【流量分析】USB键盘与鼠标流量分析

0x00 USB流量包分析

USB流量指的是USB设备接口的流量，攻击者能够通过监听usb接口流量获取键盘敲击键、鼠标移动与点击、存储设备的铭文传输通信、USB无线网卡网络传输内容等等。
在CTF中，USB流量分析主要以键盘和鼠标流量为主。
下面通过简单的讲解与例题的展示，分析键盘流量与鼠标流量。

例子中用到的文件为usb.pcap和usb2.pcap，我一起打包了放在云盘上，链接如下：
蓝奏云-usb.zip

0x01 键盘流量分析

USB协议数据部分在Leftover Capture Data域中，数据长度为八个字节，其中键盘击健信息集中在第三个字节中，相关对应信息如下链接中所示；

1. 在线-USB HID to PS/2 Scan Code Translation Table
2. 蓝奏云-USB HID to PS/2 Scan Code Translation Table.pdf
3. 在线-USB协议中HID设备描述符以及键盘按键值对应编码表
4. 蓝奏云-USB协议中HID设备描述符以及键盘按键值对应编码表.pdf

如下所示，在使用wireshark捕捉到的流量中，我们主要看第三个字节的内容，将它与按键值相对以得出按键内容。

题目背景

安全测评人员在对某银行卡密码输入系统进行渗透测试，截获了一段通过USB键盘输入6位数字密码的流量，其中也包含了一些其他无关的USB设备的流量，你能从中恢复出6位数字密码吗？最终提交的flag格式为flag{xxxxxx}。

解题思路

使用 kali linux中的tshark命令把cap data 提取出来，
根据《USB键盘协议中的键码》中的HID Usage ID将数据还原成键位；

1 使用命令tshark把cap data 提取出来

tshark-wireshark官方文档

Linux中使用tshark

安装：sudo apt-get install tshark
tshark -v
tshark -h

tshark -r usb.pcap -T fields -e usb.capdata | sed '/^\s*$/d' > usbdata.txt
  
  -r:设置tshark 分析的输入文件
  -T:设置解码结果输出的格式。包括fields，text,ps,psml和pdml,默认为text

如图可以看到生成了usbdata.txt

Windows中使用tshark

wireshark在安装时会自带一些工具，tshark便是其中之一，它可以在wireshark的安装路径中找到。

#使用cmd或powershell进入安装路径后，执行以下命令
.\tshark.exe -r D:\Downloads\usb.pcap -T fields -e usb.capdata >D:\Downloads\usbdata.txt

在D:\Downloads\目录下便可看到文件usbdata.txt，此时的文件还有着默认的空行，我们使用脚本（或其他方式）删除空行

#使用脚本删除空行
with open('usbdata.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    lines = f.readlines()
lines = filter(lambda x: x.strip(), lines)
with open('usbdata.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
    f.writelines(lines)

2 将文件用冒号进行分隔

#将上面的文件用脚本分隔，加上冒号；
f=open('usbdata.txt','r') 
fi=open('out.txt','w')
while 1:
  a=f.readline().strip() 
  if a:
    if len(a)==16:#键盘流量的话len为16鼠标为8 
      out=''
      for i in range(0,len(a),2):
        if i+2 != len(a):
          out+=a[i]+a[i+1]+":" 
        else:
          out+=a[i]+a[i+1] 
      fi.write(out) 
      fi.write('\n') 
  else: 
    break 
fi.close()

3 最后用脚本提取

#最后用脚本提取
   # print((line[6:8])) #输出6到8之间的值
   #取出6到8之间的值
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('out.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

flag{7200[DEL]53[DEL]93}

0x02 鼠标流量分析

USB协议鼠标数据部分在Leftover Capture Data域中，数据长度为四个字节。
其中，
第一个字节代表按键，当取0x00时，代表没有按键，为0x01时，代表按左按键，为0x02时，代表当前按键为右键；
第二个字节可以成是一个signed byte类型，其最高位为符号位，当这个值为正时，代表鼠标水平右移动多少像素，为负时，代表水平左移多少像素；
第三个字节与第二个字节类似，代表垂直上下移动的偏移。

如图0x00002000，表示鼠标垂直向上移动20。

题目背景

flag藏于usb流量中，通过USB协议数据中的鼠标移动轨迹转换成flag

解题思路：

1 使用命令tshark提取数据

tshark命令如下：

tshark -r usb2.pcap -T fields -e usb.capdata | sed '/^\s*$/d' > usbdata.txt

2 将文件用冒号进行分隔

#将上面的文件用脚本分隔，加上冒号；
f=open('usbdata.txt','r') 
fi=open('out.txt','w')
while 1:
  a=f.readline().strip() 
  if a:
    if len(a)==8:#键盘流量的话len为16鼠标为8 
      out=''
      for i in range(0,len(a),2):
        if i+2 != len(a):
          out+=a[i]+a[i+1]+":" 
        else:
          out+=a[i]+a[i+1] 
      fi.write(out) 
      fi.write('\n') 
  else: 
    break 
fi.close()

3 使用脚本提取坐标数据

nums = []
keys = open('Python\\USBread\\mouse\\out.txt','r',encoding="utf_16")
f = open('Python\\USBread\\mouse\\xy.txt','w',encoding="utf_16")
posx = 0
posy = 0
for line in keys:
    # if len(line) != 11:
    #     continue
    x=int(line[3:5],16)
    y=int(line[6:8],16)
    if x>127:
        print ("aaa")
        x-=256
    if y>127:
        print ("bbb")
        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 == 0:#此处的0可以修改为0(未按按键)、1(左键)、2(右键)，将单独输出相应坐标文件。
        print (posx,posy)
        f.write(str(posx))
        f.write(' ')
        f.write(str(posy))
        f.write('\n')
f.close()

4 将坐标转换成图片

from PIL import Image
img = Image.new('RGB',(2000,2000),(255,255,255))#创建Image对象
f =open('xy.txt')#xy.txt文件 
for line in f.readlines():
    point =line.split()
    img.putpixel((int(point[0]),int(point[1])),(0,0,0))#读取文件中的每一行，并修改像素 
f.close() 
img.show()