物聯(lián)網(wǎng)設備中網(wǎng)絡(luò )攻擊最有可能的三大方面分析

大量物聯(lián)網(wǎng)設備等于為企業(yè)網(wǎng)絡(luò )敞開(kāi)大門(mén)，使企業(yè)更容易受到網(wǎng)絡(luò )攻擊。Gartner報告指出，在企業(yè)加速采用物聯(lián)網(wǎng)設備趨勢下，2020前年將有超過(guò)200億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設備，數十億臺連網(wǎng)設備將徹底改變資料處理和使用方式，同時(shí)也將大幅增加企業(yè)安全風(fēng)險。

I報導指出，網(wǎng)絡(luò )攻擊最有可能從三方面下手，分別是口令、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、使用接口。大多數物聯(lián)網(wǎng)設備缺省的口令已經(jīng)加在韌體中，攻擊者因此可以直接進(jìn)入該設備，其余設備的口令通常很弱，因此也容易成為攻擊目標。

物聯(lián)網(wǎng)設備使用各種不同的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，任何不安全的協(xié)議都會(huì )讓攻擊者竊取訊息。在網(wǎng)絡(luò )接口方面，有些物聯(lián)網(wǎng)設備使用具象狀態(tài)傳輸的API接口，傳感器可透過(guò)網(wǎng)絡(luò )上傳訊息，但任何設置都會(huì )讓攻擊者有機會(huì )竊取私人訊息。如Google Nest恒溫器的天氣更新服務(wù)，會(huì )泄露用戶(hù)家庭位置，就是一個(gè)不安全的具象狀態(tài)傳輸API接口的例子。

最常見(jiàn)的物聯(lián)網(wǎng)攻擊方式當中，其中一種是權限擴張，即攻擊者利用物聯(lián)網(wǎng)設備與設計缺陷，和操作系統或軟件應用程序配置的疏忽，取得應該受到保護的資源。第二種是竊聽(tīng)，如果發(fā)現物聯(lián)網(wǎng)設備和服務(wù)器之間的連接強度減弱，攻擊者可能會(huì )把網(wǎng)絡(luò )流量傳送到己方，利用這種方法竊取物聯(lián)網(wǎng)設備在企業(yè)網(wǎng)絡(luò )上傳輸的敏感訊息。

還有一種是口令的暴力攻擊法，以及在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )的合法節點(diǎn)中部署惡意節點(diǎn)，使用惡意節點(diǎn)控制節點(diǎn)之間的資料傳輸。其它常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò )攻擊包括劫持物聯(lián)網(wǎng)裝置中的韌體、阻斷服務(wù)攻擊(DoS)，以及物理破壞。

由于物聯(lián)網(wǎng)終端沒(méi)有安全機制，所以以上所有物聯(lián)網(wǎng)攻擊都很難被檢測出來(lái)。報導指出，減輕物聯(lián)網(wǎng)威脅需要企業(yè)升級韌體或管理零組件，但需要耗費大量時(shí)間，而設備連接到企業(yè)網(wǎng)絡(luò )的空窗期是發(fā)起網(wǎng)絡(luò )攻擊的機會(huì )。

攻擊者通常會(huì )觀(guān)察容易受攻擊的連網(wǎng)設備，一旦發(fā)現之后，它們會(huì )像蠕蟲(chóng)一樣群體攻擊，在短時(shí)間內侵入大量設備。例如已被用來(lái)危害數百萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)設備的Mirai殭尸網(wǎng)絡(luò )。Mirai還會(huì )針對云端與網(wǎng)絡(luò )基礎設施發(fā)動(dòng)阻斷服務(wù)攻擊。

隨著(zhù)愈來(lái)愈多企業(yè)朝向多云體系結構發(fā)展，工作負載被分割以及相互連接性，這些基本的云端安全控制在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代很容易被黑客鎖定，一旦攻擊者穿透云端，混進(jìn)合法的網(wǎng)絡(luò )傳輸，就能從受損的物聯(lián)網(wǎng)設備橫向移動(dòng)到其它目標。

為了防止攻擊者深入網(wǎng)絡(luò )內部并融入合法網(wǎng)絡(luò )流量，企業(yè)必須采用能夠追蹤完整狙殺鏈，并在可能導致重大資產(chǎn)損失之前阻止攻擊的解決方案。使用基于微服務(wù)架構實(shí)現云端安全，具有發(fā)現物聯(lián)網(wǎng)威脅所需的靈活性，并可以將安全和控制工具應用于單個(gè)、多個(gè)或混合云端資料中心。

此外，可以透過(guò)單一用戶(hù)界面來(lái)聯(lián)系、學(xué)習和提供集中智能和基于策略的控制，這種跨云端和高度虛擬化環(huán)境的一致方法，可簡(jiǎn)化安全管理，并減輕已經(jīng)過(guò)度擴展的IT團隊負擔。報導指出，如果沒(méi)有辦法限制安全漏洞的類(lèi)型和范圍，物聯(lián)網(wǎng)可能會(huì )對企業(yè)造成更多的傷害，而不是帶來(lái)好處。

Gartner的最新報告指出，近20%的企業(yè)機構在過(guò)去三年內至少觀(guān)察到一次基于的攻擊。為了應對這些威脅，Gartner預測全球物聯(lián)網(wǎng)安全支出將在2018年達到15億美元，相比2017年的12億美元增加了28%。

針對物聯(lián)網(wǎng)設備的安全問(wèn)題，需要提高黑客攻擊物聯(lián)網(wǎng)設備的成本，降低物聯(lián)網(wǎng)設備的安全風(fēng)險。我們將從六個(gè)攻擊面對設備進(jìn)行安全評估分析，并給出應對措施。

攻擊面一：硬件接口

物聯(lián)網(wǎng)終端設備的存儲介質(zhì)、認證方式、加密手段、通訊方式、數據接口、外設接口、調試接口、人機交互接口都可以成為攻擊面。很多廠(chǎng)商在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中保留了硬件調試接口。例如可以控制CPU的運行狀態(tài)、讀寫(xiě)內存內容、調試系統代碼的 JTAG接口、可以查看系統信息與應用程序調試的串口。這兩個(gè)接口訪(fǎng)問(wèn)設備一般都具有系統較高權限，造成重大安全隱患。除此之外還有I2C、SPI、USB、傳感器、HMI等等。還有涉及硬件設備使用的各種內部、外部、 持久性和易失性存儲，如SD卡、USB載體、EPROM、EEPROM、FLASH、SRAM、DRAM、MCU內存等等都可能成為硬件攻擊面。

應對措施：物聯(lián)網(wǎng)設備在設計之初就需要考慮安全，保證攻擊者無(wú)法獲取以及篡改相關(guān)資源，目前Arm公司借鑒在移動(dòng)終端的可信執行環(huán)境TEE成功做法，將TrustZone技術(shù)移植到Cortex-M系列芯片平臺中，這是從芯片層面考慮的安全從源頭保證設備安全。

攻擊面二：暴力破解

目前大部分物聯(lián)網(wǎng)終端都是單CPU+傳感器架構+通訊模塊，軟件設計大多只強調滿(mǎn)足級別功能即可。但我們說(shuō)啟動(dòng)安全和根密鑰安全是一切設備安全的基礎，一切業(yè)務(wù)邏輯、設備行為都是基于這兩個(gè)安全功能，黑客極有可能對設備進(jìn)行暴力破解，獲取設備信息、通訊數據，甚至對遠程對設備鏡像進(jìn)行替換，偽裝成合格終端。

應對措施：安全啟動(dòng)和根密鑰的安全，可以通過(guò)使用安全芯片SE來(lái)進(jìn)行保證。這也是技術(shù)層面解決物聯(lián)網(wǎng)安全、形成安全合規的物聯(lián)網(wǎng)終端的最有效方式。

攻擊面三：軟件缺陷

軟件缺陷主要表現在軟件bug、系統漏洞、弱口令、信息泄露等等。

比如，目前物聯(lián)網(wǎng)設備大多使用的是嵌入式linux系統，攻擊者可以通過(guò)各種未修復漏洞進(jìn)行系統漏洞利用，獲取系統相關(guān)服務(wù)的認證口令。

比如，弱口令的出現一般是由廠(chǎng)商內置或者用戶(hù)口令設置不良的習慣兩方面造成的。這個(gè)在網(wǎng)時(shí)代是一樣的道理。

比如，多數物聯(lián)網(wǎng)設備廠(chǎng)商不重視信息安全，導致泄露的信息極大方便了攻擊者對于目標的攻擊。例如在對某廠(chǎng)商的攝像頭安全測試的時(shí)候發(fā)現可以獲取到設備的硬件型號、硬件版本號、軟件版本號、系統類(lèi)型、可登錄的用戶(hù)名和加密的密碼以及密碼生成的算法。攻擊者即可通過(guò)暴力破解的方式獲得明文密碼。

比如，開(kāi)發(fā)人員缺乏安全編碼能力，沒(méi)有針對輸入的參數進(jìn)行嚴格過(guò)濾和校驗，導致在調用危險函數時(shí)遠程代碼執行或者命令注入。

應對措施：軟件缺陷，一方面需要加強產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的安全開(kāi)發(fā)流程，一方面是安全管理流程。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要遵循安全編碼規范，減少漏洞產(chǎn)生，降低潛在風(fēng)險，物聯(lián)網(wǎng)設備需要以全局唯一的身份接入到物聯(lián)網(wǎng)中，設備之間的連接需要可信認證，在物聯(lián)網(wǎng)設備中確保沒(méi)有后門(mén)指令或者后門(mén)代碼。針對用戶(hù)認證，需要設計成在第一次配置和使用設備時(shí)由用戶(hù)進(jìn)行自行設置并需要設置強口令策略。在發(fā)行版本中去除調試版本代碼，去除JTAG接口和COM口，同時(shí)關(guān)閉例如SSH，telnet等不安全的服務(wù)。

攻擊面四：管理缺陷

管理缺陷導致的問(wèn)題是安全的最大和最不可防范的問(wèn)題。雖然是反映在技術(shù)上，比如弱口令、比如調試接口、比如設備LOG信息泄露等等但無(wú)一例外都是安全開(kāi)發(fā)管理缺陷導致。

比如，產(chǎn)品設計的時(shí)候就沒(méi)有考慮到授權認證或者對某些路徑進(jìn)行權限管理，任何人都可以最高的系統權限獲得設備控制權。

比如，開(kāi)發(fā)人員為了方便調試，可能會(huì )將一些特定賬戶(hù)的認證硬編碼到代碼中，出廠(chǎng)后這些賬戶(hù)并沒(méi)有去除。攻擊者只要獲得這些硬編碼信息，即可獲得設備的控制權。

比如，開(kāi)發(fā)人員在最初設計的用戶(hù)認證算法或實(shí)現過(guò)程中存在缺陷，例如某攝像頭存在不需要權限設置session的URL路徑，攻擊者只需要將其中的Username字段設置為admin，然后進(jìn)入登陸認證頁(yè)面，發(fā)現系統不需要認證，直接為admin權限。

應對措施：信息網(wǎng)絡(luò )安全需要在產(chǎn)品的各個(gè)流程中進(jìn)行，包括公司管理流程，在設備上市前進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的產(chǎn)品安全測試，降低物聯(lián)網(wǎng)設備安全風(fēng)險。

攻擊面五：通訊方式

通訊接口允許設備與傳感器網(wǎng)絡(luò )、云端后臺和移動(dòng)設備APP等設備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通信，其攻擊面可能為底層通信實(shí)現的固件或驅動(dòng)程序代碼。

比如，中間人攻擊一般有旁路和串接兩種模式，攻擊者處于通訊兩端的鏈路中間，充當數據交換角色，攻擊者可以通過(guò)中間人的方式獲得用戶(hù)認證信息以及設備控制信息，之后利用重放方式或者無(wú)線(xiàn)中繼方式獲得設備的控制權。例如通過(guò)中間人攻擊解密HTTPS數據，可以獲得很多敏感的信息。

比如，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信接口存在一些已知的安全問(wèn)題，從攻擊角度看，可對無(wú)線(xiàn)芯片形成攻擊乃至物理破壞、DOS、安全驗證繞過(guò)或代碼執行等。

比如，以太網(wǎng)設備接口如wifi接口等都存在一些底層TCP/IP通信漏洞、硬件實(shí)現漏洞和其它攻擊向量。

比如，無(wú)線(xiàn)通信Bluetooth (and BLE)、ZigBee、Zwave、NFC、、LoRA、Wireless HART，等等。

應對措施：物聯(lián)網(wǎng)終端設備種類(lèi)繁多，具體應用場(chǎng)景豐富，通信方法多種多樣，而且在不斷變化過(guò)程中，這是物聯(lián)網(wǎng)安全最薄弱和最難以克服的問(wèn)題?？梢?xún)戎冒踩珯C制，增加漏洞利用難度，廠(chǎng)商可以通過(guò)增量補丁方式向用戶(hù)推送更新，用戶(hù)需要及時(shí)進(jìn)行固件更新。

攻擊面六：云端攻擊

近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)設備逐步實(shí)現通過(guò)云端的方式進(jìn)行管理，攻擊者可以通過(guò)挖掘云提供商漏洞、手機終端APP上的漏洞以及分析設備和云端的通信數據，偽造數據進(jìn)行重放攻擊獲取設備控制權。

應對措施：建議部署廠(chǎng)商提供的整體安全解決方案。比如目前的IFAA技術(shù)方案如果應用在物聯(lián)網(wǎng)上可以進(jìn)行安全的身份認證，同時(shí)保護數據安全。再比如阿里主導下的ICA聯(lián)盟在這方面也作出了一些有益的工作。