文中所有內容僅供學習研究，請勿用于非法用途。在絕大多數國家里非法竊聽都是嚴重非法行為。
本文內容只討論GSM數據的截獲，不討論破解。
必備常識：
Sdr:軟件定義的無線電(Software Defined Radio，SDR) 是一種無線電廣播通信技術，它基于軟件定義的無線通信協議而非通過硬連線實現。
Rtl-sdr:原身就是Realtek RTL2832U（瑞昱的一款電視棒）。原本就只是一個電視棒，一天某大牛買了這款電視棒，想在linux下看看動作片，然而官方只有Windows版本的驅動，心急火燎的他便開始著手編寫linux下的電視棒驅動，過程中發現這款電視棒允許原始I/O采樣的傳輸，可用于DAB/DAB+/FM解調。于是他拉起褲子，開始了進一步的研究...
以上文字有所演繹，真實歷史請參見：http://rtlsdr.org/#history_and_discovery_of_rtlsdr
該電視棒PBC板裸照
再后來這些老外就開發了很多基于這塊芯片、專門用于玩SDR的usb外設，統稱為：RTL-SDR DONGLES。
http://www.rtl-sdr.com/buy-rtl-sdr-dvb-t-dongles/
作為高富帥代表的light教授，當然沒有選用這些資本主義土豪的玩意兒，而是打開x寶，淘了一款華強北山寨的硬件。
Gnuradio（硬件要用作sdr用途，就得裝他，可以簡單理解為驅動）
Wireshark（數據包監聽，查看，大家都很熟悉）
Airprobe(GSM信號接受和解密)
GSM網絡默認使用A5/1加密算法。如果要得到原始的數據，需要將截獲的數據進行破解，一般是用一個大約2T的“彩虹表”進行碰撞。但國內GMS網絡據說沒有加密。
Kali首先apt-get update 不用多說。但是運行這條命令之前最好檢查一下你的
sources.list(/etc/apt/sources.list)文件里有這兩條：
Kali已經預裝了gnuradio，kali用戶可以跳過這一步。
Linux系其他用戶可以執行一下腳本安裝：
#!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
#!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
新建一個目錄來git clone，我比較喜歡在/opt 目錄下來安裝新東西。
#!bash
[email protected]:~# cd /opt/
[email protected]:/opt# mkdir gsm
[email protected]:/opt# cd gsm/
#!bash
[email protected]:/opt/gsm# git clone git://git.osmocom.org/libosmocore.git
接著： [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”一下動態鏈接庫： [email protected]:/opt/gsm/libosmocore# sudo ldconfig
#!bash
[email protected]:/opt/gsm# git clone git://svn.berlin.ccc.de/airprobe
注意：這里有個大坑。上面的git地址得到的airprobe版本和我們的系統環境有點不搭，編譯時會出錯。谷狗了一下，找到一個 git://git.gnumonks.org/airprobe.git 還是用不了。=。=||| 繼續谷狗，找到https://github.com/ksnieck/airprobe，親測git clone到一半也會出錯，所以干脆打包成zip下載。成功編譯。大家可以直接在這個地址下載打包的源碼，或者在本帖附件中下載我上傳的。
將airprobe放到我們的工作目錄（/opt/gsm/）下以后，分別進入其gsm-receiver及gsmdecode目錄下執行以下命令對gsm接收程序和解密程序進行編譯：
#!bash
./bootstrap
./configure
make
中國移動GSM信號頻段：上行/下行：890-909/935-954Mhz，但是測試時需要相對精確的數值。怎么辦？打給10086客服小妹，她也未必知道。因為你所處位置的GSM頻率和基站功率、你距離基站距離等都有關系，而且我們的接收裝置（電視棒）本身還存在ppm offset。
所以你不要再難（tiáo）為（xì）客服小妹了，掛掉電話，用一個叫kalibrate的工具解決這些問題：
ppm offset或frequency offset：頻率偏移，俗稱偏頻，一般由于硬件信號的源宿時鐘不同步造成。
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
搜到兩個基站，上面一個信號比較強，頻率為946Mhz，我們選用這個基站，并 繼續使用kalibrate幫助我們校準電視棒的偏頻，使用 -c 參數加我們基站的頻道號（channel）來計算出這個誤差值：
#!bash
[email protected]:~# kal -c 55
得到的結果，average為偏頻的平均值，單位kHz，+表示我們的電視棒高出這么多，所以在測試時要用頻率值減去這個值。下面的ppm值是另一種偏頻單位，反而更常用，但是我們用來接收先好的軟件不支持這個值的改動，所以先不做深究。
接下來打開wireshark，注意要選擇回環網卡，并在啟動后選擇gsmtap過濾器：
接著把wireshark放在一邊，使用airprobe的gsm_receive_rtl 模塊來接收GSM信號：
注：Airprobe默認只支持下行的非跳躍（non-hopping）窄頻通道信號，如果想要監聽上行信號，可以嘗試一下插兩條電視棒同時工作。
首先進入目錄：/opt/gsm/airprobe/gsm-receiver/src/python
接著輸入以下命令，打開一個動態的波形圖：
#!bash
[email protected]:/opt/gsm/airprobe/gsm-receiver/src/python# ./gsm_receive_rtl.py -s 1e6 -f 946M
參數解釋：-s 采樣率，默認為1800000，但實踐證明1000000 的采樣率采樣效果更好，1e6的寫法表示1后面有6個0，大家上小學用的計算器上應該見過這種表示方法。-f 頻率，不用多說。還有個常用的參數是 -c ，配置控制信道類型。
控制信道（CCH）：是用于傳送信令或同步數據。 主要有三種：廣播信道（BCCH）、公共控制信道（CCCH）和專用控制信道（DCCH）。
Airprobe支持的控制類型：
#!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
理論上，你用頻率值減去偏頻值得到的數字，放gsm_receive_rtl 的-f參數中，或者直接輸入頻率值，在打開的波形圖中鼠標點擊波峰偏左一點的位置，就可以接收到信號。但現實往往是殘酷的，你會發現經常打開波形圖都是下圖這樣的：
波峰距離原點十萬八千里有木有！這種情況下，不管你怎么點，點哪里，在wireshark里都看不到任何東西。
這時候需要我們小幅修改頻率值，將波峰盡量微調值處在原點附近。比如我就是在將kalibrate獲取的基站頻率值減少了1MHz后，波峰調到了原點附近，wireshark也隨之刷刷刷的出數據了。
有了數據，接下來大家就自由發揮吧。點到為止。
Kali還自帶了一個好玩的東西，叫gqrx，一款基于GNU Radio和Qt的sdr工具。
我們可以用它來收聽廣播：
或者收聽GSM信號傳輸的聲音
PS：聽到我耳朵都快懷孕了也只是沙沙聲和蜂鳴聲，難道有干擾信號？說好的不加密呢 ToT
用來接收GSM信號還有很多方法可以嘗試，比如kali自帶的rtl_sdr、開源的arfcncalc等工具。加密的GSM破解目前主要還是靠Airprobe，但是【可能】還沒有實現實時解密，只能先截獲并轉儲成一個cfile文件，再解出語音文件等。
最后值得一體的是GSM的破解已經出現在老外的CTF中，如RuCTF 2014 Quals-Misc 500-GSM，題目中的GSM還是加密的，需要找到KC碼來進行破解，有興趣的同學可以參看這里的writeup： http://piggybird.net/2014/03/ructf-2014-quals-misc-500-gsm-writeup/
話說一入GSM深似海，里面涉及大量通信原理。大家研究這個的時候可以順便把通信的東西再復習幾遍。
作者智商有限，文中不免紕漏和不妥之處。有任何建議或意見大家[email protected]
附件 下載地址
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/