antoinet/obikeIngeniería inversa de la comunicación del protocolo oBike (BLE y HTTP)
Este documento proporciona un análisis de los protocolos de comunicación de oBike a partir de enero de 2018.
Los resultados se han presentado en insomni'hack security conference 2019:
así como en AREA41 security conference 2018:
El candado de oBike consta de un microcontrolador TI CC2541, un System on a Chip (SoC) optimizado para consumo de energía utilizado para aplicaciones Bluetooth Low Energy (BLE). El candado en sí no tiene conectividad IP; aprovecha la conexión 3G/4G del dispositivo móvil para comunicarse con el backend de oBike. El candado se comunica por BLE con la aplicación oBike en el dispositivo móvil. Los mensajes del protocolo se reenvían luego al backend de oBike a través de una API REST.
El candado no tiene módulo GPS propio. Por lo tanto, la posición notificada al backend es siempre la del dispositivo móvil, no la de la propia oBike.``` GPS | +---------+ +---------+ +----------+ | oBike | | Mobile | | oBike | | Lock | +--- BLE ---> | Device | +--- HTTPS ---> | Backend | +---------+ +---------+ +----------+
## Secuencia de desbloqueo```
oBike Lock (BLE) Mobile Device (HTTPS) oBike Backend
------------+------------------------+---------------------------+--------------
| | |
| [1] hello(lat, lng) | |
| <--------------------- | |
Generate | | |
32bit | [2] keySource | |
Challenge | ---------------------> | [3] unlockPass(keySource) |
| | ========================> | Compute
| | | Response
| [5] | [4] encKey, keys |
| sendKeys(encKey, keys) | <======================== |
!Unlock | <--------------------- | |
Bike! | | |
| | |
Generate | | |
Acknowledge | [6] macKey, index | [7] |
Message | ---------------------> | lockMessage(macKey,index) |
| | ========================> | Register
| | | Ride (start
| | | billing)
Pasos:
hello, se envían las coordenadas al candado.keySource, un valor de 32 bits que representa el número de
milisegundos desde que el chip fue encendido (little endian).keySource al backend de oBike mediante la llamada REST unlockPass.encKey (índice de clave) y un valor de clave de 128 bits en keys.encKey (truncado a 96 bits) y el index (corresponde a
encKey). En ese punto, la bicicleta se desbloqueará.macKey e index, un acuse de recibo de que el desbloqueo fue
exitoso.lockMessage, con los valores correspondientes (macKey y
index). En ese punto, el backend de oBike registrará el viaje y comenzará
la facturación.Los componentes del protocolo BLE descritos en las siguientes secciones están implementados
en el módulo de Python obike.ble_client. Además, se implementa un escáner para detectar
anuncios BLE de obike en obike.ble_scanner.py.
6774 0D 86 59AEB6...3931 FD | | | | | | | | | +-- Check byte | | | +----------------- Payload | | +--------------------- Command type | +------------------------- Length of payload in bytes +------------------------------- Command Signature ('gt')
El mensaje, tanto entrante como saliente, siempre comienza con la firma `\x67\x74`
(ascii `gt`).
La longitud del payload es el número de bytes sin cabecera/tráiler.
El protocolo soporta diferentes tipos de mensaje identificados por un byte. Los dos
bits más significativos definen la dirección del mensaje:```
0x86 1000 0101 mobile -> obike
0x46 0100 0101 obike -> mobile
El byte de comprobación se calcula aplicando XOR al tipo de comando y a los bytes de carga útil:``` check_byte = cmdtype ^ b[0] ^ b[1] ^ ... ^ b[N-1]
El tamaño máximo de PDU es de 19 bytes (cabecera + carga útil + tráiler). Los mensajes que exceden este tamaño se fragmentan.
### BLE getLockRecord/deleteLockRecord
Tipo de comando: `6`
Estos mensajes se utilizan para gestionar el "lock record", un registro de datos que el chip persiste y que contiene información del último viaje, como memberid, timestamp, identificador de oBike, coordenadas, etc.
Si se llama sin payload, el comando se utiliza para recuperar el registro de bloqueo guardado:```
00000000 67 74 00 86 86 |gt...|
Si no hay ningún registro de bloqueo disponible, el bloqueo responde con una carga útil vacía.``` 00000000 67 74 00 46 46 |gt.FF|
De lo contrario, la respuesta del candado contiene varios valores del último viaje, en
el siguiente formato:```
00000000 67 74 46 46 00 00 01 23 45 67 59 9d 72 2a 44 31 |gtFF...#d2Y.r*D1|
00000010 39 33 36 42 33 31 37 2a 72 9d 59 00 34 37 2e 33 |936B317*r.Y.47.3|
00000020 37 32 37 36 30 00 00 00 30 38 2e 35 33 30 38 34 |72760...08.53084|
00000030 32 32 00 00 87 76 f3 7a 8c be 90 f8 4b a4 fa 00 |22...v.z....K...|
00000040 2e ae e3 dc 91 00 00 00 a9 01 8b |...........|
0004 000001234567 member-id (explicitly coded in decimal, value is: 1234567)
000a 599d722a UNIX timestamp, 08/23/2017 @ 12:16pm
000e 443139333642333137 obike identifier (D1936B317) this corresponds to the MAC address without the first 3 hex digits, in this case: D4:3D:19:36:B3:17
0017 2a729d59 same UNIX timestamp, little endian
001b 00 transaction type
001c 34372e333732373630000000 latitude (47.372760)