物联网设备受到攻击损失的仅是信息吗？

路由器高危漏洞致德国百万用户断网、黑客入侵15万台打印机、智能泰迪熊玩具泄露200多万条亲子聊天记录……与物联网设备漏洞相关的黑客攻击一再发生，使得国外对物联网设备的安全风险有所警觉。美国联邦调查局曾警告家长，互联网玩具有泄露隐私的风险，黑客可以通过攻击互联网玩具来获得孩子的姓名、地点等个人信息。

针对物联网设备攻击的危害远不止于数据失窃那么简单。安全研究人员演示了如何将勒索软件安装到家庭的智能恒温器上。他们甚至可以将温度调高到95摄氏度，拒绝调回到正常温度，除非受害者同意支付用比特币支付的赎金。他们还能对联网的车库门、车辆甚至家电发动类似的攻击。随着无人驾驶日益普及，黑客可以控制车辆，换广播电台、开启雨刷器、逼停车辆乃至引发交通事故。更令人担心的是，黑客有可能攻击植入人体且具有无线功能的医疗器械，借以危害人体健康。

国际权威咨询公司高德纳预测，2020年全球物联网设备数量将高达260亿件，解决物联网设备的安全防护问题已是刻不容缓。来源：央广

前段时间研究物联网，我发现亚马逊云科技的物联网技术还挺厉害的。Amazon IoT Analytics是一项完全托管的服务初心，它可以轻松地运行和实施大量IoT数据的复杂分析，而不必担心构建IoT分析平台通常所需的成本和复杂性。我印象比较深的案例是，可以使用这项服务更好地预测相关货运车辆上的加热和冷却系统何时会出现故障，并进行相应的维修，以防止装运损失。

风险：
1、监听攻击。这种攻击会用到监听程序（sniffer），窃听任何通过网络传送的未加密信息再加以窃取。
2、阻断服务攻击。网络犯罪分子利用这种攻击来封锁或阻慢对某些网络或设备的使用。
3、密钥沦陷攻击。在此类攻击中，用来加密通信的密钥被窃并用于解译加密过的资料。
4、基于密码的攻击。网络犯罪分子利用猜测或窃取密码这类攻击来入侵网络或连到特定网络的设备。
5、中间人攻击。在此类攻击中，第三者会窃走双方或设备间传输的数据。
建议：
1、启用智能设备上所有的安全功能。这些都是由制造商提供,以帮助确保您的安全,并且强烈推荐使用它们。
2、购买会定期更新产品固件的厂商出的物联网产品。产品的缺陷和漏洞在任何产品中都会存在，会定期推出固件更新补丁来加以修补的厂商出的产品通常比较安全。
3、研究自己的智能设备是否能够正确地加密其固件更新和网络通信。即使智能设备宣称具备加密能力，但有些可能加密不当或不完全。记得要去搜寻设备型号以确认是否存在任何历史性安全问题。
4、使用安全的密码。好的密码应该是包含各式字符（字母、数字、标点符号、数学符号等等）的复杂组合。至少要有八个字符长度，同时使用大小写。此外，避免重复使用密码或在不同设备上使用相同的密码。
5、了解制造商如何管理他们的设备漏洞。漏洞让恶意分子和网络犯罪分子有机会去攻击你的设备，知道了制造商和厂商如何解决这些问题，可以决定你是免于此种威胁或是暴露在进一步的风险中。
万物联网（IoE，Internet of Everything）呈现出令人兴奋的时代，具备更多的方便性、移动性和创新科技。如今市场上许多的智能设备都是种革新，让我们看到未来的无限可能，但它的易用性和连通性也使我们的隐私越来越容易泄露。这些设备收集和传输的个人资料越多，就越容易让网络犯罪分子有机会对个人资料加以拦截并用在犯罪用途上。正因如此，我们都需要清楚了解这些风险，充分准备好尽自己的一切努力来解决这类问题。

这是一张比较新的攻击手法就是使用物联网设备去，不停地防卫毛线，网站或者服务器导致网站或者服务器停止响应，但是这样的攻击一般很难实现，因为你需要黑了很多，物联网设备这也不是很容易的，因为很多无赖，省网设备都是安卓或者是linux系统这些系统也是比较安全的

传统基于穷举或纯数学理论层面的分析，对于现代高强度加密算法而言，算力有限导致无法实现穷举，算法的复杂性也无法通过数学工具直接破解，根据近代物理学发展出来的理论，电子设备依赖外部电源提供动力，设备在运行过程中会消耗能量，同时会跟外界环境存在声、光、电、磁等物理交互现象产生，设备本身也可能存在设计薄弱点，通过这些物理泄露或人为进行物理层的修改获取数据，然后运用各类数学工具和模型实现破解。

然而在做物理攻击时，往往需要昂贵的设备，并要具备数学、物理学、微电子学、半导体学、密码学、化学等等多学科的交叉理论知识，因此其技术门槛和攻击成本都很高，目前在刚刚结束的 Blackhat 2018 上，展台上展示了多款 ChipWhisperer 硬件工具,作为亲民型的物理攻击平台，获得了一致的好评。

(来源 Newae 官方)

ChipWhisperer Lite 版官方商店售价 $250 ，不管是实验学习，还是实战入门，都是极具性价比的，本文主要介绍主流的一些物理攻击手段，以及对 ChipWhisperer 的初步认知，后续将会据此从理论、原理、实验以及实战等角度详细介绍该平台。

真正的安全研究不能凌驾于真实的攻防场景，对于物联网安全而言，其核心目标是真实物理世界中的各种硬件设备，真实的攻击场景往往发生在直接针对硬件设备的攻击，因此物联网安全的基石在于物理层的安全，而针对物联网物理攻击手段，是当前物联网面临的最大安全风险之一。

物理攻击就是直接攻击设备本身和运行过程中的物理泄露，根据攻击过程和手段可以分为非侵入攻击、半侵入式攻击和侵入式攻击。ChipWhisperer 平台主要用做非侵入式攻击，包括侧信道和故障注入攻击等。

传统密码分析学认为一个密码算法在数学上安全就绝对安全,这一思想被Kelsey等学者在1998年提出的侧信道攻击(Side-channel Attacks,SCA)理论所打破。侧信道攻击与传统密码分析不同,侧信道攻击利用功耗、电磁辐射等方式所泄露的能量信息与内部运算 *** 作数之间的相关性,通过对所泄露的信息与已知输入或输出数据之间的关系作理论分析,选择合适的攻击方案,获得与安全算法有关的关键信息。目前侧信道理论发展越发迅速，从最初的简单功耗分析（SPA），到多阶功耗分析（CPA），碰撞攻击、模板攻击、电磁功耗分析以及基于人工智能和机器学习的侧信道分析方式，侧信道攻击方式也推陈出新，从传统的直接能量采集发展到非接触式采集、远距离采集、行为侧信道等等。

利用麦克风进行声波侧信道

利用软件无线电实施非接触电磁侧信道

故障攻击就是在设备执行加密过程中，引入一些外部因素使得加密的一些运算 *** 作出现错误，从而泄露出跟密钥相关的信息的一种攻击。一些基本的假设：设定的攻击目标是中间状态值； 故障注入引起的中间状态值的变化；攻击者可以使用一些特定算法（故障分析）来从错误/正确密文对中获得密钥。
使用故障的不同场景： 利用故障来绕过一些安全机制（口令检测，文件访问权限，安全启动链）；产生错误的密文或者签名（故障分析）；组合攻击（故障+旁路）。

非侵入式电磁注入

半侵入式光子故障注入

侵入式故障注入

本系列使用的版本是 CW1173 ChipWhisperer-Lite ，搭载 SAKURA-G 实验板，配合一块 CW303 XMEGA 作为目标测试板。

CW1173 是基于FPGA实现的硬件，软件端基于 python，具有丰富的扩展接口和官方提供的各类 API 供开发调用，硬件通过自带的 OpenADC 模块可以实现波形的捕获，不需要额外的示波器。

板上自带有波形采集端口（MeaSure）和毛刺输出（Glitch）端口，并自带 MOSFET 管进行功率放大。

并提供多种接口触发设置，基本满足一般的攻击需求。

芯片物理结构为许多CMOS电路组合而成，CMOS 电路根据输入的不同电信号动态改变输出状态，实现0或1的表示，完成相应的运算，而不同的运算指令就是通过 CMOS 组合电路完成的，但 CMOS电路根据不同的输入和输出，其消耗的能量是不同的，例如汇编指令 ADD 和 MOV ，消耗的能量是不同的，同样的指令 *** 作数不同，消耗的能量也是不同的，例如 MOV 1 和 MOV 2其能量消耗就是不同的，能量攻击就是利用芯片在执行不同的指令时，消耗能量不同的原理，实现秘钥破解。

常用的能量攻击方式就是在芯片的电源输入端（VCC）或接地端（GND）串联一个1到50欧姆的电阻，然后用示波器不断采集电阻两端的电压变化，形成波形图，根据欧姆定律，电压的变化等同于功耗的变化，因此在波形图中可以观察到芯片在执行不同加密运算时的功耗变化。

CW1173 提供能量波形采集端口，通过连接 板上的 MeaSure SMA 接口，就可以对能量波形进行采集，在利用chipwhisperer 开源软件就可以进行分析，可以实现简单能量分析、CPA攻击、模板攻击等。

通过 cpa 攻击 AES 加密算法获取密钥

ChipWhisperer 提供对时钟、电压毛刺的自动化攻击功能，类似于 web 渗透工具 Burpsuite ，可以对毛刺的宽度、偏移、位置等等参数进行 fuzz ，通过连接板上的 Glitch SMA 接口，就可以输出毛刺，然后通过串口、web 等获取结果，判断毛刺是否注入成功。

时钟毛刺攻击是针对微控制器需要外部时钟晶振提供时钟信号，通过在原本的时钟信号上造成一个干扰，通过多路时钟信号的叠加产生时钟毛刺，也可以通过自定义的时钟选择器产生，CW1173 提供高达 300MHZ 的时钟周期控制，时钟是芯片执行指令的动力来源，通过时钟毛刺可以跳过某些关键逻辑判断，或输出错误数据。

通过 CW1173 时钟毛刺攻击跳过密码验证

电压毛刺是对芯片电源进行干扰造成故障，在一个很短的时间内，使电压迅速下降，造成芯片瞬间掉电，然后迅速恢复正常，确保芯片继续正常工作，可以实现如对加密算法中某些轮运算过程的干扰，造成错误输出，或跳过某些设备中的关键逻辑判断等等 。

对嵌入式设备的电压毛刺攻击

随着物理攻击理论和技术的进步，针对硬件芯片的防护手段也随之提高，芯片物理层的攻防一直在不断角力 ，现实环境中，能量采集会受到各种噪声因素的干扰，硬件厂商也会主动实施一些针对物理攻击的防护，单纯依靠 ChipWhisperer 平台难以实现真实场景的攻击，因此还需要结合电磁、声波、红外、光子等多重信息，以及对硬件进行修改，多重故障注入，引入智能分析模型等等组合手段，今后会进一步介绍一些基于 ChipWhisperer 的高级攻击方式和实战分析方法。

中国物联网就是一个骗局。里面声称这里有一个中国物联网项目，由于中国在未来物联网的主导地位，国家要创立一个“中国物联网综合数字货币平台”，是真正的国家项目，不必担心上当受骗。这种东西明眼人一看便知道是传销骗局。

针对物联网设备的安全评估，这里总结七种评估方式，从七个方面对设备进行安全评估，最终形成物联网设备的安全加固方案，提升黑客攻击物联网设备的成本，降低物联网设备的安全风险。

硬件接口

通过对多款设备的拆解发现，很多厂商在市售产品中保留了硬件调试接口。通过 JTAG接口和COM口这两个接口访问设备一般都具有系统最高权限，针对这些硬件接口的利用主要是为了获得系统固件以及内置的登陆凭证。

弱口令

目前物联网设备大多使用的是嵌入式linux系统，账户信息一般存放在/etc/passwd 或者 /etc/shadow 文件中，攻击者拿到这个文件可以通过John等工具进行系统密码破解，也可搜集常用的弱口令列表，通过机器尝试的方式获取系统相关服务的认证口令，一旦发现认证通过，则会进行恶意代码传播。弱口令的出现一般是由厂商内置或者用户不良的口令设置习惯两方面造成的。

信息泄漏

多数物联网设备厂商可能认为信息泄露不是安全问题，但是泄露的信息极大方便了攻击者对于目标的攻击。例如在对某厂商的摄像头安全测试的时候发现可以获取到设备的硬件型号、硬件版本号、软件版本号、系统类型、可登录的用户名和加密的密码以及密码生成的算法。攻击者即可通过暴力破解的方式获得明文密码。

未授权访问

攻击者可以不需要管理员授权，绕过用户认证环节，访问并控制目标系统。主要产生的原因如下：

厂商在产品设计的时候就没有考虑到授权认证或者对某些路径进行权限管理，任何人都可以最高的系统权限获得设备控制权。开发人员为了方便调试，可能会将一些特定账户的认证硬编码到代码中，出厂后这些账户并没有去除。攻击者只要获得这些硬编码信息，即可获得设备的控制权。开发人员在最初设计的用户认证算法或实现过程中存在缺陷，例如某摄像头存在不需要权限设置session的URL路径，攻击者只需要将其中的Username字段设置为admin，然后进入登陆认证页面，发现系统不需要认证，直接为admin权限。

远程代码执行

开发人员缺乏安全编码能力，没有针对输入的参数进行严格过滤和校验，导致在调用危险函数时远程代码执行或者命令注入。例如在某摄像头安全测试的时候发现系统调用了危险函数system，同时对输入的参数没有做严格过滤，导致可以执行额外的命令。

中间人攻击

中间人攻击一般有旁路和串接两种模式，攻击者处于通讯两端的链路中间，充当数据交换角色，攻击者可以通过中间人的方式获得用户认证信息以及设备控制信息，之后利用重放方式或者无线中继方式获得设备的控制权。例如通过中间人攻击解密>

云（端）攻击

近年来，物联网设备逐步实现通过云的方式进行管理，攻击者可以通过挖掘云提供商漏洞、手机终端APP上的漏洞以及分析设备和云端的通信数据，伪造数据进行重放攻击获取设备控制权。例如2015年HackPwn上公布的黑客攻击TCL智能洗衣机。

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