GSM嗅探

概述

GSM 嗅探（GSM Sniffing）是无线通信安全研究中的一项重要技术，通过监听 GSM 信号来捕获和分析移动通信数据。本文介绍如何使用 HackRF 等 SDR 硬件，结合 kalibrate-hackrf、gr-gsm 和 IMSI-catcher 等开源工具，实现 GSM 频点扫描、信号解码和 IMSI 捕获。

工具链概览

工具	功能	说明
HackRF One	SDR 硬件	开源软件定义无线电平台，支持 1MHz～6GHz 频率范围
kalibrate-hackrf	频点扫描	在已知 GSM 频率之间跳动，识别当前区域使用的 GSM 频率
gr-gsm	信号解码	基于 GnuRadio 的 GSM 信号解码模块，将原始无线电信号转换为可分析的数据包
tshark	数据包分析	Wireshark 命令行版本，可从解码后的 GSM 数据中提取 IMSI 等信息
IMSI-catcher	IMSI 捕获	自动化 IMSI 捕获工具，集成频点扫描和数据解析功能

1. GSM 频点扫描

1.1 安装 kalibrate-hackrf

kalibrate-hackrf 是一款专为 HackRF 设计的 GSM 频率校准工具。它能够在已知的 GSM 频率之间跳动，快速识别当前区域正在使用的 GSM 基站频率。

# 克隆源码
git clone https://github.com/scateu/kalibrate-hackrf.git
cd kalibrate-hackrf

# 编译安装
./bootstrap
./configure
make
sudo make install

1.2 扫描 GSM 频点

# 扫描 GSM900 频段
kal -s GSM900

# 扫描 GSM1800 频段（DCS）
kal -s DCS

扫描结果会列出检测到的 GSM 基站频率及其信号强度，选择信号最强的频点用于后续嗅探。

2. 安装 gr-gsm

gr-gsm 是基于 GnuRadio 的 GSM 信号处理模块，能够将 SDR 硬件接收到的原始无线电信号解码为 GSM 数据包。

2.1 安装依赖

1 2	sudo apt-get install git cmake libboost-all-dev libcppunit-dev \ swig doxygen liblog4cpp5-dev python-scipy gnuradio

2.2 编译安装

git clone https://github.com/ptrkrysik/gr-gsm.git
cd gr-gsm
mkdir build
cd build
cmake ..
make
sudo make install
sudo ldconfig

2.3 运行 gr-gsm

安装完成后，gr-gsm 提供了多个工具：

命令	功能
`grgsm_scanner`	扫描附近的 GSM 基站
`grgsm_livemon`	实时监听指定频率的 GSM 信号
`grgsm_decode`	解码已录制的 GSM 信号文件

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# 使用 grgsm_livemon 监听指定频率
# 将 <frequency> 替换为扫描到的频率值
grgsm_livemon -f <frequency>

gr-gsm 解码后的数据包会通过本地环回接口（loopback）以 GSMTAP 格式转发，默认端口为 4729，可使用 Wireshark 或 tshark 进行分析。

3. IMSI 捕获

IMSI（International Mobile Subscriber Identity，国际移动用户识别码）是 SIM 卡中存储的唯一标识符，用于在移动网络中识别用户。通过 GSM 嗅探捕获 IMSI 是安全研究中的重要环节。

3.1 使用 tshark 直接提取 IMSI

tshark 是 Wireshark 的命令行版本，可以直接从 gr-gsm 转发的数据流中提取 IMSI 信息：

# 监听本地环回接口，过滤并提取 IMSI
sudo tshark -i lo -Y "e212.imsi" -V 2>&1 | \
    sed 's/^[ \t]*//;s/[ \t]*$//' 2>&1 | \
    grep "IMSI:"

参数说明：

参数	说明
`-i lo`	监听本地环回（loopback）接口
`-Y "e212.imsi"`	Wireshark 显示过滤器，仅显示包含 IMSI 的数据包
`-V`	显示数据包详细信息

3.2 使用 IMSI-catcher 工具

IMSI-catcher 是一个自动化的 IMSI 捕获工具，集成了频点扫描和数据解析功能，使用更加便捷。

安装

# 克隆项目
git clone https://github.com/Oros42/IMSI-catcher.git
cd IMSI-catcher

# 安装 Python 依赖（支持 Python 3）
sudo apt install python3-numpy python3-scipy python3-scapy

运行扫描

# 方式一：自动扫描频点并监听
# 该命令会自动探测 GSM 频点，启动 livemon 进行数据捕获
# 默认服务端口为 4730
python3 scan-and-livemon

# 方式二：手动指定端口运行 IMSI 捕获
# 默认端口 4729，可通过 -p 参数指定
python3 simple_IMSI-catcher.py -p 4729

# 方式三：以图形界面模式运行
sudo python3 simple_IMSI-catcher.py -s

运行后，工具会自动：

扫描附近的 GSM 基站频率
在检测到的频率上启动 livemon 进行数据捕获
解析捕获的数据，提取 IMSI、TMSI、LAC、Cell ID 等信息
通过 MCC/MNC 查询运营商信息

3.3 输出信息说明

字段	说明
IMSI	国际移动用户识别码（15位数字）
TMSI	临时移动用户识别码
MCC	移动国家代码（如 460 = 中国）
MNC	移动网络代码（如 00 = 中国移动）
LAC	位置区域码
Cell ID	小区标识
Operator	运营商名称

安全提示

⚠️ 重要警告： GSM 嗅探技术仅可用于合法的安全研究和测试目的。在使用前请确保：

已获得必要的无线电频率使用许可

仅在授权的环境中进行测试

遵守所在地区的无线电管理法规和隐私保护法律

不得用于任何非法监听、跟踪或侵犯他人隐私的活动

注意保护捕获到的敏感信息（如 IMSI），防止泄露

本文是 GSM 安全研究系列的一部分。GSM 嗅探是被动式监听技术，与 OpenBTS/YateBTS 等主动式伪基站技术互为补充。掌握 GSM 嗅探技术有助于理解移动通信安全的基本原理。相关内容可参考 GSM 基础、SDR、移动网络等文章。

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