16块马币体验AirTag追踪功能。原理解说和安装过程
2021/06/29閱讀時間約 10 分鐘
16块马币是要怎么自己动手做“AirTag”？
回答这个问题，就需要提到OpenHaystack这个在Github上的开源项目。OpenHaystack是由德国一所大学Technical University of Darmstadt的Secure Mobile Networking Lab负责开发和维护，这个项目主要是为了了解和研究苹果Find My网络的工作原理。负责这个项目的安全研究人员通过逆向工程（Reverse Engineering），让配备蓝牙的设备可以被Find My网络追踪。
OpenHaystack的团队发布了关于Find My网络工作原理的论文，更多详细的内容可以查阅论文。说实话，这篇论文对我来说是太难了，特别是6.1 Cryptography（密码学）这一部分。如果有大佬阅读后，欢迎来留言或直接写成文章贴在留言区分享，大家一起交流一下。
在OpenHaystack的Github上，有简短的介绍OpenHaystack这个项目是如何与Find My网络一起工作，我在这里就做一个简单说明（如果我有理解错误，欢迎指正和一起讨论）。
- OpenHaystack团队在了解了Find My网络工作原理后，生成了一组公私密钥（Public-Private Key）。私有密钥（Private Key）会被保存在Keychain，公开密钥（Public Key）会在刷OpenHaystack自制的固件时一同部署（Deploy）到蓝牙设备上。
- 在刷完OpenHaystack提供的固件后，蓝牙设备就会开始通过蓝牙，对周围的蓝牙设备发送自己的公开密钥。这里补充一点：iPhone无法分辨出来，这些通过蓝牙发送过来的公开密钥是否来自官方认证的设备。
- 附近的iPhone接收到公开密钥后，iPhone会开始获取自己当前的GPS信息，再通过公开密钥把这份GPS信息加密（Encrypt），上传到苹果的服务器。
- 苹果并不知道这些GPS信息属于哪一位用户或账号，所有苹果的用户都可以通过相应的公开密钥下载这些GPS信息。但，只有掌握相应私有密钥才能解密（Decrypt）这一份GPS信息。
OpenHaystack写了一个macOS邮件（Apple Mail）应用的插件，通过这个插件下载这些GPS信息。再通过OpenHaystack写的macOS软件与插件协作，解密和显示这些GPS信息。OpenHaystack的macOS软件需要同时打开macOS邮件，才能正常工作。
上述就是Find My网络的工作原理和OpenHaystack的“骇”入方式。
安装教程
免责
在你打算跟着教程去自制“AirTag”前，我必须要提醒这件事。根据OpenHaystack团队给出的免责声明，这个项目还处在实验阶段，所有的代码都没有经过标准的测试。其中一个现有的问题，就是固件发送出去的公开密钥是一组固定值，很可能别的设备也能追踪到你刷的设备。所以，我建议大家拿来体验一下就好，不要真的当作AirTag来使用。
OpenHaystack的免责声明原文：
OpenHaystack is experimental software. The code is untested and incomplete. For example, OpenHaystack accessories using our firmware broadcast a fixed public key and, therefore, are trackable by other devices in proximity (this might change in a future release). OpenHaystack is not affiliated with or endorsed by Apple Inc.
所需要准备的硬件：
- 一台运行macOS BigSur的电脑。
OpenHaystack的软件是基于macOS Big Sur开发，但我也有看到有人在macOS Catalina上跑。我自己是使用黑苹果运行macOS Big Sur，没有遇到什么问题。（顺便打个广告，如果有兴趣看我组装黑苹果电脑的过程，点击这里Youtube链接。） - 一张ESP32开发板。
OpenHaystack官方有支持几种开发板，目前支持BBC micro:bit v1、ESP 32和Raspberry Pi 4，更多详情请点这里。在马来西亚，ESP32比较便宜，而且也比较容易买。我用的开发板是ESP32 DEVKIT V1。 - 一根USB-A转microUSB的数据线。
所需要下载的软件：
- OpenHaystack整个项目。
记得要解压先。 - OpenHaystack的软件。
- Python 3。
- ESP-IDF。
需要这个框架（Framework）去构建（Build）OpenHaystack提供的固件。ESP-IDF的安装教程可以点这里，只需要跟到Step 4就好了。
*我自己遇到的问题是安装CMake和Ninja，HomeBrew一直找不到这两个软件。后来，使用MacPorts才搞定。
安装过程：
直接点开OpenHaystack的软件，软件会提示说需要安装和启动邮件插件。
这里只需要根据官方教程就可以顺利安装，安装插件前需要暂时关闭系统的GateKeeper。OpenHaystack团队承若不会读去其他资料，例如：邮件内容。插件代码可以在这里查看。
- 点开Terminal，输入 sudo spctl --master-disable，再敲Enter键。这个指令会关闭GateKeeper让插件安装。
- 点开系统的邮件（Apple Mail）应用。点选Preferences -> General -> Manage Plug-ins...，勾选 OpenHaystackMail.mailbundle，再点选Apply and Restart Mail。
*如果你找不到Manage Plug-ins...这颗按键，就需要用Terminal输入 sudo defaults write "/Library/Preferences/com.apple.mail" EnableBundles 1 后，敲Enter键。Apple Mail需要重启才会显示。 - 在Terminal输入 sudo spctl --master-enable，敲Enter键， 把GateKeeper开回来。
基本上Apple Mail的插件已经安装好了。
照例来说，OpenHaystack的macOS软件可以直接打开，并且部署固件在已经接上的ESP32。但是，我就一直中标题为“could not deploy”的错误。后来查了一下，其他使用者也有遇到相同的问题。
我只好选择使用OpenHaystack提供的刷机脚本（script），在刷机之前需要使用提前下载和安装好的ESP-IDF框架。这个时候，需要更换Terminal的目标路径到OpenHaystack项目内的Firmware -> ESP32。之后输入 idf.py build，再按下Enter就会开始构建这个ESP32的项目。构建完成后，在ESP32文件夹内会多出一个几个文件：
- build/bootloader/bootloader.bin
- build/partition_table/partition-table.bin
- build/openhaystack.bin
有了这些文件，就可以开始连接ESP32，开始刷固件。
官方给的指令例子是 ./flash_esp32.sh -p /dev/yourSerialPort "public-key-in-base64" 。需要替换掉的部分有两点：
官方给的指令例子是 ./flash_esp32.sh -p /dev/yourSerialPort "public-key-in-base64" 。需要替换掉的部分有两点：
- /dev/yourSeriesPort - 这部分需要替换成现在连接上的ESP32接口，要查看这个接口可以通过Terminal输入 ls /dev/cu.*，再敲Enter键。
Terminal就会显示现在连接上的ESP32接口。
- public-key-in-base64 - 这部分需要在OpenHaystack的macOS软件内获取公开密钥。
复制最重要的Advertisement Key。在OpenHaystack软件内点 + ，点选刚加的New accessory，点右键选 Copy Advertisement Key(Base64)。
获取了ESP32的接口和Advertisement Key后，就能替换掉那些部分，直接在Terminal上输入指令和执行。
获取了ESP32的接口和Advertisement Key后，就能替换掉那些部分，直接在Terminal上输入指令和执行。
我的例子：
「./flash_esp32.sh -p /dev/cu.usbserial-0001 "Z/pW4Qfdhk8JsmOplmOAWQjRzdmf7ZDyp6/SmQ=="」
「./flash_esp32.sh -p /dev/cu.usbserial-0001 "Z/pW4Qfdhk8JsmOplmOAWQjRzdmf7ZDyp6/SmQ=="」
成功后，确保周围有iPhone开着蓝牙。过不久，就能在OpenHaystack的软件内查到现在ESP32的位置。
到这里，一颗“Air Tag”就DIY好了。相比苹果出品的AirTag，这颗ESP32 DIY的“Air Tag”相差很大吧。价格和背后技术的差距，当然没办法做到1比1还原。目前，OpenHaystack的固件会让ESP32不断通过蓝牙发送公开密钥。这代表就算是拿着移动电源供电，续航也不会像AirTag一样可以续航一年（官方数据）。外观体积和功能都不如AirTag，这颗DIY的“AirTag”拿来体验或者玩一下还是可以。
最后，还是要提醒一下。OpenHaystack还是实验阶段的项目，也可能会有隐私方面的问题。花少少钱来体验一下Air Tag，对我来说还是不错。OpenHaystack这个项目目前的发展情况有一些不明朗，主要还是没有官方的支持，而且又是通过“骇”入的方式。所以，不要抱太多希望在这个项目，体验一下就好。如果不喜欢OpenHaystack，ESP32也能刷其他的固件或上传自己写的代码，做其他的事。发挥你的创意吧。
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