La aparición de un nuevo sniffer USB de hardware abierto creado por Alex Taradov está llamando la atención en la comunidad de desarrolladores y entusiastas del análisis de protocolos. Se trata de un dispositivo extremadamente compacto que permite capturar tráfico USB 2.0 en tiempo real y almacenarlo en formato PcapNG para su análisis posterior con herramientas como Wireshark. Su arquitectura combina un microcontrolador específico, un pequeño FPGA y un transceptor físico USB, lo que permite interceptar señales con la fidelidad necesaria para reconstruir las transacciones sin depender de drivers del sistema operativo. Aunque está pensado para usos profesionales y experimentales, el diseño abierto facilita estudiarlo, modificarlo y adaptarlo a necesidades concretas.

Un hardware abierto diseñado para capturar tráfico USB

El dispositivo ideado por Taradov, presentado en CNX Software está construido usando un microcontrolador Cypress CY7C68013A capaz de operar a 48 MHz y manejar tráfico USB 2.0 a 480 Mbps. Esta elección no es casual: el chip es conocido por su estabilidad como interfaz USB generalista y por su compatibilidad con herramientas de desarrollo. A este microcontrolador se le suma un FPGA Lattice MachXO2-2000HC encargado de procesar la lógica de bajo nivel necesaria para interpretar los paquetes, junto con un transceptor USB3343 que gestiona el enlace físico con las líneas D+ y D– del bus USB.

El resultado técnico es un pipeline donde el PHY captura la señal, el FPGA reconstruye los paquetes NRZI (Non-Return-to-Zero Inverted) y controla la recuperación de sincronización, y el microcontrolador finalmente los empaqueta en bloques compatibles con el formato PcapNG. Esta estructura permite manejar tasas sostenidas que rondan los 40-50 MB/s en condiciones estables, lo cual se acerca a los límites prácticos del modo High Speed de USB 2.0. El proyecto completo, con firmware, lógica Verilog y esquemáticos, puede consultarse en el repositorio de Taradov donde se incluyen instrucciones para compilar el software y fabricar la placa si se desea reproducirla.

Un complemento práctico para Wireshark

Una de las claves del éxito de este sniffer es su integración con Wireshark mediante un plugin propio. La herramienta permite visualizar transacciones de control, bulk, interrupción e isócronas sin depender del sistema operativo y sin filtrar tráfico por capas de abstracción. Esto significa que si un dispositivo USB intercambia comandos propietarios, estructuras HID personalizadas o bloques de datos que no corresponden a estándares comunes, el sniffer es capaz de registrarlos tal cual, con toda la granularidad del protocolo.

A nivel técnico, el plugin interpreta campos como PID, dirección de dispositivo, número de endpoint, longitudes de carga útil y marcas de tiempo generadas por el hardware. Estas marcas son especialmente importantes para reconstruir la secuencia temporal exacta de paquetes, algo fundamental en depuración de drivers o análisis forense. En el artículo previo de CNX Software —el ya citado— se explica cómo el flujo se captura desde el dispositivo que actúa como “gadget” USB mediante un puerto tipo A, mientras que el puerto USB-C conecta el sniffer al ordenador capturador que ejecuta Wireshark. Esta separación de roles evita interferencias y mantiene la captura lo más fiel posible al tráfico original.

Aplicaciones en desarrollo, depuración y seguridad

En un entorno de desarrollo de firmware USB, poder ver las transacciones en bruto es una herramienta imprescindible. Cuando un dispositivo no enumera correctamente, cuando un descriptor está mal formateado o cuando un endpoint falla, los mensajes de error del sistema operativo suelen ser genéricos y poco informativos. Capturar el intercambio real permite verificar si el host está enviando las solicitudes correctas y si el dispositivo responde con datos válidos.

Desde la perspectiva de la ingeniería inversa, un sniffer de este tipo facilita estudiar dispositivos que utilizan protocolos privados. Analizar cómo se estructura un flujo bulk, cómo se sincroniza un adaptador USB-a-algo o cómo un periférico gestiona ciertas órdenes puede requerir miles de paquetes interpretados manualmente. Al exportarse todo a PcapNG, cualquier investigador puede cargar los datos en Wireshark, filtrarlos, reconstruir secuencias y documentar el comportamiento real del dispositivo.

En el campo de la seguridad, herramientas como esta permiten detectar operaciones inesperadas en hardware sospechoso: pendrives que envían comandos atípicos, teclados que inyectan secuencias ocultas o dispositivos que se comportan de forma diferente a su presentación comercial. Un sniffer físico elimina la posibilidad de que un malware en el sistema operativo manipule la captura, ya que los datos se interceptan antes de llegar al stack USB del ordenador.

Una herramienta pequeña pero útil para entender el USB de verdad

El proyecto de Taradov ofrece otra ventaja evidente: su tamaño. La placa es lo bastante pequeña para llevarla en un bolsillo, y no requiere un ordenador adicional dedicado como ocurría con propuestas anteriores basadas en SBC. En un artículo más antiguo de CNX Software relacionado con tinySniffer ya se mencionaba el problema de depender de placas completas como la NanoPi NEO Air para procesar la señal. En su diseño, el propio SBC hacía de capturador y transmisor mediante WiFi, lo que incrementaba la latencia y complicaba la integridad del flujo. El modelo de Taradov evita esta complejidad: el FPGA es quien procesa la señal, el microcontrolador es quien la organiza y el ordenador principal solo la recibe para visualizarla.

Este enfoque simplifica las conexiones y reduce el riesgo de perder paquetes por sobrecarga de CPU, algo que ocurría en configuraciones basadas en Linux sobre hardware modesto. A nivel técnico, la ausencia de un sistema operativo entre la señal y la captura elimina jitter temporal, mejora la precisión de marca de tiempo y reduce la posibilidad de corrupción en la reconstrucción de paquetes NRZI.

Limitaciones técnicas que conviene tener en cuenta

El diseño está optimizado para USB 2.0 High Speed. Esto implica que no puede interpretar tráfico SuperSpeed (USB 3.x), ya que dicho estándar utiliza un esquema de transmisión completamente distinto, basado en líneas diferenciales adicionales y codificación 8b/10b o 128b/132b según la versión. Para capturar ese tipo de señal se requiere hardware mucho más complejo, con FPGAs de gama media o alta y PHYs específicos.

También hay que considerar que el sniffer funciona mejor cuando está conectado directamente al puerto raíz del host. Si se coloca un hub de por medio, la calidad de la sincronización puede degradarse, y el tráfico podría fragmentarse o alterarse antes de llegar al capturador. En pruebas publicadas en el propio repositorio del proyecto, las pérdidas aparecen cuando un hub limita la velocidad de enlace o introduce retardo en la gestión de transacciones.

Otro punto crítico es el volumen de datos generado: una captura continua de tráfico USB 2.0 puede producir varios cientos de megabytes por minuto, dependiendo del dispositivo analizado. Esto obliga a tener espacio de almacenamiento adecuado y a establecer filtros cuando sea posible.

El valor de un proyecto open-source bien documentado

Uno de los aspectos más apreciados por desarrolladores y estudiantes es que el proyecto esté completamente abierto. Los esquemas pueden estudiarse para entender cómo se combina un FPGA pequeño con un microcontrolador clásico en un pipeline USB, y el código del firmware permite ver cómo se organizan buffers, interrupciones y rutinas de transferencia. Es un ejemplo útil para quienes quieren aprender a manejar buses de alta velocidad sin recurrir a soluciones industriales.

El hecho de que cualquiera pueda reproducir el hardware también abre la puerta a mejoras: ampliar RAM, rediseñar la placa para añadir un buffer intermedio, probar un FPGA más grande o incluso experimentar con soporte parcial para USB 3.0 mediante análisis diferencial de señales. Este tipo de exploración, muchas veces académica o experimental, se hace viable gracias a un punto de partida bien documentado.

Reflexiones finales

El sniffer USB de bolsillo diseñado por Alex Taradov representa una herramienta práctica y asequible para quienes necesitan analizar la comunicación USB a bajo nivel. Su arquitectura compacta, la integración con Wireshark y el hecho de que sea hardware abierto lo convierten en un recurso valioso para depuración, ingeniería inversa, formación técnica y análisis de seguridad. Aunque está limitado a USB 2.0, su diseño demuestra que con una combinación adecuada de FPGA, microcontrolador y software especializado es posible capturar tráfico de forma fiable y detallada sin recurrir a equipos caros o voluminosos.