圖：

個人比較喜歡使用gr-fosphor的瀑布圖模塊來對捕獲到的信號在瀑布圖上進行展示：

結束GnuRadio流圖后，查看/tmp目錄下的test.cfile：

0×03 Analysis 信號分析

分析信號可使用音頻處理軟件Audacity：

不過這種方式需要肉眼將波形轉化成0跟1，看起來比較容易眼花。maybe，只有老司機才能很快很準確地用這種方式完成分析任務。

3.1 安裝inspectrum

在這篇文章中我們將通過inspectrum(https://github.com/miek/inspectrum)這個工具來分析信號，配合Python將信號轉成二進制數據。

sudo port install fftw-3-single cmake pkgconfig qt5 
 
git clone https://github.com/miek/inspectrum.git 
 
mkdir build 
 
cd build 
 
cmake .. 
 
make 
 
sudo make install

inspectrum -h 
 
Usage: inspectrum [options] file 
 
spectrum viewer 
 
Options: 
 
-h, --help Displays this help. 
 
-r, --rate <Hz> Set sample rate. 
 
Arguments: 
 
file File to view.

3.2 數據導入、分析

inspectrum /tmp/test.cfile

通過左側Spectrogram參數的調節、縮放工具，我們可以實現波形圖的放大縮小，顏色深淺調節：

下方Time selection可對波形進行劃分：

對Symbols進行遞增，直至囊括一個信號波形區域：

右鍵—>Add derved plot—>Add amplitude plot：

效果如下：

對部分參數進行微調：

導出波形數據：

此時在終端獲得波形寬度數據：

3.3 解碼

接下來我們可通過Python將這些數據轉成0、1,，test.py代碼如下：(if i > x x的值根據自身實際情況決定，建議取最大值跟最小值區間的自然數)。

s = ''a = [0.121182, 0.00224696, 0.00227361, 0.00222253, 0.121036, 0.121293, 0.12126, 0.00220722, 0.121013, 0.00221486, 0.00230146, 0.00230048, 0.120959, 0.120975, 0.12077, 0.00227199, 0.120701, 0.00226761, 0.00234306, 0.00225335, 0.120851, 0.120784, 0.12084, 0.00224014, 0.120892, 0.00221627, 0.00222881, 0.00219768, 0.121157, 0.00224349, 0.00221741, 0.00223827, 0.120798, 0.00237988, 0.00226093, 0.00232855, 0.120649, 0.120813, 0.121032, 0.00222553, 0.120876, 0.00221533, 0.00225347, 0.00228226, 0.120759, 0.120718, 0.12042, 0.00218557, 0.120344, 0.00222487, 0.00224753, 0.00227552, 0.120383, 0.120384, 0.120275, 0.00224362, 0.120611, 0.00219556, 0.00227022, 0.00224123, 0.120514, 0.120328, 0.12068, 0.0022916, 0.120735, 0.12043, 0.120697, 0.00224807, 0.120399, 0.120808, 0.120405, 0.00222214, 0.120512, 0.120833, 0.120495, 0.00226469, 0.120727, 0.120617, 0.120534, 0.00222499, 0.120441, 0.120626, 0.120297, 0.00208249, 0.120539, 0.120365, 0.120612, 0.00214876, 0.120545, 0.120262, 0.120739, 0.00228899, 0.12051, 0.120525, 0.120172, 0.00214644, 0.120678] for i in a: if i > 0.03: s +='1' else: s +='0'