車聯網滲透測試 ( 簡體 字) |
| 作者：[美] 艾麗薩·奈特(Alissa Knight) 著 梆梆安全研究院 譯 | 類別：1. -> 程式設計 -> 物聯網
2. -> 安全 -> 網路安全 -> 駭客攻擊與入侵 |
| 譯者： |
| 出版社：清華大學出版社 |  3dWoo書號： 55380
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NT售價： 300 元 |
| 出版日：10/1/2021 |
| 頁數：246 |
| 光碟數：0 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787302592495 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：戰略需要思考，戰術需要觀察。
——Max Euwe
2002年5月7日，Bennett Todd在一個漏洞開發郵件列表中提到，他在審查無線網絡時偶然發現了一個UDP端口，該端口是用來遠程調試VxWorks操作系統的，VxWorks是Wind River Systems公司開發的一款實時操作系統(Real-Time Operating System，RTOS)，現已被英特爾收購。他審查的無線網絡產品中有一些默認開啟了這個端口。Todd還不知道他發現的這個17185 UDP端口會導致一個更廣泛的漏洞，將影響到大量運行著VxWorks操作系統的不同網聯設備。
2010年8月，在Todd公開他的發現8年后，HD Moore在Defcon第23屆大會上，向觀眾們展示了他在Todd 2002年研究的基礎上，針對每一臺VxWorks設備進行詳盡測試所得到的成果。
在Wind River Systems公司于2010年8月2日發布的漏洞說明中，這個端口被證實為它的WDB目標代理，這是一個在目標中駐留的運行時工具，開發期間主機工具需要通過這個工具與VxWorks系統進行連接。WDB調試代理的訪問是不安全的，Moore通過抓取內存漏洞，發現部署VxWorks的系統存在一個巨大的安全漏洞，允許遠程攻擊者在無需有效憑證的情況下對內存中的數據進行讀寫。
發現漏洞時，Todd在他的文章中只提到了無線接入點受到的影響，并沒有意識到VxWorks是嵌入式系統的實時操作系統，它用途廣泛，而不只是被無線接入點使用。Wind River還被用在其他設備中，包括Thales公司的Astute級潛水艇潛望鏡、波音AH-64阿帕奇攻擊直升機、NASA的Mars Rover，甚至寶馬2008年以后生產的車型使用的iDrive系統等，這里僅列舉了幾個例子。
在病毒學中，一種病毒被引入一個新的宿主物種中，并通過新的宿主種群進行傳播的過程，被稱為外溢或跨物種傳播(Cross-species Transmission，CST)。同樣的事情也會發生在信息安全中，目標設備或產品的漏洞被公布，會意外導致病毒外溢到其他產品中。
1996年，德國的Rohde & Schwarz公司開始銷售第一款IMSI捕捉器(GA 090)，該捕捉器允許用戶強迫身份不明的移動用戶傳輸其SIM卡的IMSI。后來，在1997年，該捕捉器還支持監聽用戶呼出的電話。
在2001年4月舉行的Blackhat Brie?ngs Asia大會上，Emmannuel Gadaix公布了第一個已知的GSM漏洞，通過中間人(Man-In- The-Middle，MITM)攻擊和取消注冊拒絕服務(Denial of Service，DoS)攻擊影響移動電話的使用。
2010年，Karsten Nohl發布了一款名為Kraken的破解工具，以破解用于保護GSM流量的A5/1加密技術，該工具利用彩虹表來破解A5/1加密技術，之后被稱為“柏林表”。Nohl的工具后來在同一年被Kristen Paget修改，后者在Defcon 18大會上透露了如何使用偽基站(Base Transceiver Station，BTS)或IMSI捕捉器來攔截移動電話和短信，而根本不需要破解。
今天的網聯汽車、自動駕駛車輛的OTA(Over-The-Air，空中下載)更新和其他功能非常依賴與后端的通信。雖然那些關于GSM的漏洞最初是針對移動電話及其用戶的，但它們后來導致漏洞外溢到汽車領域中。
Paget在演講中使用了一個價值約1500美元的通用軟件無線電外設(Universal Software Radio Peripheral，USRP)，該設備比之前的GA 090便宜數十萬美元，她還提出一個這樣的想法：與其通過嗅探GSM電話和短信進行離線破解，不如選擇另一個策略。Paget使用手機創建了一個連接到她筆記本電腦的基站，從而能完全禁用A5/1加密，使得離線破解變成了多余的操作。
Paget后來開始為特斯拉工作——無疑是將她之前對移動網絡黑客技術的研究應用到了網聯汽車的安全問題上。現在她作為一名黑客為Lyft工作。Paget在會議期間觀察到，GSM規范本身要求在網絡加密(A5/0)功能被禁用時向用戶發出警告通知，而該警告在蜂窩網絡上被故意禁用，這一點尤其令人震驚，凸顯了汽車制造商在其遠程通信基礎設施方面依賴的手機運營商的系統性問題。
就在2015年舉辦的DEFCON 23上，Charlie Miller和Chris Valasek演示了對一輛未經改裝的乘用車的遠程利用，與他們的第一次演示不同的是，這次并不需要物理訪問汽車及其診斷接口。Miller和Valasek演示了汽車主機(HU)的一個漏洞，該漏洞允許他們在未經身份驗證的情況下與TCP/6667(dbus)進行通信，因而他們可通過連接HU的WiFi熱點向主機系統發送指令。更糟的是，由于移動運營商的蜂窩網中的防火墻太弱，他們可通過遠程信息處理控制單元(Telematics Control Unit，TCU)的GSM接口訪問dbus端口，執行相同的攻擊。通過修改從網上下載的固件并重新刷入瑞薩V850微處理器，他們能重新編寫微處理器的代碼，將CAN消息直接發送至HU所連接的CAN總線，并實際控制汽車，如踩剎車、轉動方向盤、熄火、開啟雨刷和控制音響。
這是首次公開發布的針對網聯汽車的遠程黑客攻擊。之前公開的利用技術都要求對汽車的OBD-II(調試)接口進行物理訪問或連接。
自2015年以來，越來越多的漏洞被公布，這些被利用的漏洞存在于眾多品牌和型號的網聯汽車的內部組件中，而不僅是HU上。其中一些被利用的漏洞是由于原始設備生產商(Original Equipment Manufacturers，OEM)使用未簽名的固件而造成的，未簽名的固件允許研究人員在其中植入后門并重新刷入微處理器，之后，研究人員可將數據發送到CAN總線上，從而實現對車輛的物理控制。
這種漏洞外溢的情況不僅影響GSM，還會影響藍牙、WiFi和汽車OEM廠商們使用的其他嵌入式操作系統。
從現代交通工具的角度來看軟件代碼的數量，F-35聯合攻擊戰斗機大約需要570萬行代碼來操作它的系統。如今，高級網聯汽車擁有近1億行代碼，運行在汽車整個車內網絡中的70∼100個基于微處理器的電子控制單元(Electronic Control Units，ECU)上。隨著網聯汽車和自動駕駛汽車復雜性的提高，根據Frost & Sullivan的估計，在不久的將來，汽車將需要2億∼3億行代碼，而當前召回的汽車中，60%∼70%的問題都是由電子故障造成的。
一個無可爭議的事實就是，網聯汽車和自動駕駛汽車已不再是無法實現的未來，而是今天的現實。2020年，路上行駛的網聯汽車和自動駕駛汽車的總數已超過1000萬輛。
當然，汽車行業的技術進步無疑將有助于提高效率和增加收入。“追求舒適、便利”的這一代人在成長過程中期待著與電子郵件、網絡和社交網絡隨時連接。KPMG UK估計，從2014年到2030年，自動駕駛汽車可減少2500起重大汽車安全事故；這份大膽的聲明得到了本田研發部的美國負責人的支持，他為公司制定了到2040年實現零事故的目標。
雖然許多OEM廠商仍采用CAN總線等眾多較舊的技術，但它們已經開始將ECU集成到汽車中，并使用基于以太網的TCP/IP進行通信。需要指出的是，在2015年，一輛汽車中的ECU數量最多約為80個，而今天，由于成本降低和整體重量下降，一輛豪車中ECU的數量可超過150個。
如今我們正處在第三次工業革命中，無人駕駛、自動駕駛汽車正迅速成為現實，而道德黑客/滲透測試人員也越來越重視研究如何識別和利用汽車中的漏洞。
正如Garth Brooks所述，無人駕駛汽車的出現，就像“我們曾經推遲到明天的事情現在變成了今天”。但汽車技術發展中的軍備競賽已經形成新的威脅格局，在這種威脅下，攻擊的結果不再局限于被破壞的網站或被盜用的信用卡號碼，而是潛在的生命損失。事實上，網聯汽車不再僅被看作一堆由內燃機驅動的金屬，通過轉動曲軸來移動車輪，而黑客對其一無所知。現在，汽車不過是帶有輪子的計算機，由多個CPU、嵌入式操作系統和可通過藍牙、WiFi和GSM進行通信的應用程序組成的技術堆棧，由出價最低的競標者支付并制造。
術語和定義
考慮到最近關于網聯汽車網絡安全的新聞報道，媒體對術語的淡化、自媒體和平臺對術語的誤解等，現在我們有必要就一些基本術語定義達成一致。
車間通信(Inter-Vehicle Communications，IVC) 是指車輛之間、車輛與移動網絡以及車輛與路側單元(Road Side Units，RSU)之間建立的外部通信，因此不包含車輛自身網絡內ECU之間的任何通信。
車載自組網(Vehicular Ad-Hoc Network，VANET) 與IVC是同義詞，常可互換使用，但VANET更多是指道路上兩輛車之間動態建立的自組網絡，而不是車輛與基礎設施RSU之間建立的網絡。VANET的一個例子就是兩輛車之間建立的無線自組網絡，用于共享前方即將發生的道路危險信息，如坑洞等。
智能交通系統(Intelligent Transportation System，ITS) 是今天很常用的一個術語，指的是IVC，并迅速成為它的代名詞。有趣的是，那些沒有在汽車行業工作過的人在嘗試使汽車更智能之前，曾試圖使運輸系統(如道路)更智能(但失敗了)，他們不嘗試讓業內的OEM標準化協議，如IEEE 802.11，這是一個被稱為智能車輛-高速公路系統(IVHS)的術語。
車對車(Vehicle to Vehicle，V2V)、車對基礎設施(Vehicle to Infrastructure，V2I)、和車對一切(Vehicle to Everything，V2X) 是業界常用的術語，用于描述車輛與另一個節點(如車輛或基礎設施本身)之間的通信終端(通俗地說，有些人把car和vehicle互換使用，提出C2C、C2I、C2X，但這種情況很少見)。
IEEE 802.11，正如計算機行業的朋友們所知道的那樣，這是無線局域網(WLAN)技術及其修訂版的標準，其中包括802.11a、802.11b、802.11g和較新的802.11ac。它已被用于HU和TCU之間的通信以及車間通信。由于某些方面的原因，原有的802.11標準缺失了一些功能，IEEE 802.11p是為了解決IVC的這些不足而開發的，明確界定在5.9GHz范圍內，因傳輸距離短而很少在消費類家庭網絡中使用。
脆弱性評估，又稱脆弱性分析，是指通過人工或自動化手段對系統、網絡或通信基礎設施中可能影響系統機密性、完整性或可用性的安全缺陷進行識別、定義和分類。脆弱性能否被利用對于能否將其歸類為脆弱性并不重要。
滲透測試是對系統或網絡進行的模擬攻擊，旨在識別和利用目標中的漏洞。這些測試展示了可成功利用目標的現實世界的攻擊場景，以便更好地保護目標，使之免受現實世界的攻擊。
殺戮鏈，或稱殺戮鏈模型(KCM)，是軍方最初設想的一系列預先設定的步驟，以描述攻擊的結構。這個術語(就像其他網絡安全術語一樣)已被軍方運用于網絡安全領域，Lockheed Martin公司將其正式定義為“網絡殺戮鏈模型”。步驟描述：?偵察；?武器化；?投送；?使用；?安裝；?命令和控制(Command and Control，C2)；?針對目標的行動。人們可能認為安裝和C2不可能在TCU或HU上實現，但我將在《車聯網滲透測試》中證明，根據HU或TCU的架構，這實際上是可以做到的。
風險，特別是IT領域的風險，是指某個特定的威脅利用資產或資產組中的漏洞的可能性，采用發生的可能性和影響來衡量。
對于非汽車專家
汽車機電一體化是關于汽車工程中的機械和電子技術的研究。因為這個工程領域涉及的范圍很廣，且業界有關于它的專著，所以《車聯網滲透測試》只介紹汽車機電一體化中與汽車網絡安全最相關的領域，以及你從事這項工作時要多了解的內容。
這里有一個簡單的要求，希望你忘掉你對汽車的一切想法，并記住一件重要的事情：汽車在過去15年里已經發展為車輪上的計算機網絡。此處說網絡，是因為車輛本身就是一個由運行微處理器的電子控制單元(Electronic Control Units，ECU)、Linux或Android等操作系統組成的車內網絡。要知道，最新制造出的汽車甚至用車載以太網作車內網絡。在車內網絡上運行的ECU現在甚至可通過TCP/IP進行通信。以太網總線可能連接到一個連接著CAN總線的網關上。需要注意的是，較新的汽車需要利用以太網提供的較大的MTU(Maximum Transmission Unit，最大傳輸單位)，而不是CAN的帶寬限制。這并不是說，隨著車載以太網的出現，其他通信技術就不存在了，因為將更小、更便宜的ECU遷移到以太網上是沒有意義的。然而，對于那些負責執行時間敏感任務的功能更多、更豐富的ECU而言，車載以太網還是有市場的。
《車聯網滲透測試》將盡可能用最通俗的語言來解釋汽車的機電一體化，從你可能遇到的不同網絡拓撲結構開始，然后是不同的協議，最后是ECU本身。在此需要注意的是，《車聯網滲透測試》將從淺顯的層面來解釋所有這些技術，這樣你就可理解你在目標環境中的工作，而不需要理解如何自己構建ECU。如果你想在這些領域中的某一個進行拓展，建議你從眾多關于網聯汽車的書籍中，或者從博世汽車工程指南中挑選一本，它們對這些主題進行了詳細的分解。
汽車網絡
你必須開始把汽車看成一個由節點(ECU、執行器等)組成的半獨立網絡，這些節點都是通過網絡相互通信的，無論這個網絡是CAN總線、以太網、MOST、FlexRay，還是近幾十年來可能出現或消失的其他技術。這里說半獨立，是因為有一個進入車內網絡的入口，比如TCU的GSM接口或者HU上運行的WiFi接入點等。這一內容在后面的章節里有更詳細的介紹，所以此處不再贅述。在一些廣告中，當汽車急轉彎時，汽車的前大燈會朝道路的方向轉動，或者可自動并線停車，如果你看過這些廣告，那么你要明白，這些事情發生的唯一途徑就是前大燈、方向盤等都在彼此之間發送和接收數據——實際上是相互“對話”。在此處的大燈例子中，駕駛員在轉動方向盤時，方向盤實際上是在與ECU進行通信，將數據發送給控制前大燈的ECU，因此，汽車轉彎時，前大燈會隨之轉動。大燈并不是因為準確預測了駕駛員將要做什么而自動轉動。很遺憾，人工智能愛好者們，能夠讀懂司機心思的方向盤恐怕還是虛構的，但這并不是說以后也不可能出現。
車內通信
現在，汽車中幾乎每個組件(從鎖、門把手到前大燈和剎車燈)都由連接到車載網絡的ECU控制，因此，它們可向車中的其他ECU發送和接收信號，這些ECU接收數據并作出適當的響應。事實上，只是打左轉向燈就用到了不少于8個嵌入式系統。因此，如今影響汽車的故障中90%以上都與電氣問題有關。ECU只是運行微處理器和嵌入式操作系統的嵌入式系統，用來接收來自傳感器或觸發執行器的數據。ECU(不包括那些較小的設備，如電源鎖)從閃存中啟動，這要求它們具有預編譯的固件。《車聯網滲透測試》后面的內容將演示如何利用它。
劇透警告：《車聯網滲透測試》甚至會告訴你，一個漏洞研究人員最近演示了一種方法，只需要將汽車的前大燈拆掉，就可直接訪問CAN網絡并獲得對CAN總線的完全讀寫權限。把CAN總線看成一個常規滲透測試的內部網絡，相當于你已經接入了內網。這就像前文中剛描述的那樣，一旦有了在CAN總線上發送和接收信號的能力，就可控制汽車的物理屬性，從轉動方向盤，到踩剎車、油門踏板，甚至是啟動或關閉汽車。因此，訪問CAN總線(網絡)實際上就是在Windows域中獲得超級用戶級(企業管理員)的訪問權限。與網絡上的服務器不同，設備之間可能沒有進一步的認證，這意味著你可向CAN總線發送消息，告訴汽車關閉，該過程不會提示你輸入用戶名或密碼，也不會出示一個公鑰，要求你用私鑰進行認證。對HU或TCU進行滲透測試時，你會遇到不同的網絡。雖然網絡拓撲結構本身并不重要，但有必要了解現存的一些技術。
最近汽車的發展推動了以太網的使用，如自動駕駛輔助系統(Automated Driver-Assistance Systems，ADAS)的現代化，ADAS現使用車載網絡不同域的數據，這對數據交換速率提出了很高的要求，同時有低延遲和嚴格同步的要求，以減少或消除緩存的需要。延遲對自適應巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)之類的系統可能是毀滅性的，因為自適應巡航依賴于多種數據源，如里程表、高分辨率視頻、雷達和激光雷達(Light Detection and Ranging，LIDAR)等。未來汽車的發展將包括合作式自適應巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control，CACC)，它將在嚴格的實時約束下，通過VANET無線接收來自附近其他車輛的數據。隨著BYOD和其他售后市場的定制化，消費者要求更高的吞吐量、更高的傳輸速率，因此，消除不同域和總線系統正迅速成為當下的需求，從而推動ECU通過車載以太網向單一、統一、高速率傳輸的總線系統遷移。注意，較小、較便宜的ECU不需要遷移到以太網，仍然可通過MOST或FlexRay運行，而以太網作為另一條總線連接到車載網絡的中央網關。
最近，為了解決現代汽車線束越來越重的問題，無線網絡被引入汽車中。在如今的現代汽車中，線束的重量很容易超過30kg。除了成本外，斷線問題也是一直以來都備受關注的一個問題，而車載無線網絡的實施解決了這一問題。
無線技術還沒有得到廣泛的應用，這很可能是小型、廉價的ECU在成本上的限制所致，在這些ECU上，這種技術是沒有意義的。無線技術在HU與TCU的連接中得到了應用。車輛中的BYOD也需要無線連接，消費者對車內熱點的需求日益增長。此外，消費者更傾向于使用手機的GPS進行導航，而不是使用汽車出廠時HU內置的GPS，以利用更智能的導航系統，通過提供眾包數據(如Waze)的應用程序識別實時道路危險或交通狀況。通過TCU提供的互聯網接入，還可使用車載應用程序進行購物。
CAN (Controller Area Network，控制器局域網絡)是于1983年開發的第一個車載網絡總線標準。CAN作為一種通信機制，是為了滿足一個個獨立子系統的ECU的需求而開發的。子系統可能需要控制一個執行器或接收來自傳感器的反饋，而創建CAN正是為了滿足這些需求。CAN總線上的所有節點都通過兩線系統連接。《車聯網滲透測試》后面的章節將討論黑客入侵CAN總線的問題，并且將通過截圖來進一步演示。CAN協議中并不具備固有的安全功能，因此需要制造商實施密碼、加密和其他安全控制措施，以免節點容易遭到中間人攻擊和其他類型的報文注入攻擊。
FlexRay最早出現在2006年，旨在解決早期技術的不足，它提供了完全確定、低延遲、高速的傳輸方式，支持多種靈活的總線系統類型，如無源總線和混合型、有源星狀拓撲結構，每一種都用雙通道和兩級星狀/總線級聯混合型。
MOST(Media Oriented Systems Transport，媒體導向系統傳輸)是由MOST公司開發的，專門用作多媒體和信息娛樂總線系統，因此MOST需要提供高數據速率和低抖動，并支持售后市場的各種多媒體和信息娛樂系統。MOST被設計成一個單向環狀拓撲結構，支持連接64個ECU和1個主控ECU。
圖0-1是車載網絡的一個例子，其中的ECU可連接到一個網絡，甚至可連接到兩個不同的網絡之間。不同類型的總線通過網關連接。
圖0-1 車載網絡
車間通信
車間通信(IVC)定義了一個網絡，在該網絡中，車輛和路側單元(RSU)是相互通信的節點，可相互提供安全關鍵警告和交通信息等。
IVC中存在幾種可能的通信范式，包括RSU、全球定位系統(Global Positioning Systems，GPS)、停放的車輛，甚至廣泛部署的蜂窩網絡。
交通信息系統(Traffic Information Systems，TIS)是依賴IVC的應用程序的最佳例子；具體而言，導航系統在廣義上是如何獲取關于交通堵塞、道路危險、擁堵、事故等方面的動態更新的。該信息是從導航系統(如TomTom)以及智能手機應用(如Google Maps)使用的中央服務器收集的。這些交通信息由中央交通信息中心(Traffic Information Center，TIC)存儲和共享，如圖0-2所示。
圖0-2 交通信息系統
這是集中式TIS的一個例子，還有另一種通信機制，在這種機制中，車輛在道路上經過彼此時直接交換交通信息，形成一個分布式特設網絡，車輛之間建立臨時連接。這是一種眾包式的交通信息交換，也被稱為浮動車數據(Floating Car Data，FCD)，如圖0-3所示。
圖0-3 浮動車數據
目前的通信協議都是利用3G或4G的數據網絡——很快就會遷移到5G，為車內信息上傳到TIC提供足夠的容量。
在V2V通信中，WiFi(具體來說是車載網絡的衍生品，IEEE 802.11p)被用于支持車輛之間的數據傳輸，同時正應用于集中式TIS架構。這個概念也被稱為車載自組網(Vehicle ad-hoc聯網或VANET)。
目標讀者
《車聯網滲透測試》主要面向熟悉網絡安全但不是很了解車載機電一體化，并且希望掌握網聯汽車網絡安全所需的工具和知識的讀者。《車聯網滲透測試》也可為需要進行滲透測試或車輛ECU風險評估的車載機電一體化專家提供參考。
《車聯網滲透測試》雖然不適合沒有傳統網絡滲透測試經驗的讀者閱讀，但它簡要講解了滲透測試背后的方法論。因此，那些不具備網聯汽車滲透測試經驗的人應該從《車聯網滲透測試》之外補充一些關于車輛機電一體化和車聯網方面的知識。
為了照顧專業知識如此廣泛的讀者群體，我總結了每一章的要點(因為我本人在閱讀書籍時從中受益頗深)，同時提供了一個單獨的章節進行定義，以解決汽車機電一體化中比較混亂的術語，供那些從未進行過網聯汽車滲透測試的資深滲透測試人員參考。
鑒于此，《車聯網滲透測試》不對車間和車內聯網以及車輛機電一體化、應用和協議的基礎知識進行深入研究。我把這些內容留給博世公司的專家和其他在這些領域出版過優秀圖書的人士。
《車聯網滲透測試》是一本實踐手冊，將我自己對黑客入侵網聯汽車以及對亞洲、歐洲和美國一些最大的OEM的網聯汽車移動應用程序、HU和TCU進行風險評估的10年研究進行了整理，可用于了解如何為TCU和HU的微型平臺建立可操作的滲透測試實驗室。
《車聯網滲透測試》的組織結構
《車聯網滲透測試》根據工作范圍細分為兩部分。第Ⅰ部分包括滲透測試的策略、技術和步驟。第Ⅱ部分涵蓋如何進行風險管理。第Ⅰ部分中的每一章都是根據滲透測試執行標準(PTES)按滲透測試的階段來組織的。雖然存在多種風險評估框架，但第Ⅱ部分將風險評估和威脅建模的各個章節分解為各自的階段。《車聯網滲透測試》分為以下章節。
第Ⅰ部分：策略、技術和步驟
第1章“前期準備”涵蓋了前期準備階段的行動，通常包括定義利益干系人和其他項目管理步驟，以便為項目做準備，并確保在項目開始前明確界定測試規則和工作范圍。
第2章“情報收集”涵蓋了本階段需要完成的事項，包括收集工程文檔，與利益干系人會面，并確保獲得了測試范圍內的所有材料和系統的訪問權限。
第3章“威脅建模”涵蓋了不同的威脅建模框架，以及如何在滲透測試過程中執行威脅建模。
第4章“漏洞分析”包括主動和被動漏洞分析，甚至包括CVE文檔審查和供應商的建議，這些建議和審查適用于被測目標的單個部件、軟件。
第5章“漏洞利用”涵蓋了前一階段可利用漏洞的利用步驟。
第6章“后滲透”包括在目標上獲得立足點，以及可利用漏洞的后期利用步驟，例如從HU目標中反彈shell。
第Ⅱ部分：風險管理
第7章“戰略性風險管理”介紹了風險管理過程、風險評估時要涵蓋的不同框架、風險處理中要包括的不同階段，以及在風險評估時對威脅模型進行的簡要回顧。
第8章“風險評估框架”介紹了現有的各種風險評估方法，以便確定特定項目的最佳框架以及最適合使用的方法。
第9章“車輛中的PKI”討論了不同的密碼分析攻擊選項以及在以前的滲透測試中發現的其他漏洞。
第10章“報告”涵蓋了測試的最后一個重要階段——報告，其中詳細介紹了報告的不同部分，以及如何最合理地展示測試數據。
網站內容
讀者可掃描封底二維碼下載《車聯網滲透測試》中的參考文件。表0-1可作為免費下載的模板，供你在項目中進行網聯汽車滲透測試時使用。
表0-1 模板
標 題 描 述
滲透測試范圍文件 用于定義滲透測試范圍的模板，其中還包括測試規則
測試規則 定義滲透測試規則的模板。這份文檔的最終版本應該由客戶簽署/執行
RACI圖表 定義團隊成員在項目中的角色、職責和責任的模板樣本
WBS 工作分解結構樣本(WBS)，用作項目管理文檔包的一部分，定義了分配給項目團隊中每個人的工作
項目章程 用作項目管理文檔集的一部分。可下載示例項目章程模板，用于管理滲透測試項目
項目進度表 用于管理滲透測試中的重要里程碑和交付日期的示例項目進度表
風險評估表 用于風險評估的風險評估表樣本
風險處理計劃 進行風險評估時要使用的風險處理計劃樣本
需要注意的是，這些模板都是我在自己的項目中給客戶的真實交付品的衍生品，為了保護客戶的匿名性，很多內容都被刪除或編輯了。其中的所有內容都可能是缺乏深度的，但讀者應該能自己決定如何在項目中“整理和復用”每個模板。
總結
我最初決定踏上撰寫《車聯網滲透測試》的旅程時，希望將過去10年來對網聯汽車進行滲透測試和風險評估的研究內容進行編纂，從而對信息安全和汽車機電一體化的融合產生持久的影響。我相信《車聯網滲透測試》將幫助世界各地的OEM制造出更安全、更有保障的客運車輛。我過去10年來有幸在歐洲和亞洲與汽車安全領域知名研究人員合作，他們和我的知識共同奠定了《車聯網滲透測試》的基礎。
《車聯網滲透測試》的初稿經受住了安全從業者和汽車工程師的同行評審，我對《車聯網滲透測試》在開創汽車網絡安全漏洞研究的新領域中所發揮的作用(無論其作用大小)感到滿意。《車聯網滲透測試》已被翻譯成北美、歐洲和亞洲主要汽車市場的多種語言，并將成為全球主要的OEM廠商關于建立更安全的網聯汽車的推薦讀物，他們應將其中的隱含知識內化并應用于其中。
最終，《車聯網滲透測試》為解決網聯汽車網絡安全問題而開辟的道路將變成一個學術領域。這套學術研究將以某種方式沖擊這個萬物互聯世界中的專業知識、人員、項目、社區、挑戰、探索和研究的極限。
《車聯網滲透測試》旨在促進全球網絡安全界的討論，并在世界各地的研究人員的討論中形成豐富的觀點，他們會把這本書和自己從工作中獲得的知識結合起來，在此基礎上進行討論。此外，我非常樂觀地認為，有一天，我將看到網聯汽車網絡安全成為漏洞研究人員研究的一個突出領域，并成為希望了解并進入網絡安全這一深厚領域的全球安全工程師的一個研究領域。
《車聯網滲透測試》所產生的知識體系在某種程度上(無論是贊成還是反對)是非常令人欣慰的，特別是當我看到在這個新的漏洞研究領域里有許多杰出的研究人員(我有幸與他們中的一些人一起工作)實現了我的心愿，即切實影響汽車漏洞研究這個深奧的領域，并為全球的討論作出貢獻。
《車聯網滲透測試》試圖提供一個豐富的框架，以理解和實施對HU和TCU進行滲透測試、威脅建模和風險評估的步驟，同時理解那些隨著時間的推移創建的不同框架的豐富性和異構性。
信息安全從未像現在這樣成為汽車制造商的核心議題。《車聯網滲透測試》的時效性從未像現在這樣強，因為汽車制造商正在努力了解車載網絡，該網絡以前從未與外界連接，現在卻很容易受到威脅，影響到資產的機密性、完整性、可用性和安全性，以及車輛的運行。
事實上，到2020年，道路上的汽車已有1000多萬輛是自主駕駛的，因此，網聯汽車的網絡安全已成為這個時代的永恒主題。
也許《車聯網滲透測試》將在網聯汽車網絡安全領域中，在那些觀點截然相反的人之間激起持續討論和對話，為新制定的標準作出貢獻，并使人們認識到在開發階段將安全納入系統開發生命周期(System Development Life Cycle，SDLC)的重要性，而不是事后再考慮。
原始設備制造商面臨的戰略和戰術網絡安全問題日益普遍并且日趨嚴重，而且人們重新認識到，有必要確保網絡安全不再局限于公司內部IT安全策略的孤島，而應使其延伸到其連接的產品線。
我懷著謙虛的態度和極大的雄心，將《車聯網滲透測試》作為行業的基石，開始在第三次工業革命，即萬物互聯的物聯網中構建更安全的聯網設備。
而且，我懷著極大的熱情和遠見，希望《車聯網滲透測試》能在汽車制造商更廣泛的生產線中占據一席之地，以推動識別和處理網聯汽車中影響人們生命財產安全的IT風險。 |
內容簡介：《車聯網滲透測試》提供了重要工具來幫助安全從業人員、研究人員和供應商在不犧牲網聯汽車連通性的情況下保持其安全性。本書主要內容
如下:
電子和遠程信息處理單元(ECU和TCU)
滲透測試中HU和TCU的殺戮鏈
中間人攻擊
影響機密性、完整性和可用性的攻擊
風險評估、威脅建模和風險處理框架
逆向二進制和靜態代碼分析
密鑰交換和其他密碼分析攻擊
車載診斷評估
影響通用ECU/TCUHU操作系統平臺的漏洞 |
目錄：第Ⅰ部分策略、技術和步驟
第1章前期準備3
1.1滲透測試執行標準4
1.2范圍定義6
1.2.1架構7
1.2.2完整信息披露7
1.2.3版本周期8
1.2.4IP地址8
1.2.5源代碼8
1.2.6無線網絡9
1.2.7開始日期和結束日期9
1.2.8硬件唯一序列號9
1.3測試規則10
1.3.1時間表11
1.3.2駐場測試11
1.4工作分解結構12
1.5文檔收集和審查13
1.6項目管理14
1.6.1構思和發起16
1.6.2定義和規劃22
1.6.3啟動或執行24
1.6.4績效/監督25
1.6.5項目完結26
1.7實驗室布置26
1.7.1所需的硬件和軟件26
1.7.2筆記本電腦的設置29
1.7.3RogueBTS方案1：OsmocomBB30
1.7.4RogueBTS方案2：BladeRF+YateBTS34
1.7.5設置WiFiPineappleTetra38
1.8本章小結39
第2章情報收集41
2.1資產登記表42
2.2偵察44
2.2.1被動偵察44
2.2.2主動偵察61
2.3本章小結64
第3章威脅建模67
3.1STRIDE模型69
3.1.1使用STRIDE進行威脅建模71
3.1.2攻擊樹模型75
3.2VAST81
3.3PASTA83
3.4本章小結91
第4章漏洞分析93
4.1被動和主動分析94
4.1.1WiFi97
4.1.2藍牙108
4.2本章小結113
第5章漏洞利用115
5.1創建偽基站117
5.1.1配置PC內部網絡117
5.1.2讓偽基站聯網120
5.2追蹤TCU122
5.2.1當知道TCU的MSISDN時122
5.2.2當知道TCU的IMSI時123
5.2.3當不知道TCU的IMSI和MSISDN時123
5.3密鑰分析127
5.3.1加密密鑰128
5.3.2證書128
5.3.3IV129
5.3.4初始密鑰131
5.3.5密鑰有效期131
5.3.6密鑰存儲不安全131
5.3.7弱證書密碼133
5.3.8冒充攻擊133
5.3.9啟動腳本136
5.3.10后門shell141
5.4本章小結142
第6章后滲透143
6.1持久訪問144
6.1.1創建反彈shell144
6.1.2Linux系統147
6.1.3在系統中部署后門147
6.2網絡嗅探147
6.3基礎設施分析149
6.3.1檢查網絡接口149
6.3.2檢查ARP緩存150
6.3.3檢查DNS152
6.3.4檢查路由表153
6.3.5識別服務154
6.3.6模糊測試155
6.4文件系統分析160
6.4.1歷史命令行160
6.4.2核心轉儲文件161
6.4.3日志調試文件161
6.4.4證書和憑據161
6.5OTA升級162
6.6本章小結163
第Ⅱ部分風險管理
第7章戰略性風險管理167
7.1框架168
7.2建立風險管理計劃170
7.2.1SAEJ3061171
7.2.2ISO/SAEAWI21434175
7.2.3HEAVENS176
7.3威脅建模179
7.3.1STRIDE181
7.3.2PASTA184
7.3.3TRIKE188
7.4本章小結190
第8章風險評估框架191
8.1HEAVENS192
8.1.1確定威脅級別192
8.1.2確定影響級別195
8.1.3確定安全級別199
8.2EVITA200
8.3本章小結204
第9章車輛中的PKI205
9.1VANET207
9.1.1車載單元(OBU)208
9.1.2路側單元(RSU)208
9.1.3VANET中的PKI208
9.1.4VANET中的應用程序209
9.1.5VANET攻擊向量209
9.2802.11p的興起210
9.3密碼技術210
9.3.1公鑰基礎設施211
9.3.2V2XPKI212
9.3.3IEEE美國標準213
9.4證書安全214
9.4.1硬件安全模塊214
9.4.2可信平臺模塊214
9.4.3證書固定215
9.5PKI的糟糕實施216
9.6本章小結216
第10章報告217
10.1滲透測試報告218
10.1.1摘要218
10.1.2執行摘要219
10.1.3范圍221
10.1.4方法221
10.1.5限制223
10.1.6敘述224
10.1.7使用的工具225
10.1.8風險等級226
10.1.9測試結果228
10.1.10緩解措施230
10.1.11報告大綱230
10.2風險評估報告232
10.2.1簡介232
10.2.2參考資料233
10.2.3功能描述234
10.2.4HU234
10.2.5系統接口235
10.2.6威脅建模236
10.2.7威脅分析237
10.2.8影響評估238
10.2.9風險評估238
10.2.10安全控制評估240
10.3風險評估表示例243
10.4本章小結244 |
| 序： |
