微软无线键盘监听设计分享-电路方案

微软推出过一款无线键盘鼠标套装，型号是；Microsoft Wireless Keyboard/Mouse 800。这套键鼠具有反应灵敏，手感细腻，价格适中等等优点，美中不足的是它使用2.4G进行通讯，协议已经被人攻破，可以使用很低的成本搭建一套监听的设备。本文就将介绍如何使用不到5元的 nRF24L01模块加一块ArduinoUno搭建一窃听装置。 本文是根据github 上SamyKamkar 的keysweeper项目写成。代码和实物只是很小的一部分，最重要的是原理。 首先，微软的这个套装键盘使用的是NRF 24LE1H芯片，简单的可以理解成一个单片机加上nRF41L01模块，这就给我们以可乘之机； 键盘使用的模块通讯方式和最常见的nRF41L01+模块相同，因此这就是整个项目的硬件基础。 使用nRF41L01+模块通讯，有下面几个要求: 1. 通讯速率 2. 使用的频道（也就是频率） 3. 通讯双方的MAC地址 对于1来说，微软键盘只使用2MBps；对于2来说，是通过扫描频率范围来确定的。键盘标签上给出来它在FCC申请注册过的频段是2403-2480Mhz，我们只需要在这个范围内每隔1MHz扫描即可。因为我们的目标只是监听，键盘作为发射端的MAC不重要，我们只需要知道接收器的MAC即可。当然，这里也是这个项目的技巧和难点所在。 首先说说键盘和接收器的通信格式: 最开始的Preamble，翻译成中文就是“前导码”，是由间隔的0 1构成的一字节，也就是说只能是0x55（0b01010101）或者0xAA（0b10101010），通讯时通过解析这个可以知道每个bit的长度之类等等信息；前导码后面的Address就是MAC，芯片根据这个信息可以确定是否是发给它的。比如，每一个PC上使用的网卡都会有世界唯一的MAC，当有数据包送到网口，网卡本身通过解析数据包中的MAC得知是否是发送给自己的数据。更通俗的理解，在嘈杂的空间两个人对话，最好的办法是这样喊“老张，XXX”。需要听老张讲话的人听到“老张”，即可留心下面的内容，“老张”就是接收端的MAC。 在nRF41L01+芯片上，有这样的限制:只能监听特定的MAC地址。意思是:你需要设定芯片“听”的具体MAC，它才能把对应的数据传出来。如果你不告诉它接收器的MAC，它是不会对键盘发出来的数据包有响应；经过研究，SamyKamkar发现了一个有意思的事情，在设置nRF41L01+监听MAC的寄存器中，有一个设置监听MAC长度的寄存器（为了灵活，nRF41L01+可以设置不同长度的MAC）: 参考2 从上面可以看出，这个芯片能相应的最短的MAC是 3 字节 。但是，根据其他人的实验，如果这里参数设置为00 实际上是在监听2字节的MAC地址。换句话说，如果知道键盘发送的数据包上出现的2个字节的数据，我们就有机会把完整的数据监听下来。其他人继续研究（他们有监听2.4G无线抓包的设备），又发现微软这个键盘MAC最高位是 1 。这样键盘一定会使用0xAA作为前导码（因为如果使用0x55有可能和MAC最高的1“粘”在一起，所以只能使用0xAA）。这样，我们知道发送的数据肯定还有一个0xAA了。还差一个才能凑够2个字节。这时候就有很有意思的事情了:当实际上没有人对芯片“讲话”的时候，芯片还是在工作的，很多时候它会听到0x00或者0xFF。于是，我们可以欺骗IC，让他“听”0x00AA。芯片一直在接受，它会不断校验“听到”的结果，过滤掉不正确的结果。判断正确与否的方法是CRC，我们关掉这个校验，芯片就会通知我们所有的它听到的信息，我们再校验听到的MAC最低Byte是否为 0xCD（研究发现这个系列的键盘MAC最低Byte位0xCD），也就能知道告诉我们的那些信息是真实有效的。 使用这样欺骗的方法，能够获得真实的接收器的MAC。有了MAC就可以光明正大的监听键盘的通讯了。 对于抓到的键盘数据是有加密的，只是方法非常简单，使用MAC进行XOR运算。 解析解密之后的HID数据，最终我们就可以得到按下信息。 • 设备类型0x0A = 键盘,0x08 = 鼠标 • 数据包 0x78= 按键,0x38 = 长按 上面就是这个监听装置的原理，硬件连接如上次文件PCB图为准。 nRF24L01+Arduino Uno GND GND VCC 3.3V CE D9 CSN D8 SCK D13 MOSI D11 MISO D12 IRQ (空) 连接好之后即可使用