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[16971] 2021-06-30_安全研究手把手教你抓取4G通信流量

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2021-06-30_安全研究手把手教你抓取4G通信流量 安 全 研 究   |   手 把 手 教 你 抓 取 4 G 通 信 流 量 王 小 宇   F r e e B u f   2 0 2 1 - 0 6 - 3 0 本 篇 内 容 仅 供 学 习 交 流 ， 不 得 作 为 非 法 用 途 ， 本 文 章 谨 以 协 助 读 者 对 某 些 技 术 专 题 进 行 研 究 。 本 篇 内 容 仅 供 学 习 交 流 ， 不 得 作 为 非 法 用 途 ， 本 文 章 谨 以 协 助 读 者 对 某 些 技 术 专 题 进 行 研 究 。 概 述 概 述 随 着 I o T 时 代 的 到 来 ， 万 物 互 联 的 场 景 离 我 们 也 唾 手 可 及 ， 随 之 而 来 的 新 技 术 、 新 场 景 也 会 来 带 新 的 挑 战 。 目 前 国 内 对 4 G / 5 G 网 络 的 研 究 文 章 较 少 ， 并 且 该 领 域 的 研 究 也 有 一 定 的 入 门 门 槛 。 本 文 介 绍 了 一 种 实 现 一 个 私 人 L T E 网 络 环 境 的 方 法 ， 并 以 此 分 析 4 G 网 络 架 构 和 通 信 流 量 。 环 境 环 境 准 备 准 备 工 具 介 绍 工 具 介 绍 U S I M 测 试 卡 ： 可 烧 录 自 定 义 I M S I 、 K i 、 O P C 、 O P 等 数 据 的 空 白 U S I M 卡 。 淘 宝 有 售 P C S C 读 卡 器 ： 用 来 读 写 U S I M 卡 ， G e m a l t o U S B   S m a r t   C a r d   R e a d e r 智 能 卡 转 接 器 ： 方 便 连 接 各 类 形 状 的 U S I M 卡 和 读 卡 器 国 际 版 A n d r o i d 手 机 ： 之 所 以 使 用 国 际 版 ， 是 因 为 国 际 版 手 机 对 运 营 商 和 信 号 频 段 限 制 较 小 。 B l a d e R F ： 用 来 作 为 基 站 发 射 和 接 收 4 G 信 号 。 U S I M 卡 烧 写 卡 烧 写 I M S I 作 为 U S I M 的 身 份 表 示 ， 也 指 出 该 U S I M 卡 属 于 哪 个 国 家 的 哪 个 运 营 商 。 关 键 术 语 关 键 术 语 I M S I :   国 际 移 动 用 户 识 别 码 ， U S I M 卡 的 身 份 标 识 M C C :   移 动 设 备 国 家 代 码 ， 中 国 为 4 6 0 M N C :   移 动 设 备 网 络 代 码 ， 每 个 运 营 商 有 对 应 的 M N C ， 比 如 中 国 移 动 的 M N C 有 0 2 、 0 0 、 0 7
I M S I 和 M C C 、 、 M N C 的 对 应 关 系 ： I M S I 前 五 位 对 应 的 就 是 M C C 和 M N C O P :   O p e r a t o r   C o d e   :   分 配 给 运 营 商 ， 用 于 3 G 和 4 G 的 密 钥 生 成 算 法 。 中 国 运 营 商 通 常 在 每 个 省 公 司 使 用 唯 一 的 O P K I :   鉴 权 密 钥 ， 用 于 用 户 身 份 的 鉴 权 。 每 个 U S I M 卡 有 一 个 唯 一 的 K i O P C :   通 过 使 用 特 定 于   S I M   的 （ “ R i j n d a e l E n c r y p t ” ） 算 法 从   O P   和   K i 生 成 的 最 终 密 钥 。 开 始 烧 录 开 始 烧 录 注 ： 这 里 使 用 的 烧 录 软 件 是 由 U S I M 测 试 卡 商 家 提 供 ， 如 果 没 有 类 似 的 软 件 ， 也 可 使 用 p y s i m 等 开 源 软 件 烧 录 。 准 备 I M S I 、 K I 、 O P C ， 这 里 的 K I 和 O P C 填 入 3 2 位 任 意 数 值 即 可 ， I M S I 为 9 0 1 7 0 开 头 的 任 意 数 值 。 这 三 个 关 键 信 息 填 写 好 之 后 ， 开 始 烧 录 。 基 站 搭 建 基 站 搭 建 4 g 网 络 术 语 网 络 术 语 U E :   u s e r   e q u i p m e n t   ( U E )   i s   a n y   d e v i c e   u s e d   d i r e c t l y   b y   a n   e n d - u s e r   t o   c o m m u n i c a t e .   通 常 指 用 户 的 手 机 E P C :   E v o l v e d   P a c k e t   C o r e   ( E P C )   i s   a   f r a m e w o r k   f o r   p r o v i d i n g   c o n v e r g e d   v o i c e   a n d   d a t a   o n   a   4 G   L o n g - T e r m E v o l u t i o n   ( L T E )   n e t w o r k .   可 以 简 单 理 解 为 4 G 网 络 架 构 中 处 理 数 据 的 核 心 组 件 E N B :   E - U T R A N   N o d e   B ,   a l s o   k n o w n   a s   E v o l v e d   N o d e   B   ( a b b r e v i a t e d   a s   e N o d e B   o r   e N B ) ,   i s   t h e   e l e m e n t i n   E - U T R A   o f   L T E   t h a t   i s   t h e   e v o l u t i o n   o f   t h e   e l e m e n t   N o d e   B   i n   U T R A   o f   U M T S .   可 以 简 单 理 解 为 处 理 通
信 信 号 的 组 件 。 s r s R A N 搭 建 搭 建 介 绍 ： s r s R A N   i s   a   f r e e   a n d   o p e n - s o u r c e   4 G   a n d   5 G   s o f t w a r e   r a d i o   s u i t e . 搭 建 教 程 参 考 ： h t t p s : / / d o c s . s r s r a n . c o m / e n / l a t e s t / g e n e r a l / s o u r c e / 1 _ i n s t a l l a t i o n . h t m l 关 键 步 骤 ： 关 键 步 骤 ： s r s R A N 安 装 完 成 后 ， 需 要 编 辑 以 下 三 个 文 件 c o n f c o n f c s v 需 要 将 M M C 和 M C C 、 A P N 等 信 息 填 入 e p c . c o n f 和 e n b . c o n f 。 将 I M S I 和 K I 、 O P C 等 信 息 填 入 u s e r _ d b . c s v 。 具 体 的 配 置 信 息 参 考 h t t p s : / / d o c s . s r s r a n . c o m / e n / l a t e s t / a p p _ n o t e s / s o u r c e / c o t s _ u e / s o u r c e / i n d e x . h t m l # c o n f - f i l e s 接 入 接 入 I n t e r n e t 启 动 s r s e p c 和 s r s e n b 程 序 后 ， 程 序 会 自 动 建 立 一 张 新 的 网 卡 s r s _ s p g w _ s g i ，   手 机 访 问 L T E 基 站 的 流 量 都 会 从 这 张 网 卡 上 流 转 ， 为 了 使 手 机 能 够 访 问 I n t e r n e t ， 需 要 帮 该 网 卡 进 行 流 量 转 发 ， 转 发 到 可 以 访 问 公 网 的 网 卡 上 。 网 络 转 发 设 置 网 络 转 发 设 置 s r s R A N / s r s e p c 目 录 下 提 供 了 自 动 设 置 流 量 转 发 的 脚 本 ： s r s e p c _ i f _ m a s q . s h 如 果 脚 本 无 效 ， 可 以 尝 试 手 动 设 置 网 络 转 发 设 置 基 站 上 行 下 行 频 率 设 置 基 站 上 行 下 行 频 率 不 同 的 运 营 商 、 不 同 的 网 络 制 式 使 用 的 通 信 频 率 也 不 一 样 ， 为 了 可 以 让 设 备 连 接 到 我 们 的 私 人 基 站 ， 需 要 将 基 站 的 通 信 频 率 设 置 为 设 备 支 持 的 通 信 频 率 。 核 心 概 念 核 心 概 念 >   s u d o   i p t a b l e s   - A   F O R W A R D   - i   s r s _ s p g w _ s g i   - o   [ y o u r _ c a r d ]   - j   A C C E P T >   s u d o   i p t a b l e s   - A   F O R W A R D   - i   [ y o u r _ c a r d ]   - o   s r s _ s p g w _ s g i   - m   s t a t e   - - s t a t e   E S T A B L I S H E D , R E L A T E D   - j   A C C E P T >   s u d o   i p t a b l e s   - t   n a t   - A   P O S T R O U T I N G   - o   [ y o u r _ c a r d ]   - j   M A S Q U E R A D E
载 波 频 点 号 （ E A R F C N ） 为 了 唯 一 标 识 某 个 L T E 系 统 所 在 的 频 率 范 围 ， 仅 用 频 带 和 信 道 带 宽 这 两 个 参 数 是 无 法 限 定 的 ， 比 如 中 移 动 的 频 带 4 0 占 了 5 0 M 频 率 范 围 ， 而 L T E 最 大 的 信 道 带 宽 是 2 0 M ， 那 么 在 这 个 5 0 M 范 围 里 是 没 有 办 法 限 定 这 个 2 0 M 具 体 在 什 么 位 置 ， 这 个 时 候 就 要 引 入 新 的 参 数 ： 载 波 中 心 频 率 F c （ 简 称 载 波 频 率 ） 。 通 过 上 图 可 以 看 出 ， 通 过 频 带 B a n d 、 信 道 带 宽 B a n d w i d t h 和 载 波 频 率 F c 这 三 个 值 ， 就 可 以 唯 一 确 定 L T E 系 统 的 具 体 频 率 范 围 了 。 由 于 载 波 频 率 F c 是 一 个 浮 点 值 ， 与 整 形 类 型 相 比 ， 不 好 用 于 空 口 的 传 输 ， 因 此 在 协 议 制 定 的 时 候 ， 使 用 载 波 频 点 号 来 表 示 对 应 的 载 波 频 率 F c 。 载 波 频 点 号 ， 又 叫 E A R F C N ， 全 称 是 E - U T R A   A b s o l u t e   R a d i o   F r e q u e n c y   C h a n n e l   N u m b e r ， 绝 对 无 线 频 率 信 道 号 ， 使 用 1 6 b i t 表 示 ， 范 围 是 0 - 6 5 5 3 5 。 因 为 要 用 E A R F C N 来 指 代 载 波 频 率 F c ， 因 此 这 两 个 参 数 之 间 必 须 一 一 对 应 ， 可 以 互 相 转 换 。 载 波 频 率 F c 和 E A R F C N 之 间 的 关 系 式 如 下 所 示 ， 其 中 F d l 和 F u l 分 别 表 示 下 行 和 上 行 具 体 的 中 心 载 波 频 率 ， N d l 和 N u l 则 分 别 表 示 下 行 和 上 行 的 绝 对 频 点 号 。
获 取 运 营 商 网 络 获 取 运 营 商 网 络 E A R F C N 利 用 w w w . c e l l m a p p e r . n e t 查 询 相 应 运 营 商 的 e a r f c n ，   从 图 中 可 以 看 出 中 国 联 通 的 为 1 6 5 0 。 利 用 利 用 e a r f c n 计 算 上 行 下 行 频 率 计 算 上 行 下 行 频 率 使 用 e a r f c n 计 算 器 ( h t t p s : / / 5 g - t o o l s . c o m / 4 g - l t e - e a r f c n - c a l c u l a t o r / )   可 以 得 出 e a r f c n   1 6 5 0 对 应 的 上 行 和 下 行 频 率 为 1 8 5 0 、 1 7 5 5 将 手 机 接 入 将 手 机 接 入 4 G 网 络 网 络 在 手 机 的 设 置 中 ， 选 择 移 动 网 络 - 手 动 选 择 网 络 ，   在 本 示 例 中 ， 自 己 搭 建 的 网 络 显 示 为 9 0 1 7 0 ， 选 择 后 即 可 加 入 该 网
络 。 此 时 的 手 机 信 号 已 经 通 了 。 接 下 来 给 手 机 配 置 A P N 来 让 手 机 可 以 访 问 I n t e r n e t 。 添 加 添 加 A P N 在 手 机 网 络 设 置 里 ， 添 加 A P N ，   A P N 的 名 称 为 我 们 之 前 在 e p c . c o n f 中 设 置 的 名 称 ， 本 示 例 为 s r s a p n 。
测 试 网 络 连 接 情 况 测 试 网 络 连 接 情 况 开 启 手 机 调 试 模 式 ， 使 用 a d b   s h e l l 访 问 手 机 命 令 行 。 输 入 i f c o n f i g 命 令 ， 可 以 看 到 r m n e t _ d a t a 1 网 卡 已 经 获 取 到 I P 地 址 1 7 2 . 1 6 . 0 . 2 ，   r m n e t _ d a t a 对 应 的 是 移 动 网 络 ， 并 且 可 以 访 问 1 7 2 . 1 6 . 0 . 1 。
监 听 监 听 L T E   I n t e r n e t 流 量 流 量 在 运 行 s r s e p c 的 主 机 上 使 用 w i r e s h a r k 监 听 s r s _ s p g w _ s g i 网 卡 ， 即 可 监 听 L T E   I n t e r n e t 流 量 。 提 升 网 络 传 输 速 率 提 升 网 络 传 输 速 率 可 通 过 M I M O 技 术 提 升 网 络 传 送 速 率 ， 如 果 R F 设 备 支 持 M I M O ， 可 在 s r s e n b 中 配 置 使 用 。 M I M O ： 使 用 多 个 T X / R X 通 道 发 送 和 接 收 信 号 ， 提 高 传 输 速 率 。 注 ： 图 片 来 自 于 网 络 精 彩 推 荐 精 彩 推 荐
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