Systém zamykání vozidla prošel stoletým vývojem. Navzdory tomu, že se jedná o subtilní součást, bylo vynaloženo obrovské úsilí na výrobu bezpečnějších zámků a pohodlnějších klíčů se stále sofistikovanější technologií a zabudovanými funkcemi. Je jasné, že klíče od auta, které dnes používáme, nevykazují žádnou podobnost s tím, co byly před desítkami let. Ve skutečnosti byl kombinovaný klíč dveří a zapalování vynalezen teprve v 1960. letech minulého století. Předtím museli majitelé vozidel nosit různé sady klíčů pro zámky dveří a zámek zapalování. Poté v 1980. letech XNUMX. století dálkový bezklíčový systém (RKS) byl přijat, běžně označovaný jako bezklíčový vstup, který umožňuje řidičům dálkově ovládat zámky dveří stisknutím tlačítka na jejich klíčence. To se dále vyvíjelo do chytrého přívěsku na klíče, který pomocí RFID (radiofrekvenční identifikace) technologie, automaticky odemkne vozidlo v blízkosti, což umožňuje handsfree pasivní bezklíčový vstup. Dnes mnoho výrobců automobilů dělá ještě jeden krok dále, aby eliminovali potřebu jakékoli fyzické formy klíče tím, že přijali klíč digitální klíč od auta – virtuální chytrý klíč, který kombinuje bezdrátové komunikační technologie s ověřovacím softwarem, který lze snadno nainstalovat do smartphonů.
Navzdory pohodlí, které digitální klíč od auta nabízí, mnozí zůstávají skeptičtí k myšlence virtuálního „přihlášení“ do vozidla prostřednictvím aplikace pro chytré telefony, přičemž primárním zájmem je zabezpečení. Mít hmatatelný přívěsek na klíče po ruce se skutečně cítí psychicky bezpečnější než virtuální klíč na smartphonu. Důkazy však naznačují opak – digitální klíče od auta jsou mnohem bezpečnější, než bychom si mysleli.
Celosvětová standardizace pro digitální klíče od auta: Digitální klíč CCC
Na rozdíl od jiných softwarových aplikačních služeb je architektura digitálního klíče od auta přísně standardizována konsorciem CCC (Car Connectivity Consortium), které vydává podrobnou verzi, kterou mají všichni výrobci a vývojáři softwaru sledovat a která zajišťuje bezpečnost a celosvětovou interoperabilitu.
Od svého založení, Digitální klíč CCC standard obdržel dvě velké aktualizace, které zahrnují pokročilejší technologie pro větší zabezpečení a pohodlí. Kromě přijetí robustních autentizačních opatření založených na PKI, která překračují bezpečnostní standardy finančního průmyslu, využívá digitální klíč také špičkové komunikační technologie, aby zabránil útokům typu man-in-the-middle (MITM), které se pokoušejí zachytit zprávy. Nejnovější standard, Digitální klíč CCC 3.0, byl představen v roce 2021 a přijal dvě nové bezdrátové komunikační technologie – UWB (ultraširokopásmové) a BLE (Bluetooth s nízkou spotřebou energie). Tyto technologie jsou srovnatelně bezpečnější ve srovnání s technologií RFID používanou v chytrých klíčenkách.
Snížení rizika reléových útoků
I když se inteligentní klíčenka může zdát bezpečnější než digitální klíč, protože vlastník má nad klíčem úplnou fyzickou kontrolu, ve skutečnosti je vysoce zranitelný vůči útokům MITM, zejména útokům typu relay. Vzhledem k tomu, že inteligentní klíčenka komunikuje s vozidlem pomocí RFID signálů, útočníci se mohou pokusit zachytit signály a využít je ve svůj prospěch, většinou ke krádeži vozidel.
Relé útok je překvapivě jednoduchý a snadno implementovatelný, nevyžaduje žádné technické znalosti. Vše, co potřebuje, jsou dva lidé a dva RFID vysílače. Jedna osoba musí stát v určitém dosahu přívěsku na klíče (obvykle poblíž domu majitele auta) a mít u sebe vysílací zařízení, které snímá signály RFID z přívěsku na klíče. Zařízení pak předá tento signál druhé osobě, která stojí vedle cílového vozidla a drží přijímací zařízení, které zachytí předávaný signál, a tím vozidlo odemkne. Tato zařízení lze snadno najít a zakoupit online za přijatelné ceny, přičemž některá z nich jsou schopna zachytit signály ze vzdálenosti 100 metrů.
Štafetové útoky jsou dnes zdaleka nejčastější příčinou krádeží vozidel. Podle společnosti Tracker, která se zabývá odstraňováním krádeží vozidel, bylo 93 % všech vozidel, která našla, ukradeno pomocí reléových útoků. Těmto útokům lze samozřejmě snadno předejít uložením přívěsku na klíče v kovové krabičce nebo jeho přenášením ve vyhrazeném RFID blokovacím pouzdře. Nutnost vyjmout klíčenku z pouzdra před každým použitím však podkopává celý účel mít na prvním místě inteligentní klíčenku – bezproblémový vstup.
Protože digitální klíč používá pokročilejší komunikační technologie, jako je UWB a BLE, z nichž všechny nejsou zranitelné vůči útokům MITM, poskytuje digitální klíč mnohem silnější ochranu proti krádežím vozidel. Ve skutečnosti důkazy ukazují, že nedošlo k jedinému úspěšnému případu kompromitace digitálního klíče. I když se vyskytlo několik případů hackerů, kteří tvrdili, že jsou schopni zachytit signály digitálního klíče pomocí reléového útoku, v důsledku toho nebyla hlášena žádná krádež vozidla.
Šance na vzdálené hackování?
Vzhledem k tomu, že digitální klíč závisí na softwarové autentizaci, mnozí se obávají potenciálu hackování vozidel. Přesně řečeno, každý připojený systém je náchylný k hackování, ale možnost, že by hacker úspěšně obešel autentizaci založenou na PKI a získal přístup ke klíči, je extrémně nízká. Pwn2Own, jedna z nejpopulárnějších soutěží v oblasti kybernetické bezpečnosti, nabídla odměnu 100,000 3 dolarů každému, kdo dokáže hacknout digitální klíč Tesla Model XNUMX prostřednictvím spuštění kódu, ale nikomu se během soutěže nepodařilo prolomit klíč.
Mnoho uživatelů se také obává, že ztratí svůj smartphone, a tím ztratí přístup ke svému vozu. Pomocí digitálního klíče mohou uživatelé snadno ukončit nebo pozastavit svůj klíč přihlášením ke svému účtu z jiného zařízení, čímž zabrání neoprávněnému použití ztraceného nebo odcizeného klíče.
Navíc, na rozdíl od chytrých klíčenek, které mají omezená tlačítka a funkce, nabízí digitální klíč mnohem všestrannější funkce. Aplikaci lze například použít k nastavení různých konfigurací a příkazů, jako je otevírání a zavírání kufru, ovládání klimatizace a dokonce sdílení klíče s přáteli a rodinou.
Bezpečné sdílení aut
Při použití fyzického přívěsku na klíče není sdílení vozidla snadné. Vzhledem k tomu, že při nákupu nového vozu dostanete pouze dva páry klíčenek, sdílení vozu s více členy rodiny nebo přáteli může být problém. Navíc, jakmile je klíč předán sdílenému uživateli, vlastník nemá nad vozem žádnou kontrolu, což vede k obavám o bezpečnost a zabezpečení.
S digitálním klíčem je proces sdílení auta mnohem jednodušší a bezpečnější. Majitel jednoduše musí sdílenému uživateli poslat odkaz na pozvánku, aby mu udělil přístup k vozidlu. Majitel si navíc ponechává částečnou kontrolu nad vozidlem prostřednictvím aplikace, která mu umožňuje konfigurovat dobu sdíleného používání, maximální rychlost, počet odemknutí a mnoho dalších.
Funkce sdílení vozidel digitálního klíče je také výhodná pro firemní vozy a platformy služeb pro sdílení jízd. Vzhledem k tomu, že tato veřejně přístupná vozidla mají tendenci být používána neopatrně, nabízí začlenění digitálního klíče velký potenciál pro zvýšení bezpečnosti i pohodlí.
Digitální klíč AUTOCRYPT
Jako první společnost zajišťující mobilitu v Asii se připojila ke konsorciu Car Connectivity, AUTOCRYPT’s Digitální klíč řešení je vlastní řešení vývoje digitálních klíčů v souladu se standardy CCC, založené na proprietárním autentizačním systému AUTOCRYPT založeném na PKI, který vydává certifikáty, které jsou vložené do modulu během vývoje aplikace.
Chcete-li zůstat informováni a informováni o nejnovějších zprávách o AUTOCRYPT a mobilních technologiích, upsat do čtvrtletního zpravodaje AUTOCRYPT.
Systémy Bluetooth Low Energy Passive Keyless Entry (PKE), které řidičům umožňují otevřít dveře auta, aniž by museli šmátrat po klíčích, jsou stále populárnější. Nový výzkum však ukázal, že tyto systémy mohou být zranitelné vůči reléovým útokům na linkové vrstvě.
Tým výzkumníků z NCC Group podrobně popsal, jak byli schopni úspěšně provést takový útok proti Tesle Model 3. Ještě horší je, že útočný nástroj, který vyvinuli, může provést reléový útok s přidanou latencí, která je v rozsahu normální Změna časování odezvy GATT, takže je obtížné zjistit, že útok probíhá.
Jak tedy útok funguje? Je váš systém PKE bezpečný? Jak selže autentizace založená na přiblížení Bluetooth LE? Pojďme se na to blíže podívat.
Jak funguje pasivní bezklíčový vstup Bluetooth LE?
Abychom pochopili, jak útok funguje, musíme nejprve pochopit, jak funguje systém Bluetooth LE PKE.
Systém PKE je systém, který automaticky odemyká a zamyká vaše auto, když jste v jeho blízkosti pomocí autorizovaného telefonu nebo přívěsku na klíče. Systém se nazývá „pasivní“, protože nevyžaduje žádnou akci uživatele. Pomocí tohoto systému může řidič zamknout/odemknout dveře vozu a nastartovat/vypnout motor, aniž by musel cokoliv dělat ručně, buď pomocí přívěsku na klíče nebo mechanického klíče.
To, jak systém PKE funguje, je následující:
Typický systém PKE používá dvě zařízení: registrované mobilní zařízení, které funguje jako klíč, a přijímač namontovaný ve vozidle, přičemž obě implementují profil BLE proximity GATT. Profil blízkosti BLE, jak je definován v jeho oficiální specifikaci, popisuje, co se stane, když se zařízení vzdálí od rovnocenného zařízení nebo co se stane, když se dvě zařízení přiblíží k sobě.
V systému PKE vozidlo funguje jako proximity monitor a provádí periodické vyhledávání pro mobilní zařízení. Po detekci známého mobilního zařízení (tj. mobilního zařízení, jehož MAC adresa je na bílé listině), vozidlo ověří, že hodnota RSSI přijatá z mobilního zařízení je v přijatelném rozsahu. RSSI je indikace síly přijímaného signálu a je mírou síly rádiového signálu přijímaného přijímačem.
Pokud je hodnota RSSI v přijatelném rozsahu, pak lze usoudit, že uživatel nesoucí autorizovaný mobilní telefon nebo klíčenku je v těsné blízkosti vozu, a proto může být ověřen. Obecně je autentizace BLE operace typu výzva-odpověď na základě sdílených tokenů zabezpečení, když jsou dvě peer zařízení zpočátku spárována.
Nakonec po dokončení autentizace vozidlo udržuje spojení s mobilním telefonem a sleduje hodnotu RSSI spojení. Na základě hodnoty RSSI může vozidlo odvodit, zda je uživatel poblíž nebo ne, a proto zamknout/odemknout dveře vozidla a nastartovat/zastavit vůz podle potřeby. V základních termínech se hodnota RSSI používá k ověření přítomnosti uživatele.
Zatím vše vypadá, že to funguje dobře. Ale kde selhává autentizace BLE založená na blízkosti?
Jak se nezdaří autentizace BLE založená na blízkosti
Častým problémem při ověřování blízkosti pomocí BLE je to, že hodnota RSSI není příliš spolehlivým způsobem, jak zjistit, zda je někdo poblíž.
Hodnota RSSI a MAC adresa jsou hodnoty, které pocházejí z vrstvy pod vrstvou 2 na modelu OSI. To znamená, že je lze měřit bez ohledu na stav připojení. Nejsou chráněny zárukou ověřování, důvěrnosti a integrity, kterou poskytuje linková vrstva prostřednictvím párování.
V kontextu BLE může útok typu relay provést útočník, který použije jedno zařízení, které je v těsné blízkosti oběti (tj. uživatele) a další zařízení v blízkosti zamýšleného přijímače (tj. auto). Útočník shromáždí MAC adresu mobilního zařízení oběti a upraví hodnotu RSSI na cokoli, co je potřeba, aby vypadalo blízko auta, a poté tyto dvě hodnoty předá autu.
Pokud mezi připojením BLE oběti a autem není použito šifrování na linkové vrstvě, pak může útočník také snadno provést přenosový útok požadavků a odpovědí GATT.
Když vůz obdrží upravené hodnoty RSSI, je oklamán, aby si myslel, že oprávněný uživatel je v těsné blízkosti, i když může být daleko. To odpovídá scénáři, kdy je autorizovaný telefon v kapse majitele v supermarketu a auto je na parkovišti supermarketu.
V případě úspěchu může útočník získat přístup k autu oběti, aniž by potřeboval klíčenku nebo telefon oběti.
Zmírnění útoků relé na systémy PKE
Možnost přenosových útoků proti autentizaci přiblížení BLE je problém, který je známý již dlouhou dobu, ale výzkumníci zjistili, že specifikace Bluetooth nemá bezpečný způsob, jak ověřit, že jsou zařízení blízko sebe. Jak již bylo řečeno, RSSI je nezabezpečená vlastnost, kterou může útočník snadno vyčuhovat a upravit.
Jedním ze způsobů, jak zmírnit přenosové útoky, je výměna klíčů Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) během počátečního procesu párování. To chrání charakteristiky GATT zařízení před neoprávněným čtením a zápisem.
Druhý přístup využívá známou chybu přenosových útoků, která spočívá v tom, že zavádějí latenci do komunikace. Zde vývojáři ukládají přísné limity doby odezvy GATT. Pokud čas překročí určitou prahovou hodnotu, znamená to, že zařízení nemusí být v těsné blízkosti a spojení by mělo být přerušeno.
Jiné systémy se snaží blokovat přenosové útoky se zesílením signálu pomocí různých lokalizačních technik, jako je triangulace. Většina lokalizačních technik však vyžaduje specializovaný hardware, který není vždy dostupný.
I když jsme přišli s některými řešeními, existuje nový typ reléového útoku, který dokáže obejít stávající ochrany.
Nebezpečný štafetový útok, který může odemknout vaši Teslu
Výzkumná skupina NCC vyvinula nový typ útoku BLE, který funguje na linkové vrstvě a je tedy schopen předávat šifrované zprávy.
Nástroj NCC Research Group dokáže předat odpovědi linkové vrstvy v rámci jedné události připojení a zavádí pouze 8 ms zpáteční latence nad rámec běžného provozu. Protože však skutečná zařízení BLE běžně vyžadují více událostí připojení k reakci na požadavky nebo oznámení GATT a mají vlastní variabilitu v načasování odezvy, je latence způsobená tímto přenosovým útokem dobře v rozsahu normálních změn časování odezvy pro skutečná zařízení BLE.
Reléový útok zobrazený na videu níže může obejít omezení latence a šifrovací bezpečnostní opatření, která jsou zavedena k ochraně vozidel Tesla Model 3 před odemknutím a řízením, aniž by bylo v blízkosti autorizované mobilní zařízení nebo klíčenka.
Vzhledem k tomu, že normální doba odezvy nebo úspěšná komunikace přes šifrovanou linkovou vrstvu nelze použít k tomu, aby bylo možné zjistit, zda probíhá přenosový útok, konvenční zmírnění proti přenosovým útokům proti těmto přenosovým útokům na spojové vrstvě nefungují.
Doporučení
Věda je především o řešení problémů. Je to proces zjišťování, co je příčinou problému, a následného zjišťování, jak jej opravit. Není proto žádným překvapením, že výzkumníci, kteří vytvořili nástroj pro spouštění reléových útoků na systémy BLE PKE, vydali několik doporučení, jak omezit příležitosti k takovým útokům. Doporučují:
- Když bylo mobilní zařízení v klidu déle než minutu, měla by být v mobilní aplikaci deaktivována funkce pasivního vstupu.
- Mobilní aplikace by měla hlásit poslední známou polohu mobilního zařízení během ověřování s vozidlem.
- Vývojáři by se měli posunout k času letu jako měření vzdálenosti přes RSSI.
Doufáme, že tato zjištění přimějí výrobce automobilů, aby přehodnotili zabezpečení svých systémů PKE a našli způsoby, jak lépe chránit své zákazníky před těmito typy útoků.
