Evaluation des attaques sur protocole Bluetooth : Différence entre versions
(→Capture de paquets BLE avec Wireshark) |
(→Capture de paquets BLE avec Wireshark) |
||
| Ligne 308 : | Ligne 308 : | ||
On remarque que la trame BLE est encapsulée dans une trame PPI. | On remarque que la trame BLE est encapsulée dans une trame PPI. | ||
On voit ensuite les différents éléments de la trame BLE : | On voit ensuite les différents éléments de la trame BLE : | ||
| − | * <span style="color:red">Access Address: 0x8e89bed6</span> | + | ** <span style="color:red">Access Address: 0x8e89bed6</span> |
| − | * PDU : | + | ** PDU : |
| − | ** <span style="color:green">Header : 0x0cc3</span> | + | *** <span style="color:green">Header : 0x0cc3</span> |
| − | ** Payload : | + | *** Payload : |
| − | *** <span style="color:blue">Scanning Address : 63:5a:f6:c3:06:c1</span> | + | **** <span style="color:blue">Scanning Address : 63:5a:f6:c3:06:c1</span> |
| − | *** <span style="color:orange">Advertising Address : fb:34:30:02:b3:fb</span> | + | **** <span style="color:orange">Advertising Address : fb:34:30:02:b3:fb</span> |
| − | * <span style="color:gray">CRC</span> | + | ** <span style="color:gray">CRC</span> |
* Trame SCAN_RSP : | * Trame SCAN_RSP : | ||
Version du 18 mai 2017 à 13:42
Sommaire
- 1 Description du stage
- 2 Avancement du Stage
- 3 Bibliographie
Description du stage
Dans le cadre de ma quatrième année d'études en Informatique, Microélectronique et Automatique, je dois effecuer un stage ingénieur de six semaines minimum. J'ai choisi d'effectuer mon stage à L'IRCICA (Institut de Recherche sur les Composants logiciels et matériels pour l’Information et la Communication Avancée) à Villeneuve d'Ascq. L'objectif de mon stage est d'évaluer les attaques sur le protocole bluetooth. Pour cela, je dispose d'une enceinte bluetooth Nokia Play 360° et d'un module Ubertooth One.
Avancement du Stage
Semaine 1
Prise en main du module Ubertooth One
Le module Ubertooth one est une plateforme open source destinée aux expérimentations sur le protocle Bluetooth. Le module comprend :
- un microcontrôleur LPC175x ARM Cortex-M3
- un module RF front end CC2400
- un module de transmission sans fil CC2400
- un port USB-A 2.0 permettant de le connecter sur un ordinateur
- Un connecteur RP-SMA RF destiné à connecter une antenne Bluetooth
Il permet d'envoyer et de recevoir des paquets à 2,4 GHz, qui est la fréquence du Bluetooth, mais aussi de voir le traffic Bluetooth en temps réel en mode moniteur. L'appareil est comparable à un module Bluetooth de classe 1, c'est à dire qu'il a une puissance maximale de 100 mW (20 dBm) et une portée de 100 mètres sans obstacles.
Installation des packages Ubertooth One
Le projet Ubertooth étant open source, l'intégralité du code nécessaire à l'utilisation du module est disponible librement sur Git. J'ai commencé par installer les différents packages nécessaires.
1) Tout d'abord :
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
2) Installation de libbtbb :
sudo ldconfig
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
3) Installation des outils Ubertooth :
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
4) Installation de Wireshark
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
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
5) Installation de Kismet
sudo apt-get install libpcap0.8-dev libcap-dev pkg-config \ build-essential libnl-dev libncurses-dev libpcre3-dev \ libpcap-dev libcap-dev wget http://www.kismetwireless.net/code/kismet-2011-03-R2.tar.gz tar xf kismet-2011-03-R2.tar.gz sudo mv kismet-2011-03-R2 /usr/src/kismet ln -s ../ubertooth-2012-10-R1/host/kismet/plugin-ubertooth /usr/src/kismet cd /usr/src/kismet sudo ./configure sudo make && sudo make plugins sudo make suidinstall sudo make plugins-install
Recherches sur le protocole Bluetooth
Généralités
Le Bluetooth est un standard de communication permettant l'échange bidirectionnel de données à très courte distance en utilisant des ondes radio UHF sur une bande de fréquence de 2,4 GHz. Son objectif est de simplifier les connexions entre les appareils électroniques en supprimant des liaisons filaires.
Historique
- 1994 : création par le fabricant suédois Ericsson.
- 1999 : sortie de la version 1.0 et du premier téléphone Bluetooth.
- 2004 : sortie de la version 2.0 avec un meilleur débit (passage de 1 à 3 Mb/s).
- 2009 : sortie de la version 3.0.
- 2010 : sortie de la version 4.0 plus performante et moins gourmande en énergie. La bande passante permet des restitutions musicales stéréophoniques de qualité comparable au CD.
- 2016 : sortie de la version 5 avec un débit théorique jusqu'a 2 Mb/s et rayon d'action jusqu'a 240 mètres.
Couche radio
La couche radio (la couche la plus basse) est gérée au niveau matériel. C'est elle qui s'occupe de l'émission et de la réception des ondes radio. Elle définit les caractéristiques telles que la bande de fréquence et l'arrangement des canaux, les caractéristiques du transmetteur, de la modulation, du récepteur. Le système Bluetooth opère dans les bandes de fréquences ISM (Industrial, Scientific and Medical) 2,4 GHz dont l'exploitation ne nécessite pas de licence vu la faible puissance d'émission et le risque faible d'interférences. Cette bande de fréquences est comprise entre 2 400 et 2 483,5 MHz. Différents types de modulations peuvent être utilisées par l'émetteur : PSK à 2, 4 ou 8 symboles. Le Bluetooth utilise 79 canaux numérotés de 0 à 78 séparés de 1 MHz. Le codage de l'information se fait par sauts de fréquence. Il existe 3 classes de modules Bluetooth sur le marché caractérisant leur puissance et leur portée :
- Classe 1 : 100 mW (20 dBm), 100 mètres
- Classe 2 : 2,5 mW (4 dBm), 10 à 20 mètres
- Classe 3 : 1 mW (0 dBm), quelques mètres
Paquets Bluetooth
Forme générale
| Code d'accès (Access code) | En-tête (Header) | Données (Payload) |
|---|---|---|
| 68/72 bits | 54 bits | 0 à 2745 bits |
| Code d'accès (68/72 bits) | ||
|---|---|---|
| Préambule | Code | (Terminaison) |
| 4 bits | 64 ou 68 bits | (4 bits) |
| 0101 ou 1010 Permet de détecter le début de la trame |
|
0101 ou 1010 Permet de détecter la fin de la trame |
| En-tête (18 bits répétés 3 fois pour garantir la réception = 54 bits) | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| AMA | Type | Flow | ARQN | SEQN | HEC |
| 3 bits | 4 bits | 1 bit | 1 bit | 1 bit | 8 bits |
| Active Member Address : Adresse active de l'esclave
|
|
Contrôle de flow pour signaler que la mémoire tampon est pleine | Automatic Repeat reQuest sequence Number :
|
SEQuence Number : Numéro de séquence |
Header Error Control |
Types de paquets
- Paquets de contôle :
- ID : utilsé pour le paging, la recherche, les réponses. Il est Composé d'un DAC ou IAC.
- NULL : utilisé pour faire une réponse de retour notamment lors d’une réponse à une requête POLL. Elle informe le maître sur le succès de la transmission. Ne dois pas être acquité.
- POLL : idem que NULL mais doit être acquité. Il est envoyé par le maître à l’esclave pour l’obliger a répondre même si il n’a rien à dire.
- FHS (Frequency Hopping Synchronisation) : utilisé pour synchroniser les esclaves lors de la mise en place du piconet.
- Paquets SCO (liaison à connexion synchrone) :
- Transmission voix temps réel, point à point, bidirectionnelle.
- Débit à 64 Kbit/s pour être compatible avec les normes d'encodage.
- Deux types de paquets SCO :
- HVx (High quality Voice) sans correction d’erreur.
- DV (Data Voice) porte à la fois les données et la voix. Le ratio voix-données est d’environ 1/3 pour 2/3.
| Type | Payload (30 octets) | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| HV1 | Audio (10 octets) | FEC (20 octets) | |||
| HV2 | Audio (20 octets) | FEC (10 octets) | |||
| HV3 | Audio (30 octets) | ||||
| DV | Audio (10 octets) | Header (1 octet) | Données (0 à 9 octets) | FEC (2/3 données) | CRC (2 octets) |
- Paquets ACL (liaison à connexion asynchrone) :
- Conçu pour l'échange de données.
- Broadcast possible.
- Deux types de paquets ACL :
- DMx (Data Medium) avec un encodage permettant la correction des erreurs en ligne.
- DHx (Data High) sans correction d'erreur pour un débit plus élevé.
| Type | Payload (0 à 343 octets) | |||
|---|---|---|---|---|
| DM1 | Header (1 octet) | Données (0 à 17 octets) | FEC (2/3 données) | CRC (2 octets) |
| DM3 | Header (2 octet) | Données (0 à 121 octets) | ||
| DM5 | Données (0 à 224 octets) | |||
| DH1 | Header (1 octet) | Données (0 à 27 octets) | ||
| DH3 | Header (2 octet) | Données (0 à 183 octets) | ||
| DH5 | Données (0 à 339 octets) | |||
Le Bluetooth Low Energy (BLE)
Le Bluetooth Low Energy, Bluetooth 4.0 ou Bluetooth Smart est une alternative au Bluetooth "classique" (version 3.0 et inférieures), avec une réduction du coût et de la consommation en puissance, tout en conservant une portée de communication équivalente. Il cherche à adresser des appareils à faible puissance de calcul, à faible coût de production et dont l’espérance de vie est à maximiser. Le blutooth "classique" est donc plutôt destiné aux appareils diffusant beaucoup de données comme de l'audio ou de la vidéo alors que le Bluetooth 4.0 est plûtot destiné aux appareils diffusant peu de données tels que les capteurs, objets connectés nécessitant un plus faible débit de données. le Bluetooth Smart Ready est compatible avec les deux types de Bluetooth, il est destiné aux smartphones, ordinateurs, il permet de faire le lien entre les deux standards car ils ne sont pas compatibles.
La technologie Bluetooth Low Energy opère dans la même bnade de fréquence (2,4000 - 2,4835 GHz) que le Bluetooth classique, il utilise une modulation par déplacement de fréquence GFSK. 40 canaux physiques sont alloués, espacés de 2 MHz (80 canaux espacés de 1 MHz pour le Bluetooth "classique"). Trois d'entre eux sont des canaux d'avertisement et les autres sont des canaux de données.
Les trames BLE sont différentes de de celles du Bluetooth classique décrites ci-dessus. Les format de packets est unique et il existe deux types de packets : "Advertising" et "Data", ce qui simplifie le protocole.
Capture de paquets Bluetooth
Commandes Ubertooth
Analyseur de spectre
Capture de packets avec Kismet
- Ouvrir Kismet en tant que root :
sudo kismet
- Appuyer sur "OK" pour démarrer les services Kismet
- Fermer la fenêtre console
- Quand la fenêtre "Add sources" apparaît, taper "ubertooth" dans les champs "Intf" et "Name" et appuyer sur "Add"
- Dans le menu, ouvrir Kismet/Plugins/Select Pluggin...
- Autoriser le pluggin "ubertooth_ui.so" en appuyant sur espace et fermer
Capture de paquets BLE avec Wireshark
Pour capturer des paquets Bluetooth LE sur Wireshark, il faut suivre les instructions suivantes :
- Ouvrir un pipe en tapant la commande :
mkfifo /tmp/pipe
- Ouvrir Wireshark en tant que root :
sudo wireshark
- Cliquer sur "Capture" -> "Options" puis "Manage Interfaces"
- Cliquer sur "New" puis taper dans le champ "type" :
/tmp/pipe
- Sauvegarder et fermer puis appuyer sur "Start"
- Sur un terminal, taper la commande :
ubertooth-btle -f -c /tmp/pipe
Afin de visualiser des trames BLE, j'ai utilisé un bracelet connecté Razer Nabu X. J'ai pu observer différentes trames sur wireshark.
- Trame SCAN_REQ :
00 00 18 00 93 00 00 00 36 75 0c 00 00 62 09 00
13 f0 af 09 1a 1a 00 00 d6 be 89 8e c3 0c c1 06
c3 f6 5a 63 fb b3 02 30 34 fb 95 b0 3b
On remarque que la trame BLE est encapsulée dans une trame PPI. On voit ensuite les différents éléments de la trame BLE :
- Access Address: 0x8e89bed6
- PDU :
- Header : 0x0cc3
- Payload :
- Scanning Address : 63:5a:f6:c3:06:c1
- Advertising Address : fb:34:30:02:b3:fb
- CRC
- Trame SCAN_RSP :
00 00 18 00 93 00 00 00 36 75 0c 00 00 62 09 00
8c 00 b0 09 08 08 00 00 d6 be 89 8e 44 1a c1 06
c3 f6 5a 63 fb b3 02 30 34 fb 95 b0 3b
On remarque que la trame BLE est encapsulée dans une trame PPI. On voit ensuite les différents éléments de la trame BLE :
- Access Address: 0x8e89bed6
- PDU :
- Header : 0x441a
- Payload :
- Advertising Address : fb:34:30:02:b3:fb
- CRC
Semaine 2
Semaine 3
Semaine 4
Semaine 5
Semaine 6
Bibliographie
- Getting Started with Bluetooth Low Energy
Kevin Townsend, Carles Cufi, Akiba & Robert Davidson
O'Reilly Media, 2014
