在過去十年里，汽車行業見證了嵌入汽車的計算機組件數量的大幅增加。今天，汽車實際上是帶輪子的計算機，就像我們的計算機相互連接一樣，汽車也是如此。Security Innovation 首席執行官埃德·亞當斯?(Ed Adams)?指出，雖然波音夢想客機的代碼行數接近 650?萬行，但福特皮卡的代碼行數大約是這個數量的 20?倍，其中包含 1.3 億行代碼以及 100?多個不同的芯片，兩英里的線束距離 10?個操作系統。

添加這些計算機系統的目的是為了讓我們的生活更輕松、更安全，包括GPS 跟蹤、遠程信息處理數據分析、車道偏離警告系統?(LDWS)、碰撞檢測和預防系統、自適應巡航控制，和通過內置組件或外部添加的模塊自動碰撞響應和輔助功能，但是這些模塊都可以被黑客利用并造成傷害。如果制造商對重要的車輛網絡安全措施置若罔聞，引入這些先進的計算機可能會增加攻擊面和潛在風險。

本文將分析一個案例研究，其中使用無線攻擊手段破壞了車輛的安全性，然后確定策略，旨在緩解漏洞。

作為 IBM 的員工，我選擇了一個真實的行業案例研究，IBM X-Force Red 團隊參與了一項汽車制造商開發的端到端滲透測試，該汽車制造商正在開發售后連接汽車“插入式”解決方案。該插件將允許客戶將他們的汽車轉變為聯網汽車，為他們提供諸如GPS 跟蹤和其他遠程信息處理數據跟蹤等好處。該解決方案由三部分組成，如圖所示。安裝在汽車中以提取遠程信息處理的設備。一個基于云的數據收集和通信的應用程序，以及一個允許客戶訪問數據或與汽車通信的移動應用程序。

攻擊的性質

然而，汽車制造商意識到與聯網汽車解決方案相關的潛在安全風險和漏洞，并聘請 X-Force Red 團隊對該插件的解決方案進行了滲透測試。

為了更全面地了解，解決方案及其潛在漏洞，該團隊首先創建了一個威脅模型。接下來對解決方案的每個單獨組件進行手動測試。這包括對車載設備進行逆向工程。X-Force Red 團隊采用了犯罪攻擊者，用來破壞解決方案的相同工具和方法。

漏洞利用和攻擊的結果

制造商最初擔心車載設備收集的數據可能會被犯罪攻擊者讀取并傳輸到他們自己的云端后端基礎設施。該解決方案經過 X Force 團隊測試后，證明了這種擔憂是正確的。設備和云之間的通信很容易受到攻擊。該團隊制定了一項技術，將通信重定向到其個人 GSM 接入點，以捕獲和篡改數據。

此外，他們在硬件和固件中發現了一個更令人擔憂的漏洞，即車載設備沒有任何操作來防止自身干擾車輛的運行。這可能會讓攻擊者利用該漏洞在汽車行駛時激活制動器、鎖上門窗或打開加熱系統。

該團隊能夠在解決方案的每個組件中找到漏洞，包括硬件、云服務以及移動應用程序。他們能夠干擾固件并利用每個未使用的可用端口。

制造商是如何解決這個問題的？

通過滲透測試結果和發現被帶回到初始的威脅模型，來了解安全弱點和威脅級別。基于此評估，該團隊開發了一個框架來幫助制造商減輕已識別的問題。該方法還有助于硬件開發，以避免一些已發現的問題。

制造商實施了由X-Force Red 團隊設計的框架，并提高其售后市場聯網汽車插件解決方案的安全性。該產品的范圍也僅限于它的 GPS 跟蹤功能，并排除了控制汽車本身各種組件的能力，以降低潛在風險。這一變化使制造商能夠在市場上提出解決方案。

進一步的解決方案

該解決方案中的一個關鍵漏洞是車載設備與云之間的通信。在進一步分析設備和實現的通信協議時，我發現，盡管2G或GSM是目前最流行、使用最廣泛的無線電通信協議，但由于存在一些安全設計缺陷，這些協議已經過時且容易受到攻擊。首先，缺乏加密。當數據通信缺乏加密時，大多數設備不會提醒用戶。為保護數據的機密性和完整性，應在將其發送到云端之前對數據進行加密。此外，在云端對設備進行身份驗證是至關重要的，反之亦然，能用來解決普遍存在的缺乏相互驗證的問題。

X-ForceRed 團隊對硬件和固件的評估也讓我更深入地研究了聯網車輛中 OBD-II 協議和 CAN 的風險和漏洞。一個主要關注點是，是否可以在不實際訪問汽車的情況下訪問這些網絡。事實上，車輛已與外部網絡隔離。然而，隨著智能手機革命的到來和小型化程度的提高，通過將設備插入 OBD-II 端口的聯網汽車解決方案的數量越來越多。雖然最初由機械師用來診斷車輛的健康狀況，但一個允許車主通過手機甚至互聯網訪問相同信息的市場正在興起。這些 OBD-II 端口提供對 CAN 總線的原始訪問，可能允許直接操縱車輛中的 CAN 通信。

有時 CAN 直接從車輛通過設備傳遞到外部網絡。直接將數據傳遞到外部網絡是非常危險的，它可能允許攻擊者向總線上的 ECU 提交任意 CAN 命令。這個功能應從網絡架構中分離出來，并且允許應用程序僅從預先選擇的 OBD-II 命令列表中發送請求。另一個主要漏洞是固件更新。固件更新應始終進行加密簽名和加密，以防止攻擊者修改固件。

總結

隨著時間的推移，車輛遠程信息處理必將變得越來越復雜，如所討論的聯網汽車插入解決方案等設備需要構建安全性，并吸取傳統信息技術和移動計算已經學到的教訓。當車輛網絡與信息安全涉及到人們的生命與財產時，我們不能自滿在當前的技術成果下。

審核編輯：劉清