如何防范對汽車無鑰匙進入系統(tǒng)的攻擊
無鑰匙進入系統(tǒng)是大多數(shù)現(xiàn)代汽車的基本配置。其最大的優(yōu)勢就是方便，車輛自身就能檢測鑰匙并自動解鎖。但是很多人對此類系統(tǒng)的安全性提出質(zhì)疑。他們認為無鑰匙進入系統(tǒng)的便利性有時候需要付出代價：信息安全。
多年來，安全研究人員發(fā)現(xiàn)了汽車系統(tǒng)中的許多漏洞。因此，人們對汽車網(wǎng)絡(luò)安全需求攀升。 近期關(guān)注度較高的案例是2020年11月特斯拉Model X無鑰匙進入系統(tǒng)中的一系列漏洞。該漏洞是由比利時魯汶大學(xué)的Lennert Wouters發(fā)現(xiàn)的。
密鑰卡攻擊中的步驟
特斯拉Model X無鑰匙進入系統(tǒng)的操作步驟如圖所示。圖中的數(shù)字表示各個步驟。請注意，目標車輛已被鎖定，且目標密鑰卡已遠離車輛。
1.攻擊者接近目標車輛，通過擋風(fēng)玻璃讀取車輛識別號碼(VIN)，并為攻擊設(shè)備中的修改后的車身控制器(BCM)配置仿真SE以使用目標VIN
2.攻擊者找到目標密鑰卡，并將攻擊設(shè)備靠近它，并佯裝成目標車輛，以約5米的距離通過低頻(LF)連接。攻擊者使用從VIN派生的標識符來強制先前配對的目標密鑰卡通過藍牙低功耗(BLE)顯示為可連接
3.攻擊者利用Raspberry Pi通過BLE將惡意固件更新推送到目標密鑰卡，以獲得對密鑰卡的完全控制。可以通過在最大30米的距離處使用目標密鑰卡上無線下載服務(wù)(OTA)來執(zhí)行此更新
4.在更新目標密鑰卡之后，攻擊設(shè)備將通過BLE重新連接。由于密鑰卡正在運行由攻擊者控制的惡意固件，該固件允許將任意應(yīng)用程序協(xié)議數(shù)據(jù)單元(APDU)命令發(fā)送到目標密鑰卡中的SE，因此攻擊者能夠從智能鑰匙中的SE向目標車輛提取許多有效的一次性解鎖命令（例如解鎖車門、行李箱等）
5.攻擊者接近目標車輛并使用有效的解鎖命令來解鎖目標車輛。解鎖命令通過BLE從Raspberry Pi發(fā)送到目標BCM
6.攻擊者可以物理訪問車輛內(nèi)部，并可以通過位于中央顯示屏下方的診斷端口將攻擊設(shè)備物理連接至車載網(wǎng)絡(luò)。攻擊設(shè)備通過控制器局域網(wǎng)(CAN)連接到目標BCM
7.攻擊設(shè)備指示目標BCM與修改后的密鑰卡配對。在通過BCM挑戰(zhàn)應(yīng)答驗證后，添加修改后的密鑰卡，必要的憑據(jù)將存儲在密鑰卡的仿真SE中
8.攻擊者使用攻擊設(shè)備上新配對的密鑰卡啟動車輛，使用先前存儲在模擬密鑰卡SE中的憑據(jù)成功通過挑戰(zhàn)應(yīng)答驗證，然后將目標車輛開走
導(dǎo)致密鑰卡易受攻擊的漏洞/缺陷
此類攻擊主要是由于以下兩種漏洞/缺陷造成的：
盡管在密鑰卡上執(zhí)行了簽名驗證，但是由于存在漏洞，攻擊者使用惡意固件通過BLE更新密鑰卡。此外，盡管有效的密鑰卡通常存儲從后端接收簽名證書，但是當(dāng)與密鑰卡配對時，這些證書不會被車輛BCM驗證。
值得注意的是，安全研究人員已于2020年8月負責(zé)任地向特斯拉披露了這些問題。特斯拉于2020年11月發(fā)布OTA補丁。
采用應(yīng)用安全測試工具解決執(zhí)行及設(shè)計漏洞/缺陷
第一種情況，密鑰卡簽名驗證不當(dāng)，這類問題通常可以用靜態(tài)應(yīng)用安全測試、軟件組成分析（識別已知漏洞）和模糊測試（檢測未知漏洞）來發(fā)現(xiàn)。此外，滲透測試重點檢測高風(fēng)險區(qū)域，比如安全相關(guān)的功能和固件更新，也可以檢測出此類漏洞。
第二種情況是BCM和密鑰卡之間的配對協(xié)議設(shè)計中缺少證書驗證。這些類型的設(shè)計問題通常可以通過安全設(shè)計審查來識別。此外，必須對目標系統(tǒng)進行適當(dāng)?shù)耐{分析和風(fēng)險評估，識別高風(fēng)險區(qū)域，這有助于定義適當(dāng)?shù)陌踩蟛⒃O(shè)計相應(yīng)的安全控制措施。
汽車行業(yè)已經(jīng)有許多幫助改善網(wǎng)絡(luò)安全的舉措，例如ISO SAE 21434網(wǎng)絡(luò)安全工程標準以及聯(lián)合國關(guān)于網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)安全管理系統(tǒng)的第155號條例等。
開發(fā)100％安全的汽車系統(tǒng)不大現(xiàn)實，因此汽車企業(yè)需要考慮并部署適當(dāng)?shù)拇胧﹣韱⒂肙TA更新，以便及時修補新發(fā)現(xiàn)的漏洞。
