汽车信息安全问题不容忽视(中)
译自：2013年8月【日本】IPA网站
编译：工业和信息化部国际经济技术合作中心 王喜文
二、攻击车载软件的案例层出不穷
信息安全研究人员已经开始探讨“汽车攻击者”可能采取的攻击方式和方法。在信息安全领域，既要思考如何防御，也要研究可能遭遇怎样的攻击。从部分公开的研究来看，有下面四个具有代表性的案例可供我们参考。
（一）美国的一篇研究论文提到的案例
2010年，美国华盛顿大学Kohno发表过一篇题为《汽车的安全性分析与验证（Experimental Security Analysis of a Modern Automobile）》的论文。论文指出，通过在汽车的维护保养端口设置特殊仪器，从并排行驶的车辆一侧，能够攻击车载系统的漏洞，能够控制刹车、雨刷器等。
这篇论文提到，由于没有对盗听对象车辆通信以及进行解析过程的验证，甚至没有限制网络通信地址，所以很容易进行攻击。
当然，利用这些漏洞成功实施恶意攻击的难度很大。攻击者需要具备信息安全的专业知识、开发攻击软件的能力及搭建用来连接车载网络、植入汽车自动控制命令的电子平台的经验。而且，完成攻击所需要的设备和软件的功能单靠市面上的产品也无法实现，大多需要重新开发修改。
但随着时间的推移，未来当汽车拥有的信息资产价值进一步提升，成为攻击者的攻击对象之后，汽车就像现在消费类电子产品的信息安全状况一样，网络上到处都有使攻击变得简单的工具。到那时，攻击的难度将大为降低。
（二）攻击轮胎压力监测系统
轮胎压力监测系统（TPMS）是利用无线通信方式，来不间断地监测轮胎压力的系统（图2）。美国要求汽车必须配备该系统，目的是防止低压轮胎高速行驶导致轮胎破裂的事故发生。为了该系统正常运行，首先需要通过无线通信把轮胎压力信息收集到车辆中。
2010年在美国高级系统协会(USENIX)发表的论文《车载无线网络的信息安全漏洞：基于轮胎压力监测系统的研究（Security and Privacy Vulnerabilities of In-Car Wireless Networks: A Tire Pressure Monitoring System Case Study）》中，指出了TPMS的漏洞。论文通过对TPMS无线通信方式的分析，指出了如下3点：
- TPMS的通信信息没有加密，容易被盗听，被解析。
- 轮胎阀门上安装的压力测量装置有32bit的ID号码，而且能与距离汽车40m远的场所进行无线通信。如果在路边和高架桥等地点进行检测，可以记录到某个特定车辆的通行时间。
- 可以伪装TPMS的压力报告信息，随时点亮报警灯。
由具备专业知识的学生进行TPMS通信信息解析，耗时1周多。虽说需要很高的专业性，但解析使用的设备成本仅为1000美元左右。
该系统原本是为提高汽车的安全性而设置，但却暴露出了车载软件的漏洞，有可能成为造成交通事故的重大隐患，需更高度重视对此的安全措施。
（三）使用广域网攻击汽车局域网
除了上两个案例介绍的接触或近距离攻击汽车的方法之外，2011年还有论文谈到了通过移动互联网远程攻击汽车的方法。
论文探讨了攻击的多种可能性影响，其中，有可能造成重大危害的是远程打开门锁、监控汽车等行为（图3）。这一研究揭示了无论身处何方都有可能攻击汽车的可能性，因此可以说非常值得关注。
这篇论文提到，攻击者为实施远程攻击，利用逆向工程技术，通过解析通信及信息终端，开发出了针对特定车型的入侵代码和可执行代码。实施攻击的难度很大。但倘若有人开发出了攻击大企业提供的通信及信息服务的代码，并且将其散布，就有可能造成大范围危害，造成严重损失。
论文列举出的防范措施包括“切断不必要的外部通信”、“取消多余的通信服务”、“监测通信状况”、“从车载系统的开发阶段开始，编写程序代码时就要有安全意识”、“安装软件升级功能”以及“需要考虑多种功能相互融合后产生的信息安全问题”等。
（四）解析防盗器密钥
在2012年8月举办的“第21届USENIX Security大会”上，一篇论文宣称，只需大约5分钟即可破解“HITAG2”密码锁验证密钥。
HITAG2是上世纪90年代开发的防盗方案，其原理是使用RFID标签控制发动机的起动，采用专用加密方式，认证和加密均使用48位密钥。
在这篇论文中，研究人员把目光放在了HITAG2的漏洞上，表示只需利用1分钟的时间收集认证步骤的数据，然后，经过5分钟的测试，便可破解密钥，并且在现场进行了演示。
在验证漏洞时，测试RFID系统使用的是“Proxmark III”板卡。通过窃听智能钥匙与车载防盗器之间的电波并解析，伪造出了正确的密钥。Proxmark III配备了处理HF/LF频带电波编解码的FPGA（现场可编程门阵列）、实施帧处理的MCU等，破解条件完备。但从一般用户的角度来看，攻击难度可以说略高。
关于HITAG2的漏洞，在信息安全相关会议“BlackHat 2012”上，也有与会者发布报告称，使用FPGA只需50秒即可破解验证密钥。攻击的方法在一般用户看来同样难度较大，应对方式与之前谈到的方法相同。但该报告还指出，使用FPGA可以高速破解密码。
使用FPGA破解密码非常简单。销售密码恢复（密码破解）软件的俄罗斯企业ElcomSoft表示，与使用高性能处理器并行计算相比，使用FPGA破解密码的速度要快好几倍，而且耗电量不到十分之一。这是因为，FPGA能够针对破解密码，使硬件处理最优化。
应对这些事例的可行措施，包括“使用AES等非专用加密方式”、“改进随机数生成器”等。除了企业实施的对策之外，用户估计也需要采取防范他人接触汽车钥匙、锁车门、锁方向盘等措施。
如上所述，汽车信息安全领域开展的研究正在逐渐增多，今后必将还会发现其他各式各样的潜在威胁。
（未完待续）
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