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关于 URH(Universal Radio Hacker) 的详细介绍、安装指南、配置方法及使用说明

URH:开源无线电协议分析工具

一、URH简介

URH 是一款开源的 无线电协议分析工具,专注于解码、分析和逆向工程无线通信协议(如 Wi-Fi、蓝牙、RFID、LoRa、Zigbee 等)。它支持信号捕获、协议树构建、数据可视化及自定义脚本扩展,适用于安全研究、物联网设备调试和通信协议开发。

核心功能:

  • 多协议支持:内置 200+ 种常见协议解码器(如 IEEE 802.11、BLE、Modbus)。
  • 信号处理:频谱分析、时频图、IQ 图显示。
  • 协议逆向:自动识别未知协议并生成解析规则。
  • 脚本扩展:通过 Python 或 Lua 编写自定义解码逻辑。

二、硬件与软件要求

1. 硬件准备

组件说明
支持 RF 的硬件设备RTL-SDR、HackRF One、USRP 等
电脑Windows/macOS/Linux(64位)

2. 软件环境

  • 操作系统:Linux (Debian/Ubuntu)、macOS、Windows
  • 依赖库:Python 3.8+、NumPy、SciPy、PyQt5
  • 推荐工具:GNU Radio(信号处理)、Wireshark(辅助分析)

三、安装指南

1. Linux/macOS 安装

# 使用pip安装
sudo pip3 install urh

# 验证安装
urh --version

2. Windows 安装

  1. 下载预编译安装包:https://github.com/URH-project/URH/releases
  2. 运行 URH_Setup.exe 完成安装

四、硬件驱动配置

1. RTL-SDR 配置(Linux)

# 安装驱动
sudo apt-get install rtl-sdr

# 检查设备是否被识别
lsusb | grep RTL2832U

2. HackRF One 配置(Windows/macOS)

  • 下载官方驱动:https://hackrf.com/pages/download
  • 连接设备后重启 URH

五、基础使用说明

1. 信号捕获

示例:捕获 Wi-Fi 信道 6

urh start --device=rtl_sdr --freq=2437000000  # 2.4 GHz 频段中心频率

捕获参数说明:

参数说明
--device无线电设备名称(如 rtl_sdr)
--freq目标频率(单位:Hz)
--gain增益值(0~31,默认自动)

2. 协议解码

内置协议解码示例(BLE):

  1. 启动 URH 并打开捕获文件(.urh 或 .sdr
  2. 在左侧协议树中展开 BLE 节点
  3. 右侧面板显示解码后的数据(如 UUID、Characteristic Value)

自定义解码规则:

  1. 创建 .xml 解码文件(如 custom_ble.xml):
<protocol name="CustomBLE">
    <field name="ManufacturerID" type="uint16" endianness="big"/>
    <field name="Data" type="bytes" length="4"/>
</protocol>
  1. 加载规则:
urh decode --input captured.sdr --decoder custom_ble.xml

3. 数据可视化

时频图显示:

  1. 在信号捕获界面点击 View → Spectrum
  2. 调整 FFT 点数(建议 1024~4096)

IQ 图显示:

urh plot --iq input.sdr

六、高级配置

1. 协议树扩展

编写 Python 解码插件:

from urh.protocol import Protocol, Field

class MyProtocol(Protocol):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.fields = [
            Field("Magic", "uint32", 4),
            Field("Payload", "bytes", variable_length=True),
        ]
        
    def decode(self, data):
        self.Magic = int.from_bytes(data[:4], byteorder='big')
        self.Payload = data[4:]
        return self

注册插件:

将脚本保存为 my_protocol.py,并在 URH 设置中启用。


2. 脚本自动化

示例:自动重放 BLE 广播包

from urh import URH

urh = URH()
urh.open_file("ble_broadcasts.urh")

for packet in urh.packets:
    if packet.protocol == "BLE":
        urh.send_packet(packet.raw_data)

七、典型应用场景

  1. 物联网设备破解

    • 分析智能家居设备的 BLE 通信协议
    • 破解穿戴设备的运动传感器数据
  2. 无线安全审计

    • 检测未加密的 LoRa 传感器数据泄露
    • 分析恶意软件的 RF 信标信号
  3. 协议开发验证

    • 对比自研协议与标准规范的兼容性
    • 生成测试用例(如 Zigbee 网络组网测试)

八、学习资源

  • 官方文档:https://urh.readthedocs.io
  • GitHub 仓库:https://github.com/URH-project/URH
  • 社区论坛:https://forum.URH-project.com

结语
URH 是无线电协议分析领域的强大工具,其灵活性和开源特性使其成为研究人员和开发者的理想选择。无论是逆向工程未知协议,还是优化现有通信系统,URH 都能提供从信号层到应用层的全方位支持。建议结合 GNU Radio 进行信号处理实验,并参与社区项目贡献解码规则。

 

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