TPYBoard中怎么通过搭建WHID通道实现隐秘通信

发布时间：2021-08-10 11:41:33 作者：Leah
来源：亿速云阅读：129

# TPYBoard中怎么通过搭建WHID通道实现隐秘通信

## 引言

在物联网(IoT)和嵌入式开发领域，**隐秘通信**一直是安全研究的重点方向之一。TPYBoard作为一款兼容MicroPython的开发板，结合**WHID（Wireless HID Injection Device）**技术，可以实现低成本、高隐蔽性的数据透传。本文将详细介绍如何利用TPYBoard搭建WHID通道，并实现端到端的加密通信。

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## 一、WHID技术基础

### 1.1 什么是WHID？
WHID是一种基于**HID（Human Interface Device）协议**的无线通信技术，通过模拟键盘/鼠标输入实现数据注入。其核心优势在于：
- **隐蔽性强**：通信过程伪装成普通外设输入
- **兼容性高**：无需额外驱动，支持绝大多数操作系统
- **低功耗**：基于2.4GHz无线传输

### 1.2 硬件需求
| 组件 | 型号 | 备注 |
|------|------|------|
| 主控板 | TPYBoard v102/v202 | 需支持MicroPython |
| 无线模块 | ESP8266/CC2541 | 建议使用内置HID协议的模块 |
| 天线 | 2.4GHz PCB天线 | 增强信号稳定性 |

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## 二、环境搭建

### 2.1 固件烧录
1. 下载支持HID的MicroPython固件：
   ```bash
   wget https://micropython.org/resources/firmware/TPYBoard-v202-hid.bin

使用esptool刷写固件：


esptool.py --port /dev/ttyUSB0 write_flash 0x0 TPYBoard-v202-hid.bin

2.2 硬件连接

# 示例接线图（ESP8266与TPYBoard）
# GPIO4  -> ESP8266 RX
# GPIO5  -> ESP8266 TX
# 3.3V   -> VCC
# GND    -> GND

三、WHID通道实现

3.1 HID报文构造

MicroPython实现键盘输入的底层协议：

import usb_hid
from adafruit_hid.keyboard import Keyboard

kbd = Keyboard(usb_hid.devices)
# 发送Ctrl+Alt+Del组合键
kbd.send(Keycode.CONTROL, Keycode.ALT, Keycode.DELETE)

3.2 数据编码方案

采用Base64+ROT13双重编码：

import ubinascii

def encode(data):
    rotated = ''.join([chr((ord(c)+13)%256) for c in data])
    return ubinascii.b2a_base64(rotated.encode())

def decode(data):
    rotated = ubinascii.a2b_base64(data).decode()
    return ''.join([chr((ord(c)-13)%256) for c in rotated])

3.3 无线通信实现

通过ESP-NOW协议建立点对点连接：

import espnow

e = espnow.ESPNow()
peer = b'\xaa\xbb\xcc\xdd\xee\xff'  # 接收端MAC地址
e.add_peer(peer)

# 发送加密数据
e.send(peer, encode("Secret Message"))

四、安全增强措施

4.1 AES-128加密

使用ucryptolib实现：

from ucryptolib import aes

key = b'16-byte secret key'
cipher = aes(key, 1)  # ECB模式
encrypted = cipher.encrypt(b'16-byte message')

4.2 防嗅探策略

随机延时发送（50-500ms）
添加噪声数据包
MAC地址轮换

五、完整示例代码

import time
from machine import Pin, UART
import espnow
import ubinascii
from ucryptolib import aes

# 初始化加密
key = b'TPYBoardWHID2024'
cipher = aes(key, 1)

# ESP-NOW初始化
e = espnow.ESPNow()
e.active(True)
peer = b'\xff\xff\xff\xff\xff\xff'  # 广播模式
e.add_peer(peer)

while True:
    message = "Status: OK @ {}".format(time.time())
    # 加密流程
    encrypted = cipher.encrypt(message.ljust(16).encode())
    # 编码传输
    e.send(peer, ubinascii.b2a_base64(encrypted))
    time.sleep_ms(300)

六、实际应用场景

6.1 隐蔽监控系统

通过键盘注入方式回传传感器数据
每60秒发送一次加密心跳包

6.2 安全审计工具

记录击键数据并加密存储
触发特定关键词时自动上报

七、注意事项

法律风险：在未经授权的情况下使用WHID可能违反《网络安全法》
信号干扰：2.4GHz频段易受WiFi/蓝牙干扰
功耗控制：持续发射模式电流可达80mA，建议使用定时唤醒

结语

通过TPYBoard搭建WHID通道，开发者可以构建高度隐蔽的物联通信系统。本文介绍的方案在保持低功耗的同时实现了端到端加密，适合需要数据隐秘传输的特殊场景。随着MicroPython生态的完善，未来还可结合LoRa等远距离通信技术进一步扩展应用范围。

注：本方案仅用于技术研究，实际部署需遵守当地法律法规。 “`

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