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IoT安全测试指北

2020-09-05 18:57

物联网(The Internet of Things,简称IOT)是指通过 各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化 学、生物、位置等各种需要的信息,通过各类可能的网络接入,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。

关于IoT安全测试的方法,网上也有一些资料,但感觉有用的分享并不多,且杂。关于IoT要学的东西也还有很多,肯定不是本文这些内容就能说完的,本文就个人已知的知识部分结合经验简单总结一下IoT如何进行安全测试。

IoT体系结构

作为安全人员,需要对测试目标进行充分了解后才能去思考目标可能会存在的问题,也是本质上的从信息收集开始做起。

首先需要清楚当前测试的目标的体系结构,此处引用前人总结过的分类

执行器:通过物理过程控制事物,如空调机组,门锁,窗帘

网关:用于收集传感器信息和控制中心

传感器:用于检测环境,例如光,运动,温度,湿度,水/电量

云:Web界面或API托管用于收集数据的云端web应用和大型数据集分析。一般来说,就是用来做信息与其他方资源共享

移动(app):移动设备大多使用的,在设备上的应用程序,以实现手机端控制IoT环境来进行互动

IoT攻击面及测试思路

综合上文,笔者认为可以进行安全测试的攻击面有如下部分:

(没写的就是不会,会我就写了  ( ̄□ ̄||)

1、协议

IoT目前所用到的协议有很多种,本文列举本人遇到的过的较为常见的几种,包括HTTP、TLS/SSL、S7Comm-plus、websocket、MQTT

HTTP

HTTP协议大概是安全人员最熟悉的协议之一了,在IoT情景中,简单分为两种情况,有web应用和没有web应用的。

先对有web应用的情景进行分析,常见的IoT设备有路由设备(TP-Link、D-Link等)、视频监控(海康威视、各种DVR等)、门禁考勤系统(Linear eMerge E3-Series)、智能网关(GPON Home Gateway)等。

这种其实不需要多作赘述,基本都是常规的web渗透一把梭,常见的问题有默认密码、弱口令、越权、RCE等。

对没有web应用的情景进行分析,这类设备就太多了,离生活较近的有打印机、智能烤箱和电饭煲、智能咖啡机、智能语音助手等。这一类设备大部分功能其实还是使用其他协议完成,但是总要一部分功能会需要用到HTTP协议,举个栗子,笔者家里有个智能电烤箱,能绑定后通过某语音助手来进行命令下发(开关机和设定烤箱温度时间等),需要扫描产品上方的二维码进行绑定,类似下图

而二维码其实解析出来是一段URLhttp://target.com/xx/?sid=xxx

经过测试sid为烤箱编号,能够进行遍历修改,也可以对烤箱进行解绑操作,不过自己家用的那款利用起来比较麻烦,绑定过程需要输入附近的WIFI密码使烤箱联网,因此并未达到直接绑定操作任意其他烤箱,但可以引为思路。

以上其实还是偏向于web安全测试,但是也有部分IoT设备能提供特别的环境,局域网。比如某智能音箱,通过wireshark等软件的抓包可以发现音乐点歌的功能是使用了HTTP请求的,那么这一点就存在三个可测试方案,一个是中间人攻击,在非安全的网络环境中,通过中间人的方式替换请求就能使音箱播放指定歌曲,比如无论用户点什么歌,最后播放的都是《今天是个好日子》,可能会对用户造成精神污染最后导致退货和投诉,对厂商还是有一定危害和影响的;再一个就是如果某些特定操作是通过HTTP请求来进行实现,例如智能咖啡机的咖啡制作功能(当然,大部分咖啡机都没有使用HTTP,此处只是举例)是通过一条HTTP请求完成,那么通过抓取数据包后进行重放攻击,就能不断获取新的咖啡,一杯给领导,一杯给女神,还有一杯自己喝;最后再举一个栗子,智能门禁系统,如果使用HTTP协议,将用户刷卡信息上传到服务器中,我们在内网可以通过嗅探等方式捕获这些数据,导致敏感信息泄露的问题。

简单总结下这一段,对没有web应用的设备进行安全测试,需要尽量找到设备的HTTP请求,在该请求的基础上,尝试中间人攻击、重放攻击、敏感数据获取。(除此之外其实也可以按照web渗透的方法进行测试,权限绕过、SQL注入等,毕竟各种IoT环境实在太多,本段只是举了三个个人认为比较通用一点的面。)

TLS/SSL

加密后的流量虽然可以被抓包工具捕获,但是一般都无法获取有效信息,因此针对使用了TLS协议的设备,首先需要将流量解密,关于解密方法,一种是通过该协议本身的漏洞进行解密,但这一块本人没有太多的研究,不进行深入,另一种是通过对设备固件进行分析,获取解密方法,这一块涉及逆向和二进制等方面,也无法进行过多深入。当然流量解密后,测试方法就参考上文所写HTTP协议部分即可。

S7Comm-plus

了解的不多,但是貌似用的不少,可以参考另一篇文章

西门子S7comm-plus通信过程及重放攻击分析

Websocket

websocket用的最多的地方还是即时通信,通常在工业互联网中用的毕竟多,比如需要实时监控某些信息的设备。

一般通过抓包可以看到

测试方法并不局限,就本人测试过的而言,主要问题是没有鉴权,很多时候直接请求接口就完事了,服 务器正常接收并执行,这一点还是很危险的,不过使用websocket大部分还是用于实时数据传输,但是通过未鉴权的接口,我们除了能越权进行某些操作之外,其实还容易导致大量的敏感信息泄露。因此,对于websocket,测试接口鉴权和是否存在信息泄露。

MQTT

MQTT是一种机器对机器(M2M)的协议,它被广泛地用于IoT 。其在1999年由IBM发明,当时是为了创建一个协议,用于通过卫星连接连接石油管道的最小电池损耗和最小带宽。因为它的耗能非常低,所以被IoT生态系统广泛采用。目前几乎所有的IoT 云平台都支持通过MQTT 与几种不同实现的IoT 智能设备发送接收数据。

对此协议的测试其实还是感谢上一段在某车企的工作经历,因为车机中会使用较多的MQTT协议,而其实MQTT在物联网设备的应用场景十分之广

智能家居

温度湿度传感器

健身器材

血压测量仪

位置服务

医疗设备

先了解一下该协议,MQTT基于TCP协议默认端口为1883,主要功能就两个,发布(Publish)和订阅(Subscribe)。

关于MQTT的攻击面,个人觉得较为好用的是MITM、口令问题、权限问题。

1.MIMT

MQTT和HTTP一样都非常容易受到中间人攻击,具体思路参考上文。

2.口令问题

此部分也分为空口令、弱口令和暴力破解。

网上很多开放MQTT的设备均为空口令,使用mqtt连接工具可以直接连上

同样,对于安全方面的忽视,也存在不少弱口令,并且对于暴力破解没有很好的防御方式,因此口令问题是MQTT协议非常需要注意的方面。附暴力破解脚本https://github.com/zombiesam/joffrey

3.权限问题

MQTT 主题(Topic) 支持’+’, ‘#’的通配符,’+’通配一个层级,’#’通配多个层级(必须在末尾)。

也就是说如果我们的有两个个Topic分别为CMD/123/456 CMD/789/666那么我们可以订阅CMD/#来获取其CMD下的全部消息。在攻击中我们首先就可以利用其来监听所有不以$开头的Topic。对于以$开头的Topic我们可以使用$SYS/#来订阅(详见:https://github.com/mqtt/mqtt.github.io/wiki/SYS-Topics)

如下为没有权限控制的MQTT消息服务器,直接查看所有Topics

2、固件

设备固件分析的前提是需要获取到固件,提取固件的方法可以参考看雪大佬的文章https://bbs.pediy.com/thread-230095.htm

对于web出身的安全人员(也就是本人),较为实在的方法就是从官网寻找,或者联系产品售后获取,也可以通过软件升级抓包得到固件下载地址。

如下图,从官网直接搜索下载到指定版本固件。

在提取固件后需要对固件进行分析,但是在此之前需要先判断固件是否被加密,通常使用binwalk先进行分析查看,此时如果出现如下图,那么该固件可能为加密固件

参考如何分析和解密已加密的路由器固件进行解密

未加密的固件通常如下图

可以通过命令

binwalk -e 固件名

来进行提取

提取后可以看到squashfs文件系统,然后在对其源码进行分析即可

3、云端

云对于IoT也是非常重要的一个环境,毕竟只有things能连接到Internet才算是IoT。

在实际测试中,获取云端地址是尤为重要的一个环节,通常来说使用wireshark等抓包工具就能直接看到设备云端地址,在简略的获取云端地址后,首先一定是对该云服务器进行一次常规完整的渗透,这部分主要是信息收集居多;然后根据实际情况进行测试,我遇到过的场景有,在针对一次车机系统的测试中,后端web管理端可以直接通过一条HTTP请求对车机下发命令,如软件升级更新、消息推送等,此时可以进行更改对应车机VIN码或未授权漏洞的尝试等;最后可以尝试对固件进行分析,筛选提取一些隐藏的接口,看是否存在可利用的点。

4、APP&C/S

APP和C/S客户端也是经常容易受到攻击的点,不考虑上文已经提过的攻击面,对于APP我们可以进行脱壳分析,除了常规的APP本身的问题如重打包、组件安全问题之外,最需要关注的点应该是信息泄露部分,如一些敏感的接口地址(测试越权和有无更深一层的信息泄露)以及某些功能服务的账号密钥(如oss服务器的secretkey、telnet或ftp服务的账号密码)等。

对于C/S客户端架构的安全测试,首先肯定是分析所用协议,常规抓包工具就能搞定,然后按照上文的根据协议的攻击面去进行测试,除此之外,客户端还可以测试逆向信息收集、DLL劫持等,这个测试的并不多,奉上大佬们的文章

CS-checklist

某云pc客户端命令执行挖掘过程

实战介绍Windows下的PC客户端常见漏洞挖掘

5、RFID

生活中用到RFID的地方其实还是很多的,最常见的有门禁刷卡、地铁公交刷卡、智能打印机刷卡打印等。

比较常见的利用场景有复制小区的门禁卡,修改学校水卡余额,以及修改电梯卡可刷楼层等。

这一类利用方式也比较简单,淘宝买个NFC设备基本都附送操作教程,复制操作就是一个解密然后重新写入的操作,不多赘述。修改余额和电梯楼层的操作可以参考文章

https://blog.csdn.net/TymonPaul/article/details/80425617

比对hex后推测出规律和需要修改的点,使用winhex等工具进行修改即可

那么除此之外,由于一次偶然的机会,我又有了一些新的思路。比如我司的智能打印机,需要先刷卡进行身份认证,然后才能打印你上传的文档。首先看一下正常第一次使用工卡刷卡,打印机给的反馈如下

然后我又拿我的小区门禁卡刷了一下,想不到也可以,反馈如下

那么测试思路就很明显了,通过比对分析,得到该打印机读取的数据段,然后进行修改,反向推断出其他同事的工号(当然其实可以直接借一个过来刷),然后修改成心仪女神的工号,这样就能看到女神天天在打印啥东西..了?(所以其实并没有太大的用处吗)

当然能做的也不止于此,假设读取的数据会进入数据库,是不是也可能存在SQL注入的问题,毕竟参数可控,假如能知道管理员的序号,是不是能直接刷卡成为打印机管理员,诸如此类。

思路说了这些,你问我为什么没有实践一下的话,因为笔者就买了个PN532再玩,买不起PM3和更高级的读卡器,而PN532能读取的卡类实在太少,所以总结没实践的原因,穷。

另外,蓝牙其实也算是RFID的一类,用到蓝牙的地方生活中其实也有很多,耳机、音箱、共享单车等。蓝牙协议是真的挺难研究学习的,但是也不妨碍提出一点小小的想法,一种是中间人攻击,通过中间人的方式修改或截取信息,参考文章[翻译]蓝牙中间人攻击代理工具,还有一种就是重放攻击,可以尝试用到共享单车的开锁,参考文章蓝牙抓包重放实例

6、硬件

硬件层面的东西,毕竟不在专门研究IoT的部门,没有经费研究,自己花钱肯定要被亲爱的老婆大人询问花呗的用途,只能截取一些网上的文章分享一下。

自助终端机的常见入侵方式

基于CAN 总线操作汽车仪表盘模拟器实用指南

独角兽暑期训练营| 某网红打印机安全分析(上)

关于硬件的东西还有很多,也并不局限于此,如有其它好文希望师傅们多多推荐。

小结

IoT涉及面实在太过广泛,也不是一篇文章能陈述完的,真正的实战中肯定需要更多更全面的能力,本文只是提出个人的见解看法,以及总结思考后的一些经验,有不足之处还请指正,希望能帮助到各位。

参考

http://rui0.cn/archives/975

https://blog.csdn.net/guangyinglanshan/article/details/78583926

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知识来源: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjA0NjgyMA==&mid=2651095728&idx=2&sn=ba96a942849d53b058c6af73985f9be2&chksm=bd1f103b8a68992d7b6a0b48e86d24ae6221d288e4adb2b5d29c2835b4e5daf57c580f7f0623&scene=27&k

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