小米手环2连上手机不能使用（小米手环2传输协议被破解）

那代码可以连接到手环，发布通知，并获取一次拍摄心脏测量。其中一些更复杂并且通过请求/通知循环工作，例如实时心率监视器和授权。现在打开开发设置并找到"启用BleutoothHCIsnooplog"并启用它。这是当前时间的设备的响应找到合适的数据包和编码可能需要一些时间。

本文笔者翻译自hacker博客，原文地址（略）

这个故事源于我在Facebook一个帖子，帖子中讨论了运动健身追踪器都缺乏API接口的问题，还有为啥不用它帮助数据专家为做一个炫酷的东西。

帖子发出之后，我的好基友Volodymyr Shymanskyy就响应来帮助我，并在github上找了Leo Soares项目，为我的健身追踪器小米手环2找了一些代码。他尝试运行它，但是连接出现了一些链接问题，所以他花了几个小时修复了他。之后，他提交了个commit，并给了我链接。

那满足了我的初步需求，已经相当OK了。那代码可以连接到手环，发布通知，并获取一次拍摄心脏测量。但这对我来说还有点不够，因为我想从传感器获得实时原始数据，以便在我的数据科学实验中使用（想要做一个健身运动预测器）。

正文才开始......

在此之前，我没有任何使用蓝牙设备的经验，所以首先我试着了解了所有这些东西是如何组织和工作的。事实证明，也没啥难得。

每个蓝牙设备都会启动几个的服务，每个服务都有特征，并且一些特征具有描述符（如果特征有多个参数或工作类型（阅读|通知））。某些特性只有读/写访问权限，比如当前时间，电池状态或修订信息。其中一些更复杂并且通过请求/通知循环工作，例如实时心率监视器和授权。基本上，你需要知道这一切的，才能开始使用它。

您还需要两个应用程序来帮助调试蓝牙设备：Wireshark和BLE debugger。你还需要需要访问安卓手机开发者选项（对不起，对于iOS家伙我还不知道如何做到这点）。

首先，您需要从手机应用程序中取消小米手环2的配对。

现在让我们看看手环有什么服务和特征。让我们打开BLE debugger，开始扫描，你会看到类似这样的东西：

将设备的MAC地址保存下，后续操作会用到它。

现在让我们连接上它，看看它跑了什么服务和特征。

以上两个简单的操作中，我们已经获得了一些有用的设备信息。

另一种方法是使用控制台工具hcitool和gatttool。

Scan:

sudo hcitool lescan

连接并获取服务和描述符：

sudo gatttool -b YOUR_MAC -I -t random

> connect

> primary

> Char-Desc

在某些情况下，BLE栈可能会出现故障，您可以打开/关闭蓝牙或运行以下命令：

sudo hciconfig hci0 reset

数据嗅探

为了我们的手机<->基带通信中嗅探数据，我们需要启用蓝牙在开发设置记录日志。要做到这一点，您需要先打开安卓手机上的开发人员设置。

以下是操作的详细步骤：

在Android 4.1及更低版本上，开发者选项屏幕默认可用。在Android 4.2及更高版本中，您必须按如下所示启用此屏幕：

1.打开手机设置。

2.（仅适用于Android 8.0或更高版本）选择系统。

3.滚动到底部并选择关于手机。

4.滚动到底部并点击Build number 7次。

5.返回到上一屏幕以查找底部附近的开发人员选项。

现在打开开发设置并找到"启用Bleutooth HCI snoop log"并启用它。这样，所有蓝牙通信都会被被记录。然后你需要找到名为btsnoop_hci.log的文件（在我手机中（Android 7.0）它位于/mtklog/btlog/btsnoop_hci.log）

认证

现在我们还要要执行一下步骤来获取有关认证（配对）如何工作的一些信息。

1.打开蓝牙和HCI日志。

2.将您的设备与小米安卓程序配对。

3.关闭蓝牙。

4. 下载btsnoop_hci.log到你的电脑。

5.用Wireshark打开它。

6.找到第一个处理0x0055的ATT协议请求

你会看到如图的界面：

这是验证步骤：

配对设备

主要服务UUID

0000fee1-0000–1000–8000–00805f9b34fb

认证特征 (Char) UUID

00000009–0000–3512–2118–0009af100700

通知描述符 (Des) 处理

0x2902 (所有的过程都一样)

1.通过向Des发送2个字节请求 \x01\x00来设置auth通知（以获得响应）。

2.用命令将16字节的加密密钥发送给Char，并附加2字节\x01\x00KEY。

3.通过发送2个字节\x02\x00到Char来向设备请求带有命令的随机密钥。

4.从设备响应中获取随机密钥（最后的16个字节）。

5.使用我们的16字节密钥，用AES/ECB/ NoPadding（来自Crypto.Cipher import AES）对此随机数进行加密，并将其发送回Char（\x03\x00 编码数据）

认证

1.通过发送2个字节\x02 \x00到Char来向设备请求带有命令的随机密钥。

2.从设备响应中获取随机密钥（最后16个字节）。

3.使用我们的16字节密钥和使用AES / ECB / NoPadding（来自Crypto.Cipher import AES）对此随机数进行加密，并将其发送回Char（\ x03 \ x00编码数据）

实时数据

这在认证过程中稍微复杂一些，因为我没有看到在这个过程中犯了一个错误:)并且因为这个心率监视器在15秒后关闭。

硬件服务（HRDW）UUID

0000fee0-0000-1000-8000-00805f9b34fb

心脏监护仪服务（HMS）UUID

0000180d-0000-1000-8000-00805f9b34fb

心率测量特征（HRM）UUID

00002a37-0000-1000-8000-00805f9b34fb

心脏监护仪控制特性（HMC）UUID

00002a39-0000-1000-8000-00805f9b34fb

传感器特性（SENS）UUID

00000001-0000-3512-2118-0009af100700

通知描述符（DES）句柄

0x2902（所有过程都一样）

1.关闭当前监听的测量。

2. 通过向HMC发送请求\x15\x02\x00进行一次性测量。

3. 通过向HMC发送请求\x15\x01\x00进行连续测量。

4.通过向SENS发送命令到\x01\x03\x19来启用陀螺仪和心脏原始数据

5.通过向HRM写入DES \x01\ x00启用通知

6.通过向HMC发送请求\x15\x01\x01来启动连续的心脏测量

7.发送命令到SENS \x02（不知道为什么需要这指令）

8.然后，在每12秒收到一次通知时，需要将\x16 ping发送到HCM

解析数据

这是最枯燥部分，因为基本上你需要找出如何解包来自设备的打包数据。

它的一部分可以从日志中解析出来，有些不能。

这是当前时间的设备的响应

找到合适的数据包和编码可能需要一些时间。就我的例子而言，我需要找到相邻的数据包中相似的字节出现次数，有些重复的数据包。

Raw heart: 02102d8c348c448c458c3d8c428c488c 16

Raw heart: 0218468c418c3d8c468c3f8c398c418c 16

Realtime heart: 93

Raw heart: 0220408c448c3f8c428c498c3c8c3d8c 16

Raw heart: 02283d8c398c488c3e8c468c488c328c 16

Realtime heart: 99

Raw heart: 0230438c408c378c3a8c318c458c388c 16

Realtime heart: 102

Raw heart: 02404f8c408c458c428c4d8c558c4d8c 16

Raw heart: 02483e8c3b8c3f8c348c398c318c428c 16

Realtime heart: 98

Raw heart: 02504c8c428c5e8c4f8c588c498c558c 16

Raw heart: 0258478c458c3c8c4e8c3f8c468c4d8c 16

Realtime heart: 100

Raw heart: 0260518c4d8c4f8c4b8c4f8c528c458c 16

Raw heart: 0268408c3f8c538c4d8c408c548c598c 16

Realtime heart: 102

Raw heart: 0278418c508c4e8c548c588c468c498c 16

Raw heart: 0280368c328c2e8c3c8c338c308c3f8c 16

Realtime heart: 101

从中我们可以看到清晰的数据，重复368c 328c 2e8c 3c8c 338c 308c 3f8c，数据包长度为16字节。因此，如果我们用2个字节的无符号短数据解压缩，那么我们可以得到7个心脏传感器的原始测量结果。我们也看到第二个字节只是迭代，我认为它只是测量之间的时间差异（我指的是响应的时间差）

Raw gyro: 01de49ffd9ff3c004cffd8ff3b004dffdcff4400

Raw gyro: 01df4cffd6ff44004dffd8ff40004cffd1ff4700

Raw gyro: 02e1103231323d3274328e329632af32c732cf32

Raw gyro: 01e34fffd7ff56004bffc7ff590049ffccff4c00

Raw gyro: 01e443ffccff43004effcdff40005bffd4ff4c00

Raw gyro: 01e558ffc9ff5f005effbfff66005fffb0ff5900

Raw gyro: 01e64cffacff60005cffa7ff410066ffc9ff4600

Raw gyro: 01e760ffdcff4b0051ffe4ff4f0034ffdeff5300

Raw gyro: 02e903365c36813663361036543688374139fe3a

Raw gyro: 01eb4bffc3ff50004fffc1ff430047ffbbff4100

Raw gyro: 01ec3effb2ff3c0050ffbfff560047ffccff7300

Raw gyro: 01ed4fffe0ff78005cffebff8e0056fff6ff8300