摘要:一辆价值 9 万美金的白色特斯拉 Model S,上锁后被两个小偷在短短 30秒内盗走。没有钥匙,小偷却在短时间内成功盗窃一辆特斯拉,这样的事情让人震惊。在盗窃过程中,小偷使用中继攻击,成功实现盗窃。有研究报告显示,除特斯拉外,全球上百种采用 PKES(无钥匙进入与启动)系统的车型存在类似的安全缺陷。由此可见,这并非一件小事。
特斯拉被盗事件
近日,外媒 Business Insider 报道:一段网上曝光的视频显示,两个蒙面小偷用 30 秒盗走一辆已经上锁的特斯拉Model S,它们通过“欺骗”车上计算机系统,让系统误认为车钥匙就在旁边,从而成功激活车辆,进入特斯拉 Model S 并将其盗走。
这一事件发生在英国的 Borehamwood(博勒姆伍德)地区,该地区距离伦敦市中心约 12 英里。虽然小偷以为盗窃行动“神不知鬼不觉”,但户主装在门铃上的摄像机,记录下整个盗窃过程。后来,户主在 Newsflare 平台上传了这段视频,并表示“整个行窃速度令人震惊”。
没有车钥匙,小偷却能成功进入车辆并将其盗走,原因是小偷利用了非物理接触式偷车方式——Relay Attack 技术攻击,中文即“中继攻击”。
PKES 系统和自身存在的安全漏洞据上海银基安全车联网安全研究院负责人周方俊男解释,“这里中继的概念和我们家用路由器的中继概念一样,即通过一个专用设备将原来的信号传递到更远,起到放大作用。”苏黎世联邦理工学院 Aurelien Francillon、Boris Danev 和 Srdjan Capkun 三人发表了一篇论文——《Relay Attacks on Passive Keyless Entry and Start Systems in Modern Cars》,中文即《针对现代汽车 PKES 系统的中继攻击》。他们在论文中指出,汽车钥匙系统经过几代发展,从简单的物理钥匙演变为更复杂的 PKES(Passive Keyless Entry and Start,即汽车无钥匙进入与启动)系统。
1999 年,智能钥匙系统诞生,从那时开始,各大汽车制造商以不同名称开发了类似系统。PKES 系统,即被动无钥匙进入,它是射频技术在汽车门禁系统上的应用。具备 PKES 系统的车辆,当车主的车钥匙靠近车辆时,车辆能检测和识别到射频信号,进而解锁车辆,进入车辆后,按下一键启动按钮即可启动开走车辆。PKES 系统的好处是,即使车钥匙装在兜里,它仍然允许车主打开并启动自己的车。对车主来说,这个功能非常方便,因为当车主接近或启动车辆时再也不必到处找钥匙。周方俊男对 InfoQ 记者表示,“正常情况下,汽车一直向外发送低频信号,车钥匙通常靠近汽车时才会收到和响应高频信号,然后完成一个挑战响应的通讯过程,最终实现解锁车辆。”“在特斯拉被盗事件中,偷车贼利用一个中继类的设备,先在屋子周围尝试寻找和靠近特斯拉的钥匙,然后识别、放大车钥匙和特斯拉之间的通讯信号,欺骗特斯拉以为钥匙就在附近,然后利用无钥匙进入系统本身的功能,盗贼可以解锁车门、启动车辆,最终偷走车辆。”他说。一般来说,中继攻击可以利用专用设备靠近信号源,将汽车发送的低频信号放大中继到另外一个靠近钥匙的设备上,车钥匙收到信号后会响应一个高频信号回去,设备会用同样的方式将信号中继放大传到汽车上,完成车钥匙和汽车的通讯交互,让汽车误认为钥匙在附近,随后完成解锁操作。周方俊男指出,这一过程中,中继设备只是采集车钥匙发送的信号,并不改变信号内容,也没有解密和破坏通信协议。
在《Relay Attacks on Passive Keyless Entry and Start Systems in Modern Cars》论文中,Aurelien Francillon、Boris Danev 和 Srdjan Capkun 三人指出:“在中继攻击中,攻击者将它的一个设备放在钥匙附近,而另一个设备放在汽车附近。然后,攻击者在钥匙和汽车之间传递信息,即使钥匙远离汽车,也可以打开和启动汽车。它对应一个场景是,假如钥匙在超市的主人口袋中,并且汽车停放于超市停车场。我们测试了来自 8 家制造商的 10 款近期车型,并表明它们的 PKES 系统很容易受到某些类型的继电器攻击。我们的攻击允许打开并启动汽车,而钥匙和汽车之间的真正距离仍然很大(测试远至 50 米)。这样的操作没有实际破坏密钥或引起车主的任何怀疑。我们还表明,通过我们的设置,智能钥匙可以在几米内被激活(在某些系统上最多可达 8 米)。这消除了攻击者接近密钥以建立中继的需要。不过,在我们的设置中,汽车侧的继电器设备应该靠近汽车(<30 厘米)。”
作为车主 采取哪些措施避免中继攻击?针对车主面临的这一问题,特斯拉也给出一些建议,比如在公共场所停车时,可以选择关闭特斯拉的被动进入功能,或者将车钥匙放在专用的信号屏蔽套中。并且,特斯拉还做了安全更新,改进车钥匙(卡)的加密技术,并增加“PIN to Drive”的可选功能。开启该功能后,车主需要在车载大屏上输入 PIN 来二次校验车主权限,通过后才能启动汽车。但周方俊男告诉 InfoQ 记者,“‘PIN to Drive’这一安全功能只能防止你的车辆被盗走,不能防止盗贼进入你的车辆,偷走你车里的东西。”针对车主,他表示,在现有情况下,车主可以购买专用的信号屏蔽保护套,将车钥匙放在保护套中,这样可以有效防止信号被中继。另外,他还给出降低被盗风险的建议:1. 不要将贵重物品放在车内。在锁车时,车主应该手动检查车门是否真的落锁;2. 将车辆停靠在有监控的区域,私家车库是更好的选择。
ADAC 评测:全球 230 种车型存在类似安全缺陷此前,ADAC于 年 1 月 16 日更新的一份关于汽车无钥匙进入系统的测评报告(附于文末)显示,它们选择了 237 种具备无钥匙进入功能的汽车做测试,最后发现其中的 230 种车型是存在安全缺陷,可以被中继攻击欺骗开关车锁和启动车辆,其中包括奥迪、福特、大众、尼桑、宝马、本田、现代和沃尔沃等超过 30 个主流品牌的主流车型。这个数字意味着,接近 99% 的被测车型都存在这样的缺陷,可以像偷走特斯拉一样被盗窃。在 ADAC 的评测报告中,捷豹路虎品牌的某些车型不会受到中继攻击的影响,因为他们使用了一种 UWB(ultra-wide-band)技术。这种技术可以通过区分真实信号和中继 / 欺骗信号来防止中继攻击,从而提高车钥匙的安全性。据周方俊男介绍,其他汽车厂商也在积极研究这方面的防御技术,比如增加运动传感器,防止车钥匙在静止情况下发送信号。周方俊男所属的银基安全,则也在研究通过 TOF(飞行时间测距法)、RSSI(接收信号强度指示)、数字指纹等方式防止类似的中继攻击发生。智能网联汽车的安全 让人担忧PKES 系统的安全隐患只是一个方面。除了特斯拉,智能网联汽车品牌越来越多,比如蔚来汽车、小鹏汽车等。这背后的趋势是,智能化、网络化和自动化是汽车未来的发展方向。在这个发展过程中,我们看到汽车就像手机一样,逐渐联网,汽车将成为万物互联世界的一部分。一旦汽车网联化后,汽车将越来越智能,它将不再仅仅是人们出行的交通工具,还有其他的作用和功能。
但是,在周方俊男看来,汽车智能化、网联化后会暴露更多的攻击面,越来越多的车辆将连入网络,向云端传输数据,能远程开关车门,启动车辆,这些功能和设计会存在各种安全风险。他说,“智能网联汽车正在演变成一个移动的数据中心,传统 IT 的安全实践将会映射到智能网联汽车上,传统 IT 网络安全中的攻防对抗可能会以新的形态出现在智能网联汽车中。而且,随着 5G 技术的商用和普及、自动驾驶的发展,将来会有更多的服务和应用被叠加到智能网联汽车上,通讯将变得更复杂,这当中的安全问题会越发凸显。”附:上海银基安全车联网安全研究院:团队主要由资深安全专家、研发专家和专业白帽组成,拥有业内顶尖的安全研究团队和研发力量。研究院专注于研究车辆智能互联时代下的安全问题,和已有汽车行业客户一起,共同学习和研究世界范围内的车辆攻击事件、智能网联汽车安全标准和最佳实践,共同推进智能网联汽车安全的发展。通过一系列的专业安全咨询服务,帮助客户建立基于流程的汽车安全开发生命周期体系,并提供针对汽车钥匙、TSP、TBOX、IVI、车辆内部网络和车联网移动 APP 等一整套完整的渗透测试服务和产品。ADAC:Allgemeiner Deutscher Automobil-Club, 简称“ADAC”,它成立于 1903 年,是一家总部位于欧洲的全球知名汽车协会。ADAC 共设立 18 个地区性汽车俱乐部, 年,ADAC 的会员数量达到 6531 万,占德国各汽车俱乐部会员总数的一半左右。ADAC 是欧洲最大的汽车俱乐部,它也是世界上最大的摩托车协会。*原文转载自InfoQ