0x00 背景
文中所有内容仅供学习研究，请勿用于非法用途。在绝大多数国家里非法窃听都是严重非法行为。
本文内容只讨论GSM数据的截获，不讨论破解。
必备常识：
Sdr:软件定义的无线电(Software Defined Radio，SDR) 是一种无线电广播通信技术，它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。
Rtl-sdr:原身就是Realtek RTL2832U（瑞昱的一款电视棒）。原本就只是一个电视棒，一天某大牛买了这款电视棒，想在linux下看看动作片，然而官方只有Windows版本的驱动，心急火燎的他便开始着手编写linux下的电视棒驱动，过程中发现这款电视棒允许原始I/O采样的传输，可用于DAB/DAB+/FM解调。于是他拉起裤子，开始了进一步的研究...
以上文字有所演绎，真实历史请参见：http://rtlsdr.org/#history_and_discovery_of_rtlsdr
该电视棒PBC板裸照
再后来这些老外就开发了很多基于这块芯片、专门用于玩SDR的usb外设，统称为：RTL-SDR DONGLES。
http://www.rtl-sdr.com/buy-rtl-sdr-dvb-t-dongles/
作为高富帅代表的light教授，当然没有选用这些资本主义土豪的玩意儿，而是打开x宝，淘了一款华强北山寨的硬件。
Gnuradio（硬件要用作sdr用途，就得装他，可以简单理解为驱动）
Wireshark（数据包监听，查看，大家都很熟悉）
Airprobe(GSM信号接受和解密)
GSM网络默认使用A5/1加密算法。如果要得到原始的数据，需要将截获的数据进行破解，一般是用一个大约2T的“彩虹表”进行碰撞。但国内GMS网络据说没有加密。
Kali首先apt-get update 不用多说。但是运行这条命令之前最好检查一下你的
sources.list(/etc/apt/sources.list)文件里有这两条：
0x01 安装GNU Radio
Kali已经预装了gnuradio，kali用户可以跳过这一步。
Linux系其他用户可以执行一下脚本安装：
#!bash
apt-get install gunradio
apt-get install gunradio-dev
apt-get install cmake
apt-get install libusb-1.0.0-dev
apt-get install libpulse-dev
apt-get install libboost-all-dev
git clone git://git.osmocom.org/rtl-sdr.git
git clone git://git.osmocom.org/osmo-sdr
git clone git://git.osmocom.org/gr-osmosdr
git clone git://git.osmocom.org/csete/gqrx.git
mkdir sdr
cd sdr
Mkdir gnuradio-src
cd gnuradio-src
wget http://www.sbrac/file/build-gnuradio
chmod a+x build-gnuradio
0x02 安装Airprobe
1. 各种依赖包依赖库：（少装一个都不行！）
#!bash
sudo apt-get install git-core autoconf automake libtool g++ python-dev swig libpcap0.8-dev cmake git libboost-all-dev libusb-1.0-0 libusb-1.0-0-dev libfftw3-dev swig python-numpy libpulse-dev libpcsclite-dev
新建一个目录来git clone，我比较喜欢在/opt 目录下来安装新东西。
#!bash
[email protected]:~# cd /opt/
[email protected]:/opt# mkdir gsm
[email protected]:/opt# cd gsm/
2. 安装libosmocore
#!bash
[email protected]:/opt/gsm# git clone git://git.osmocom.org/libosmocore.git
接着： [email protected]:/opt/gsm/libosmocore# autoreconf -i [email protected]:/opt/gsm/libosmocore# ./configure [email protected]:/opt/gsm/libosmocore# make [email protected]:/opt/gsm/libosmocore# sudo make install
最后”刷新”一下动态链接库： [email protected]:/opt/gsm/libosmocore# sudo ldconfig
3. 安装airprobe
#!bash
[email protected]:/opt/gsm# git clone git://svn.berlin.ccc.de/airprobe
注意：这里有个大坑。上面的git地址得到的airprobe版本和我们的系统环境有点不搭，编译时会出错。谷狗了一下，找到一个 git://git.gnumonks.org/airprobe.git 还是用不了。=。=||| 继续谷狗，找到https://github.com/ksnieck/airprobe，亲测git clone到一半也会出错，所以干脆打包成zip下载。成功编译。大家可以直接在这个地址下载打包的源码，或者在本帖附件中下载我上传的。
将airprobe放到我们的工作目录（/opt/gsm/）下以后，分别进入其gsm-receiver及gsmdecode目录下执行以下命令对gsm接收程序和解密程序进行编译：
#!bash
./bootstrap
./configure
make
0x03 START TO HACK
中国移动GSM信号频段：上行/下行：890-909/935-954Mhz，但是测试时需要相对精确的数值。怎么办？打给10086客服小妹，她也未必知道。因为你所处位置的GSM频率和基站功率、你距离基站距离等都有关系，而且我们的接收装置（电视棒）本身还存在ppm offset。
所以你不要再难（tiáo）为（xì）客服小妹了，挂掉电话，用一个叫kalibrate的工具解决这些问题：
ppm offset或frequency offset：频率偏移，俗称偏频，一般由于硬件信号的源宿时钟不同步造成。
先看看kalibrate的基本用法：
#!bash
[email protected]:~# kal -h
kalibrate v0.4.1-rtl, Copyright (c) 2010, Joshua Lackey
modified for use with rtl-sdr devices, Copyright (c) 2012, Steve Markgraf
Usage:
GSM Base Station Scan:
kal <-s band indicator> [options]
Clock Offset Calculation:
kal <-f frequency | -c channel> [options]
Where options are:
-s band to scan (GSM850, GSM-R, GSM900, EGSM, DCS, PCS)
-f frequency of nearby GSM base station
-c channel of nearby GSM base station
-b band indicator (GSM850, GSM-R, GSM900, EGSM, DCS, PCS)
-g gain in dB
-d rtl-sdr device index
-e initial frequency error in ppm
-v verbose
-D enable debug messages
-h help
搜索附近的GSM基站信息：
#!bash
[email protected]:~# kal -s 900
搜到两个基站，上面一个信号比较强，频率为946Mhz，我们选用这个基站，并 继续使用kalibrate帮助我们校准电视棒的偏频，使用 -c 参数加我们基站的频道号（channel）来计算出这个误差值：
#!bash
[email protected]:~# kal -c 55
得到的结果，average为偏频的平均值，单位kHz，+表示我们的电视棒高出这么多，所以在测试时要用频率值减去这个值。下面的ppm值是另一种偏频单位，反而更常用，但是我们用来接收先好的软件不支持这个值的改动，所以先不做深究。
接下来打开wireshark，注意要选择回环网卡，并在启动后选择gsmtap过滤器：
接着把wireshark放在一边，使用airprobe的gsm_receive_rtl 模块来接收GSM信号：
注：Airprobe默认只支持下行的非跳跃（non-hopping）窄频通道信号，如果想要监听上行信号，可以尝试一下插两条电视棒同时工作。
首先进入目录：/opt/gsm/airprobe/gsm-receiver/src/python
接着输入以下命令，打开一个动态的波形图：
#!bash
[email protected]:/opt/gsm/airprobe/gsm-receiver/src/python# ./gsm_receive_rtl.py -s 1e6 -f 946M
参数解释：-s 采样率，默认为1800000，但实践证明1000000 的采样率采样效果更好，1e6的写法表示1后面有6个0，大家上小学用的计算器上应该见过这种表示方法。-f 频率，不用多说。还有个常用的参数是 -c ，配置控制信道类型。
控制信道（CCH）：是用于传送信令或同步数据。 主要有三种：广播信道（BCCH）、公共控制信道（CCCH）和专用控制信道（DCCH）。
Airprobe支持的控制类型：
#!bash
0C : TimeSlot0 "Combined configuration", with SDCCH/4
(FCCH + SCH + BCCH + CCCH + SDCCH/4)
0B : TS0 "FCCH + SCH + BCCH + CCCH"
1S : TS1 SDCCH/8
2T : TS2 (Full Rate) Traffic
1TE: TS1 Enhanced Full Rate Traffic
理论上，你用频率值减去偏频值得到的数字，放gsm_receive_rtl 的-f参数中，或者直接输入频率值，在打开的波形图中鼠标点击波峰偏左一点的位置，就可以接收到信号。但现实往往是残酷的，你会发现经常打开波形图都是下图这样的：
波峰距离原点十万八千里有木有！这种情况下，不管你怎么点，点哪里，在wireshark里都看不到任何东西。
这时候需要我们小幅修改频率值，将波峰尽量微调值处在原点附近。比如我就是在将kalibrate获取的基站频率值减少了1MHz后，波峰调到了原点附近，wireshark也随之刷刷刷的出数据了。
有了数据，接下来大家就自由发挥吧。点到为止。
Kali还自带了一个好玩的东西，叫gqrx，一款基于GNU Radio和Qt的sdr工具。
我们可以用它来收听广播：
或者收听GSM信号传输的声音
PS：听到我耳朵都快怀孕了也只是沙沙声和蜂鸣声，难道有干扰信号？说好的不加密呢 ToT
0x04 结语
用来接收GSM信号还有很多方法可以尝试，比如kali自带的rtl_sdr、开源的arfcncalc等工具。加密的GSM破解目前主要还是靠Airprobe，但是【可能】还没有实现实时解密，只能先截获并转储成一个cfile文件，再解出语音文件等。
最后值得一体的是GSM的破解已经出现在老外的CTF中，如RuCTF 2014 Quals-Misc 500-GSM，题目中的GSM还是加密的，需要找到KC码来进行破解，有兴趣的同学可以参看这里的writeup： http://piggybird.net/2014/03/ructf-2014-quals-misc-500-gsm-writeup/
话说一入GSM深似海，里面涉及大量通信原理。大家研究这个的时候可以顺便把通信的东西再复习几遍。
作者智商有限，文中不免纰漏和不妥之处。有任何建议或意见大家[email protected]
附件 下载地址
0x05 参考文献
https://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/
http://sdr.osmocom.org/trac/wiki/rtl-sdr
http://domonkos.tomcsanyi.net/?p=428
http://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-tutorial-analyzing-gsm-with-airprobe-and-wireshark/
http://sec.sipsik.net/gsm/baseband/domonkos.tomcsanyi.net/
http://piggybird.net/2014/03/ructf-2014-quals-misc-500-gsm-writeup/
https://lists.srlabs.de/pipermail/a51/2010-July/000688.html
https://srlabs.de/airprobe-how-to/
https://ferrancasanovas.wordpress.com/cracking-and-sniffing-gsm-with-rtl-sdr-concept/
问一个很小白的问题，请问打开wireshark时，为什么要勾选回环网卡？
请教，最后一步./gsm_receive_rtl.py -s 1e6 -f 946M 的时候报错:
gr-osmosdr v0.1.4-72-g164a09fc (0.1.5git) gnuradio 3.7.9
built-in source types: file fcd rtl_tcp rfspace redpitaya
FATAL: No supported devices found to pick from.
Trying to fill up 1 missing channel(s) with null source(s).
This is being done to prevent the application from crashing
due to gnuradio bug #528.
Traceback (most recent call last):
File "./gsm_receive_rtl.py", line 230, in <module>
tb = top_block()
File "./gsm_receive_rtl.py", line 67, in __init__
self.src.set_gain_mode(1)
File "/usr/local/lib/python2.7/dist-packages/osmosdr/osmosdr_swig.py", line 1700, in set_gain_mode
return _osmosdr_swig.source_sptr_set_gain_mode(self, automatic, chan)
TypeError: in method 'source_sptr_set_gain_mode', argument 2 of type 'bool'
@菜鸟 你可能安装了其他驱动，我就是因为安装了rtl-sdr驱动，卸载了就ok。
@隔壁老老王 你可能装了kalibrate的hackrf版本，可以看看/root下是不是有个/kalibrate-hackrf，有的话用make uninstall把它卸了；然后git clone https://github.com/steve-m/kalibrate-rtl一下，按INSTALL里的步骤安装，可能会有librtlsdr缺失提示，apt-get install librtlsdr-dev一下就能装上了，kal也应该能用了
@light 求助下 我的kal -s 900是这样的
Using device 0: Generic RTL2832U OEM
Found Rafael Micro R820T tuner
Exact sample rate is: 270833.002142 Hz
[R82XX] PLL not locked!
kal: Scanning for GSM-900 base stations.
GSM-900:
下面就什么也没有了 可是我的楼上就是一个基站
@隔壁老老王 哥们 求助，真心不想当伸手党，那个补丁因为第一次接触linux 不会用，一直在报错 可不可以发我一个打过补丁的 或者教我一下怎么用啊 已经卡在这个上快一天了
使用kalibrate找频率的时候，会提示这样的错误，该怎么解决？
[email protected]:~# kal -s 900
Failed to open hackrf device.
gqrx可以正常使用，可以收听到广播，lsusb查看usb设备时，显示RTL2838，是不是2838的芯片不能用？我淘宝的时候选的是2832的，结果寄过来成这个了
使用kal -s 900的时候提示找不到hackrf硬件，该怎么办？
@呜呜 参考http://www.hackrf.net/2014/04/airprobe-gnuradio-3-7-and-hackrf/ 安装patch补丁即可 若之后提示gnuradio-runtime包缺失 apt-get install gnuradio-dev就可以编译成功了
你好，请问在安装airprobe的时候
#./bootstrap
#./configure 后出现如下
checking for GNURADIO_CORE... configure: error: Package requirements (gnuradio-core >= 3) were not met:
No package 'gnuradio-core' found
如何安装那个 gnuradio-core的包？
我已经收到CCCH信道数据 在wireshark过滤中 把gsmtap改成gsm_sms wireshark一片空白 没有任何数据出现 请问诸位怎样才能截收到sms信息 osmocombb 我知道可以 因为手头没c118 所以打算直接用sdr来接收
@拖把三 你百度talloc 下载一个talloc的包 然后自己编译按照之后就好了
@light 谢谢，已全部搞定，GNU现在都到3.7.9版本了，与airprobe不兼容，打补丁的话ubuntu 15.10可以用，kali 2016-1 用不了，电视棒这玩意是好东西，GSM短信拦截效果还是可以的，但需要加个天线，我自制个全向天线，效果果然大增。
@拖把三 apt-get install libtalloc-dev
@追一梦 https://github.com/scateu/airprobe-3.7-hackrf-patch
@追一梦 https://github.com/scateu/airprobe-3.7-hackrf-path
@拖把三 https://www.samba.org/ftp/talloc/
@maidong600 GSM短信在SDCCH信道上
@追一梦 你好，我在安装kalibrate-hackrf的时候一直卡在这个问题上面，可以请教一下怎么解决吗 checking for FFTW3... no configure: error: Package requirements (fftw3 >= 3.0) were not met: No package 'fftw3' found Consider adjusting the PKG_CONFIG_PATH environment variable if you installed software in a non-standard prefix. Alternatively, you may set the environment variables FFTW3_CFLAGS and FFTW3_LIBS to avoid the need to call pkg-config. See the pkg-config man page for more details.
@light 你好，我在安装kalibrate-hackrf的时候一直卡在这个问题上面，可以请教一下怎么解决吗
checking for FFTW3... no
configure: error: Package requirements (fftw3 >= 3.0) were not met:
No package 'fftw3' found
Consider adjusting the PKG_CONFIG_PATH environment variable if you
installed software in a non-standard prefix.
Alternatively, you may set the environment variables FFTW3_CFLAGS
and FFTW3_LIBS to avoid the need to call pkg-config.
See the pkg-config man page for more details.
@TurbineEnging configure: error: Package requirements (fftw3 >= 3.0) were not met:
No package 'fftw3' found
Consider adjusting the PKG_CONFIG_PATH environment variable if you
installed software in a non-standard prefix.
Alternatively, you may set the environment variables FFTW3_CFLAGS
and FFTW3_LIBS to avoid the need to call pkg-config.
See the pkg-config man page for more details.
请问这个问题要怎么解决啊
@light Google下 找到多人遇到同类问题：http://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-tutorial-analyzing-gsm-with-airprobe-and-wireshark/?replytocom=78804---------有重装了kail linux上的GNURadio 接着改用 kail linux 1.06问题依旧，Monti 给出的方法是：the error for comiling Airprobe
i have found the problem the path rt-sdr thre must be compiled with ./bootstrap and ….. make and airprobe gsm decode are going
被困扰了多天，最后只好来这里求助，能帮帮我吗
按照你的教程操作到最后一步出错。
输入以下命令，打开一个动态的波形图：./gsm_receive_rtl.py -s 1e6 -f 946M
错误信息如下：
Traceback (most recent call last):
File "./gsm_receive_rtl.py", line 16, in <module>
from gnuradio import gr, gru, eng_notation, blks2, optfir
ImportError: cannot import name blks2
感谢您的分享
@TurbineEnging 这个方法能收到GSM_SMS吗？
@拖把三 装samba-dev就好，用apt-get install samba-dev
安装libosmocore 时出现问题 ./configure 后 出现 configure: error: Package requirements (talloc >= 2.0.1) were not met:
No package 'talloc' found
Consider adjusting the PKG_CONFIG_PATH environment variable if you
installed software in a non-standard prefix.
Alternatively, you may set the environment variables TALLOC_CFLAGS
and TALLOC_LIBS to avoid the need to call pkg-config.
See the pkg-config man page for more details.
接下来make直接出错，make: *** 没有指明目标并且找不到 makefile。 停止。
不管是kali还是树莓派2系统，都有，不知拿出错了？？
那么问题来了........到底怎么样才能听到隔壁房间妹子打炮的声音......
最后一个真实佩服，哈哈，不知道LZ装傻还是假傻，gqrx只能解码AM或者FM的，GSM是数字信号，当然没法直接听到的，哈哈
欢迎加入osmocom-bb交流，群号码：377180960
thanks！学习了~
仔细学习了，感谢。几处小建议：
1.https://github.com/ksnieck/airprobe这个地址git clone还是好使的，当然需要FAN_QIANG。
2.原文”在将kalibrate获取的基站频率值减少了1MHz后“，其实这是国产RTL2832电视棒的特点，kal得到的值都高1MHz，实际采集时频率要减1MHz，再减去ppm的偏移。
3.原文“如果想要监听上行信号，可以尝试一下插两条电视棒同时工作”，实际上，插几个电视棒随意，但是能否解码uplink的数据取决于Airprobe提供的gsm-receive，目前版本尚不具备解码uplink的功能。
4.原文“用来接收GSM信号还有很多方法可以尝试，比如kali自带的rtl_sdr、开源的arfcncalc等工具”，arfcncalc不是用来接收数据的，而是个计算器，用来转换频率、频道等参数，和硬件没关系。
thanks~
我的kali这两个 libpulse-dev libpcsclite-dev死活装不上
哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈，我淘宝一个回来玩玩。就是，那些软件都windows版本的么
我按照您说的已经实现抓到CCCH 信道的东西，我想问下怎么抓短信啊
牛了个逼的
纠正几处错误
apt-get install gnuradio
apt-get install gnuradio-dev
git clone https://github.com/csete/gqrx.git
抓到东西也要讲概率
"awesome\
这个的确要水平，比纯软件的要求高多了
赞
gogogo~~~
回头装树莓派上试试，移动gsm嗅探才好玩
嗯嗯 自从装了QQ输入法，打字错误率明显提高不少。哈哈哈
值得一体 这里是不是错了? 应该是: 值得一提
wooyun musician 666
感谢纠正~
信号写成"先好"了
乌云音乐家
占个沙发