破解USB设备通讯协议实现自定义软件控制的步骤与方法

在设备和计算机之间通过USB进行通讯的情况下，厂家提供的软件可以控制设备，但没有提供任何其他资料和支持，这种情况下，若希望自行开发软件来实现同样的功能，可以通过以下步骤破解通讯协议并开发自定义程序。

1. 捕获USB通讯数据

1.1. 使用协议分析工具

• 工具选择：常用的USB协议分析工具包括Wireshark、USBPcap、USBlyzer等。这些工具可以捕获USB设备和计算机之间的数据传输。
• 安装和设置：安装所选工具并设置捕获选项。确保选择正确的USB接口进行数据捕获。

1.2. 运行厂商软件并捕获数据

• 启动厂商软件：启动厂商提供的软件，执行不同的操作，尽可能多地覆盖设备的功能。
• 捕获数据：同时使用协议分析工具捕获所有通讯数据。注意记录执行的操作和对应的时间点，方便后续分析。

2. 分析通讯协议

2.1. 解析数据包

• 数据过滤：过滤出重要的数据包，如设备控制命令和响应数据。USB通讯通常包括Setup、Data、Status等阶段，需重点关注Data阶段的内容。
• 协议结构：分析数据包的结构，找出控制命令、数据格式、校验方式等。记录每种操作对应的命令和数据。

2.2. 识别协议特征

• 命令字节：通常通讯数据包包含命令字节，用于标识不同的控制命令。分析并记录每个命令字节的功能。
• 数据字段：识别数据包中的各个字段，如参数、数据长度等。

3. 实现自定义通讯程序

3.1. 编写通讯程序

• 选择编程语言：根据个人技术背景和需求选择合适的编程语言，如C、C++、Python、LabVIEW等。
• USB通讯库：选择并使用USB通讯库，如libusb、pyusb等，来实现USB数据的发送和接收。

3.2. 实现控制命令

• 封装命令：根据解析出的协议，封装控制命令和数据包。确保命令格式和数据格式符合设备的要求。
• 测试和验证：测试自定义程序的控制功能，确保能够正确控制设备。验证各个功能和命令是否按预期工作。

3.3. 错误处理和优化

• 错误检测：加入错误检测和处理机制，确保通讯的可靠性和稳定性。
• 性能优化：优化数据传输和处理速度，提升软件性能。

4. 合规性和安全性考虑

4.1. 合规性

• 法律与合规：确保破解和使用协议的行为符合相关法律法规。特别是在涉及知识产权和设备使用权限时，需注意合法性。

4.2. 安全性

• 数据保护：保护设备和用户数据的安全，避免因破解导致的数据泄露或设备损坏。

结论

通过上述步骤，可以逆向工程并实现设备的自定义控制程序。整个过程需要一定的技术基础和协议分析能力，但通过实践和学习可以逐步掌握这些技能。

要在 Wireshark 中分析 USB 通讯，可以使用以下几种方法：

1. USBPcap (Windows)
   USBPcap 是一个开源的 USB 捕获工具，可以在 Windows 操作系统上捕获 USB 数据。USBPcap 与 Wireshark 集成良好，允许用户在 Wireshark 中直接捕获和查看 USB 数据包。

   • 安装 USBPcap：在 Windows 系统上安装 USBPcap。安装过程中，它会询问是否集成到 Wireshark 中，选择“是”即可。
   • 选择 USB 设备：启动 Wireshark，在界面中选择要监控的 USB 设备进行捕获。USBPcap 会列出所有连接的 USB 设备，选择相应的设备后即可开始捕获。
   • 分析数据：捕获完成后，Wireshark 会显示所有捕获的 USB 数据包。用户可以查看数据包的详细信息，分析通讯协议。

2. Linux 上的 USBMon
   在 Linux 系统上，可以使用 USBMon 进行 USB 数据的捕获。USBMon 是一个内核模块，允许用户捕获所有 USB 设备的通讯数据。

   • 启动 USBMon：使用 modprobe usbmon 命令加载 USBMon 模块。
   • 捕获数据：使用 cat /sys/kernel/debug/usb/usbmon/0u > capturefile 命令捕获数据到文件中。
   • 分析数据：将捕获的文件导入 Wireshark 进行分析。

3. 其他工具
   其他一些工具如 VirtualBox、Vmware 提供了捕获 USB 流量的功能，但这些工具需要虚拟机的支持。

分析 USB 数据包

在 Wireshark 中捕获 USB 数据后，可以对数据包进行详细分析。Wireshark 支持解析多种协议，包括 USB 设备的控制命令、数据传输等。用户可以利用 Wireshark 的过滤器功能筛选感兴趣的数据包，并查看数据包的详细内容。

总结

虽然 Wireshark 本身不直接捕获 USB 数据，但结合 USBPcap 或 USBMon 等工具，可以有效地捕获和分析 USB 通讯数据。这些工具帮助用户了解设备的通讯协议，甚至逆向工程不公开的通讯协议，实现设备的自定义控制。