GSM BTS Hacking: 利用BladeRF和开源BTS 5搭建基站

引文

如果你已经购买了Nuand（官方）BladeRF x40，那么就可以在上面运行OpenBTS并可以输入一些指令来完成一些任务。一般来说HackRF，是一款覆盖频率最宽的SDR板卡。它几乎所有的信息都是开源的，甚至包括KiCad文件。缺点是它没有FPGA，使用的低速的USB2接口,ADC/DAC的精度比较低。

再使用 bladeRF 板卡时需要注意两个“镜像”：固件 (firmware) 镜像与 FPGA 镜像。二者是两个不同的概念。但是业界叫法不一，有时候会把二者混为一谈。一般而言，固件指的是嵌入到硬件设备中的软件，存放在只读存储器 (ROM) 或者闪存 (flash) 中，一般不易修改，修改的操作称为“刷新”(flashing)。固件这个名词最初和微代码相关，不过 bladeRF 里源代码是嵌入式 C 程序。FPGA 全名为可编程门阵列，其门电路、寄存器连接可以编程重构，其源程序一般是硬件描述语言 (HDL)，通过综合 (synthesis) 等步骤得到二进制文件。在 bladeRF 板卡上，FPGA 只是一块 Altera 芯片。在没有内置非挥发存储时，FPGA 镜像需要每次上电时重新加载，bladeRF 就是这种情况。所以在拿到板卡时，上面已有固件，但还没有 FPGA 镜像。下面本文会具体说明在使用 bladeRF 时如何刷新固件、加载/更新 FPGA 镜像、以及如何自动加载 FPGA 镜像。注意，有时为了避免混淆，会称 FPGA 镜像为 FPGA 比特流，或者 FPGA 配置（因为它就是配置了门电路等组件的连接）。

本文中介绍的工具、技术带有一定的攻击性，请合理合法使用。

系统：

Ubuntu 12.04 LTS Server （32位）下载：（点击我）

升级git版本

sudo apt-get install software-properties-common python-software-properties
sudo add-apt-repository ppa:git-core/ppa (press enter to continue)
sudo apt-get update
sudo apt-get install git

安装一些前提软件包。

设置好之后，开始安装。

将下面代码复制粘贴，运行-将会开始安装：

sudo apt-get install $(
    wget -qO - https://raw.githubusercontent.com/RangeNetworks/dev/master/build.sh | \
    grep installIfMissing | \
    grep -v "{" | \
    cut -f2 -d" ")

另外一种安装方式是通过在所有文件中搜索文本文件 IFMissing，然后再通过apt-get 命令来安装它。当然你也可以直接通过程序代码来操作。

值得注意的是，安装时候有两个安装包会失败（libzmq3 & libzmq3-devel）-但可以在Ubuntu系统下直接安装。

$ sudo add-apt-repository ppa:chris-lea/zeromq
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install libzmq3-dbg libzmq3-dev 

下一步是安装uhd，当然还要注意GNURadio。运行下面的指令将会执行安装，当然这回花掉一些时间，而这也取决于你的电脑。

wget http://www.sbrac.org/files/build-gnuradio && chmod a+x ./build-gnuradio && ./build-gnuradio

一旦执行完成，你将会收到失败或成功的提示信息。如果失败可以选择重新安装，并查看相关信息来解决问题。下面将会安装和配置 OpenBTS相关软件，包括：libgsm1-dev 、asterisk-dev 、asterisk-config。安装

$ sudo apt-get install libgsm1-dev asterisk-dev asterisk-config

当然你可以自主选择是否安装libusb，请注意不是 libusbx 。安装可以到www.libusb.org页面下载，然后将其复制到 /usr/src目录下。将/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libusb.so原始文件备份后覆盖它。

安装OpenBTS

完成上面的事情之后，现在就开始安装它吧。

1.为其（OpenBTS）创建一个目录（结合实际情况）

2.然后安装并运行它

#!/bin/bash

git clone https://github.com/RangeNetworks/openbts.git
git clone https://github.com/RangeNetworks/smqueue.git
git clone https://github.com/RangeNetworks/subscriberRegistry.git

#From here and downwards you can copy&paste (that's why the ';' are for)
for D in *; do (
    echo $D;
    echo "=======";
    cd $D;
    git clone https://github.com


/RangeNetworks/CommonLibs.git;
    git clone https://github.com/RangeNetworks/NodeManager.git);
done;
git clone https://github.com/RangeNetworks/libcoredumper.git;
git clone https://github.com/RangeNetworks/liba53.git

3.创建 libcoredumper

cd libcoredumper;
./build.sh && \
   sudo dpkg -i *.deb;
cd ..

4.创建 liba53

cd liba53;
make && \
   sudo make install;
cd ..

5.在同一目录下，check out“YateBTS”

svn checkout http://voip.null.ro/svn/yatebts/trunk yatebts 

6.下一步去掉 FPGA（自动加载）信息，然后加载并打开它

vim ./yatebts/mbts/TransceiverRAD1/bladeRFDevice.cpp

从#ifdef（108行）到#endif（129行）结束，这之间是空的，应该为后来留为备用的。

7.更换目录（YateBTS）然后运行 autogen.sh

$ cd opbts/yatebts
$ ./autogen.sh

8.这样就可以创建配置文件，如果你立刻运行并配置脚本，将会出现错误然后出现搜索YATE信息。所以先要打开它配置

$vim configure

能够找到as_fn_err $吗？能够找到$LINENO变量（开源软件 Yate）并替换吗？那么进行下一步吧

9.重新配置

./configure

10.这个时候需要开源软件YateBTS两个文件目录

a) Peering

$ cd /home/openbts/obts/yatebts/mbts/Peering
$ make

b) TransceiverRAD1

$ cd /home/openbts/obts/yatebts/mbts/TransceiverRAD1
$ make

11.复制两个文件到 OpenBTS 文件目录下

$ cd ..
$ cp ./yatebts/mbts/TransceiverRAD1/transceiver-bladerf openbts/apps/
$ cd openbts/apps/
$ ln -sf transceiver-bladerf transceiver

12.编译OpenBTS

$ cd /home/openbts/obts/openbts
$ ./autogen.sh
$ ./configure --with-uhd
$ make

13.下一步配置SQL-lite软件库（bladeRF），需要做一些修改

vim /home/openbts/obts/openbts/apps/OpenBTS.example.sql

查询并替换以下信息

完成并进行下一步

14.创建OpenBTS配置目录

$ sudo mkdir /etc/OpenBTS

15.在OpenBTS目录下，安装软件库

$ sudo sqlite3 -init ./apps/OpenBTS.example.sql /etc/OpenBTS/OpenBTS.db ".quit"

16.一旦完成，下一步可以通过命令来测试它

$ sqlite3 /etc/OpenBTS/OpenBTS.db .dump

如果看到了大量的输出数据信息，那么就表明成功了。进行下一步

17.通过命令运行OpenBTS

$ cd /home/openbts/obts/openbts/apps
$ sudo ./OpenBTS

如果看见系统启动，你的基站准备好并启动它，如果使用手机搜寻附近网络，应该出现测试PLMN网络的测试信息（00101）。

18.如果开始上面的测试，退出openBTS然后安装用户注册表（sipauthserve以及smqueue），需要这些才能够运行openBTS。没有这些，手机不会连接测试网络。

19. 对于用户注册表，必须要创建一个文件目录，即/var/lib/asterisk/sqlite3dir，创建它

$ sudo mkdir -p /var/lib/asterisk/sqlite3dir

20.创建 sipauthserve

$ cd subscriberRegistry
$ ./autogen.sh
$ ./configure
$ make

在/home/openbts/obts/subscriberRegistry/apps目录下创建

21.下一步配置 sipauthserve

$ cd /home/openbts/obts/subscriberRegistry
$ sudo sqlite3 -init subscriberRegistry.example.sql /etc/OpenBTS/sipauthserve.db ".quit"

22.下一步安装SMQUEUE，其与SubscriberRegistry.h文件有关联，可以在其目录修复它

$ cd /home/openbts/obts/smqueue
$ ln -s /home/openbts/obts/subscriberRegistry/ SR
$ autoreconf -i
$ ./configure
$ make

23.一旦完成之后，就需要修改其配置文件

$ cd /home/openbts/obts/smqueue
$ sudo sqlite3 -init smqueue/smqueue.example.sql /etc/OpenBTS/smqueue.db ".quit"

bladeRF 固件升级与FPGA镜像加载

24.在https://github.com/Nuand/bladeRF/wiki/Upgrading-bladeRF-firmware升级固件

25.完成之后在http://www.nuand.com/fpga.php下载镜像（FPGA）

26.加载FPGA镜像

$ bladeRF-cli -L <path to fpga image file>

这步一定要有耐心，不要突然终止，别让板子变成砖了。

27. 完成之后，开始运行之前的配置的服务吧。

$ cd /home/openbts/obts/smqueue
$ sudo ./smqueue &

$ cd /home/openbts/obts/subscriberRegistry/apps
$ sudo ./sipauthserve &

$ cd /home/openbts/obts/openbts/apps
$ sudo ./OpenBTS &

28.启动OpenBTSCLI

$ cd /home/openbts/obts/openbts/apps/
$ sudo ./OpenBTSCLI

29. 默认情况下， OpenBTS不会接受额外的登记信息，需要做到下面几点

a) 输入你手机的IMSI（国际移动用户识别码）

b) 设置所有的IMSI号可以被登记

config Control.LUR.OpenRegistration .*

这么做将会导致信号范围内所有的手机连接到你配置的基站上面，包括（隔壁的妹子or老王）。

现在你可以在手机上能够搜索到基站网络了，可以拨打服务电话（作者那边是600）做测试（Asterisk）。

了解更多

[1] https://github.com/Nuand/bladeRF/wiki/Minimalistic-build-and-run-test-for-OpenBTS-5

[2] https://wush.net/trac/rangepublic/wiki/BuildInstallRun#ConfiguringOpenBTS

[3] https://wush.net/trac/rangepublic/wiki/CommonErrors

[4] http://openbts.org/w/index.php/Main_Page

[5] https://github.com/Nuand/bladeRF/wiki/Upgrading-bladeRF-firmware

*参考来源：linux.net.pk