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不可忽视的IoT射频安全

lPCU_elecfans 来源:未知 2022-11-03 07:20 次阅读

电子发烧友网报道(文/周凯扬)物联网技术发展至今,已经为越来越多的企业提供了好处,比如更方便的通信和快速的自动化操作等等,甚至成了提高效率和生产力的大杀器。但大家也都知道了安全性已经不再是伪命题,无论是IoT控制芯片还是IoT通信芯片都已经将安全性视为重中之重,加入了加密算法、随机数生成之类的安全保障措施。
但事实上,物联网的安全问题并不局限于系统漏洞和通信协议安全,还存在另一个可被恶意利用的漏洞,也就是射频攻击。多数网络安全协议都无法检测在射频频段内运行的设备,这也为如何预防这些攻击增加了困难。

无线设备存在的射频攻击风险

目前以太网的安全防护技术已经有了长足的发展,哪怕是在面临攻击下,有了成熟网络安全协议,比如SSH、SSL,至少能检测到漏洞并采取对应的补救和抑制措施。然而随着蓝牙等无线技术的普及,IoT设备之间的通信常常是工作在不安全的无线电信道里的。
而这种安全漏洞与操作系统和应用无关,而是关乎信号如何从一个RF设备发送到另一个RF设备的,由于这些设备每次传输数据都用到了同样的未加密数据密钥,所以很容易受到第三方攻击。而这些攻击已经不仅是阻断通信了,还能窃取数据。
其中最严重的一种情况就是窃听,以RFID这一技术为例,因为采用了开放式的设计,所以很容易受到外部的攻击。如果没有做安全设计,那么无论是电子标签的发射信号、还是读写器发射的型号,都可以在空中接口通信链路中被截取,从而通过电磁特征来获取数据,比如一些仓储物流就在用RFID来跟踪商品动态,被窃听后就能知晓物流动向。

如何打造射频安全?

难不成射频攻击就真的防不胜防了吗,其实目前为了解决射频安全也已经有了不少对策,但目前普及的还是一些比较麻烦的方法。比如一些保密性高的环境中,需要对园区内所有使用Wi-Fi、蓝牙、蜂窝信号的设备进行评估,确定信号是否加密和固件是否最新,以及禁止员工将设备带出园区外或使用个人设备等。更复杂的一点还有通过专业仪器来检测和定位单个射频设备,但对于攻击距离可达1公里以上的射频攻击来说,这些方案的针对性并不够强。
更何况这种对个人的限制明显不够灵活,而且往往也是疏漏发生的根源,所以直接从IoT基础设施本身上入手会更加靠谱。在国家标准《信息安全技术 射频识别(RFID)系统安全技术要求与测试评价方法》的通信链路(空中接口)安全中,也有给出相应的解决方案。其中基本要求是保证其数据完整性和数据源可追溯性,而增强级要求则增加了加密算法、实时时间信息加密和抗抵赖之类的安全技术。
除此之外,有的厂商还在研究如何基于机器学习来做好射频安全,比如GBT Technologies。他们认为无线网络的安全性完全取决于每个无线设备的软硬件标识,但这也招致了针对无线设备的攻击和克隆成为可能。所以他们打算基于机器学习来开发一套系统和协议,根据发射器和接收器独特的射频指纹来完成识别过程,从而探测环境中潜在的恶意攻击者。
当这套系统和协议检测到可能的入侵者后,就会立刻启动射频指纹更改,事实改变整个通信系统,其他设备的指纹也会以不同的波形、频率等参数来进行传输。如此一来整个射频通信系统也就有了感知和自动配置的能力,对本地网络外的恶意设备也就有了更强的阻隔机制。

结语

前两年出现的SweynTooth漏洞,就是通过射频信号发送无效的连接请求来瘫痪蓝牙BLE设备的,TI瑞萨等厂商都受其影响,只有升级SDK后才能解决。工业IoT环境就更加不用说了,这几年来全球频发的攻击已经很能说明问题了,哪怕是一个无人机设备飞过工厂上方都能触发这样的射频攻击,从无线PLC中窃取敏感数据,或是瘫痪整个工业物联网络。
也许在多数人看来,这与我们日常面临的IoT安全问题并不相关,反倒更适用于那些保密性强的企业级IoT环境,但随着家庭IoT设备的持续增多,这样的攻击离我们绝对不远。

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原文标题:不可忽视的IoT射频安全

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