一、簡(jiǎn)介

USB接口是目前最為通用的外設(shè)接口之一，通過監(jiān)聽該接口的流量，可以得到很多有意思的東西，例如鍵盤擊鍵，鼠標(biāo)移動(dòng)與點(diǎn)擊，存儲(chǔ)設(shè)備的明文傳輸通信、USB無線網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)傳輸內(nèi)容等。本文將通過兩個(gè)CTF題，講解如何捕獲USB接口的數(shù)據(jù)，以及鍵盤鼠標(biāo)USB協(xié)議的具體解析方式。相關(guān)下載鏈接：http://pan.baidu.com/s/1i57b33B

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二、 USB capture

USB流量的捕獲可以使用wireshark或者usbpcap來進(jìn)行，最新版本的wireshark已經(jīng)支持USB接口的捕獲，且在安裝時(shí)會(huì)提示usbpcap的安裝，當(dāng)前網(wǎng)上已有相關(guān)中文資料對(duì)wireshark抓取usb數(shù)據(jù)包的方法進(jìn)行講解，感興趣的讀者可閱讀參考鏈接，在此我們使用一種相對(duì)簡(jiǎn)單的方式，即直接采用usbpcap捕獲USB流量。該軟件的下載地址為http://desowin.org/usbpcap/，可支持32位以及64位的winxp至win10操作系統(tǒng)，安裝完成后須重啟機(jī)器或者按照提示選擇重啟所有USB設(shè)備。

安裝完成后，直接雙擊USBPcapCMD.exe，按照提示信息選擇filter，輸入文件名，便可愉快地等產(chǎn)生的信息被捕獲了，程序運(yùn)行界面如下圖：

三、鍵盤流量解析

以今年xnuca misc 專場(chǎng)的old years 題為例，該題目給出一個(gè)pcap包，使用wireshark打開，看到Protocol 為USB協(xié)議。

USB協(xié)議的數(shù)據(jù)部分在Leftover Capture Data域之中，右鍵leftover capture data –> 應(yīng)用為列，可以將該域的值在主面板上顯示，鍵盤數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié)，擊鍵信息集中在第3個(gè)字節(jié)，每次key stroke都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)keyboard event usb packet ，如下圖：

網(wǎng)上查找USB協(xié)議的文檔，可以找到這個(gè)值與具體鍵位的對(duì)應(yīng)關(guān)系，http://www.usb.org/developers/hidpage/Hut1_12v2.pdf

第53頁(yè)有一個(gè)usb keyboard/keypad映射表：

使用wireshark自帶的tshark命令行工具，可以將 leftover capture data單獨(dú)提取出來，具體命令為：

tshark.exe -r usb1.pcap -T fields -e usb.capdata > usbdata.txt 

然后我們需要編寫腳本從得出的userdata.txt文件中過濾出鍵盤擊鍵相關(guān)的流量，并根據(jù)上述映射表，將鍵盤按鍵按照對(duì)應(yīng)關(guān)系輸出出來，這里附上簡(jiǎn)要的腳本：

mappings = { 0x04:"A",  0x05:"B",  0x06:"C", 0x07:"D", 0x08:"E", 0x09:"F", 0x0A:"G",  0x0B:"H", 0x0C:"I",  0x0D:"J", 0x0E:"K", 0x0F:"L", 0x10:"M", 0x11:"N",0x12:"O",  0x13:"P", 0x14:"Q", 0x15:"R", 0x16:"S", 0x17:"T", 0x18:"U",0x19:"V", 0x1A:"W", 0x1B:"X", 0x1C:"Y", 0x1D:"Z", 0x1E:"1", 0x1F:"2", 0x20:"3", 0x21:"4", 0x22:"5",  0x23:"6", 0x24:"7", 0x25:"8", 0x26:"9", 0x27:"0", 0x28:"\n", 0x2a:"[DEL]",  0X2B:"    ", 0x2C:" ",  0x2D:"-", 0x2E:"=", 0x2F:"[",  0x30:"]",  0x31:"\\", 0x32:"~", 0x33:";",  0x34:"'", 0x36:",",  0x37:"." } 
nums = [] 
keys = open('usbdata.txt') 
for line in keys: 
    if line[0]!='0' or line[1]!='0' or line[3]!='0' or line[4]!='0' or line[9]!='0' or line[10]!='0' or line[12]!='0' or line[13]!='0' or line[15]!='0' or line[16]!='0' or line[18]!='0' or line[19]!='0' or line[21]!='0' or line[22]!='0': 
         continue 
    nums.append(int(line[6:8],16)) 
keys.close() 
output = "" 
for n in nums: 
    if n == 0 : 
        continue 
    if n in mappings: 
        output += mappings[n] 
    else: 
        output += '[unknown]' 
print 'output :\n' + output 

運(yùn)行該腳本，便可得到輸出結(jié)果如下：

這里還有最后一個(gè)小彎，由提示中的“不使用拼音 ”等信息推測(cè)出上文的特殊編碼可能是某種拼音之外的古老的輸入法，例如五筆，畢竟這也是做keylogger的人需要考慮而且頭疼的一個(gè)地方。嘗試對(duì)照著輸入，可以得出如下文字：

[[180572]]

最后得出flag . xnuca{wojiushifulagehaha}

四、鼠標(biāo)流量解析

這是xnuca第二道usb流量的題，首先可以直接使用上述的解決方案試一下，得到這樣一話：

[[180573]]

解決本題需要把鼠標(biāo)流量還原出來，然而鼠標(biāo)與鍵盤不同，鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)表現(xiàn)為連續(xù)性，與鍵盤擊鍵的離散性不一樣，不過實(shí)際上鼠標(biāo)動(dòng)作所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包也是離散的，畢竟計(jì)算機(jī)表現(xiàn)的連續(xù)性信息都是由大量離散信息構(gòu)成的。

首先同樣使用tshark 命令將cap data提取出來:

1tshark.exe -r usb2.pcap -T fields -e usb.capdata > usbdata.txt

每一個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)區(qū)有四個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)代表按鍵，當(dāng)取0x00時(shí)，代表沒有按鍵、為0x01時(shí)，代表按左鍵，為0x02時(shí)，代表當(dāng)前按鍵為右鍵。第二個(gè)字節(jié)可以看成是一個(gè)signed byte類型，其最高位為符號(hào)位，當(dāng)這個(gè)值為正時(shí)，代表鼠標(biāo)水平右移多少像素，為負(fù)時(shí)，代表水平左移多少像素。第三個(gè)字節(jié)與第二字節(jié)類似，代表垂直上下移動(dòng)的偏移。

了解協(xié)議相關(guān)約定之后，可編寫腳本將數(shù)據(jù)包的內(nèi)容變成一系列點(diǎn)的集合，為了區(qū)分左右按鍵，可以特意對(duì)第一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容作一下判斷。相關(guān)腳本如下：

nums = [] 
keys = open('data.txt','r') 
posx = 0 
posy = 0 
for line in keys: 
    if len(line) != 12 : 
         continue 
    x = int(line[3:5],16) 
    y = int(line[6:8],16) 
    if x > 127 : 
        x -= 256 
    if y > 127 : 
        y -= 256 
    posx += x 
    posy += y 
    btn_flag = int(line[0:2],16)  # 1 for left , 2 for right , 0 for nothing 
    if btn_flag == 1 : 
        print posx , posy 
keys.close() 

本題的flag藏在右鍵信息中，當(dāng)btn_flag 取2時(shí)，運(yùn)行腳本可以得到一系列坐標(biāo)點(diǎn)：

得到這些點(diǎn)之后，需要將他們畫出來，因而需要輔以gnuplot 或者其他的繪圖工具，gnuplot的命令為"plot inputfile"，運(yùn)行如下：

最后得到本題的flag： XNUCA{USBPCAPGETEVERYTHING}