2013年05月15日09:26
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在上篇文章中，筆者為大家介紹了車載軟件逐漸成為惡意攻擊目標的情況。現在，信息安全研究人員已經開始探討“汽車黑客”可能的攻擊手法。在信息安全的世界裡，在思考如何防御的同時，研究可能遭遇怎樣的攻擊也非常重要。下面，筆者將在已經公開的研究中，挑選4個具有代表性的事例加以介紹。
【事例1】美國的一篇研究論文提到的事例
2010年，一篇基於實証試驗的論文“Experimental Security Analysis of a Modern Automobile”發表（圖1）。該論文指出，通過在汽車的維護用端口設置特殊儀器，從並排行駛的車輛攻擊車載系統的漏洞，能夠對剎車、雨刷的控制造成影響。
這篇論文中提到，在竊聽對象車輛的通信並解析時，由於沒有認証以及發信者地址，很容易偽裝。而且，原本必須在行駛中忽略的命令也有可能在行駛中執行。
圖1：解析ECU單體（左），在靜止的底盤上進行ECU之間的解析和試驗（中），行駛中的運行測試（右）。
目前，惡意利用這些漏洞成功實施攻擊的難度很大。攻擊者需要具備信息安全的專業知識、開發攻擊軟件的能力以及搭建用來連接車載網絡、載入任意控制命令的電子平台的能力。而且，攻擊需要的器材和軟件的功能單靠市面上的產品無法實現，需要重新開發。
但是，隨著時間的推移，今后，當汽車擁有的信息資產價值提升，成為惡意攻擊者的攻擊對象之后，就像現在消費類產品信息安全的情況一樣，網絡上到處都有使攻擊變得簡單的工具。到那時，攻擊的難度將直線下降。
【事例2】攻擊輪胎壓力監測系統
輪胎壓力監測系統（TPMS）是利用無線通信不間斷地監測輪胎壓力的系統（圖2）。美國要求汽車必須配備該系統，目的是防止低壓輪胎高速行駛導致輪胎破裂的事故發生。為實現該系統，需要通過無線通信把輪胎壓力信息收集到車輛中。
圖2：TPMS的構造
2010年在美國發表的論文“Security and Privacy Vulnerabilities of In-Car Wireless Networks: A Tire Pressure Monitoring System Case Study”指出了TPMS的漏洞。論文分析了TPMS的無線通信，指出了以下3點。
1．TPMS的通信消息沒有加密，容易竊聽並解析。
2．輪胎閥門上安裝的壓力測量裝置有32bit的固有ID，而且能與距離汽車40m遠的場所進行無線通信。如果在路邊和高架橋等地點進行檢測，可以記錄到特定車輛的通過時間。
3．可以偽裝TPMS的壓力報告消息，隨時點亮報警燈。
TPMS通信消息的解析由具備專業知識的學生實施，耗時1周多。雖說需要高度的專業性，但解析使用的器材成本僅為1000美元左右。
系統原本是為提高汽車的安全性而設置，但卻暴露出了車載軟件的漏洞，這有可能成為關乎生命的重大問題。安全對策需更高程度的注意。
【事例3】使用廣域網攻擊車載LAN
2011年，除了事例1、事例2介紹的接觸或近距離攻擊汽車的方法之外，還有論文談到了遠程攻擊接入手機網絡的汽車的方法。
論文探討了攻擊的多種影響，其中，有可能造成重大危害的，是遠程打開門鎖、惡意攻擊者監視汽車等（圖3）。這一研究揭示了無論身處何方都能攻擊汽車的可能性，因此可以說其意義非常深刻。
圖3：遠程攻擊汽車
這篇論文提到的事例是，攻擊者為實施遠程攻擊，利用逆向工程技術，通過解析通信及信息終端，開發出了針對特定車型的入侵代碼和可執行代碼。實施攻擊的難度很大。但是，倘若有人開發出了攻擊大企業提供的通信及信息服務的代碼，並且將其散布，就有可能造成大范圍危害，造成嚴重損失。
論文列舉出的防范對策包括“切斷不必要的外部通信”、“取消多余的通信服務”、“監測通信狀況”、“從車載系統的開發階段編程時就要有安全意識”、“安裝軟件升級功能”以及“考慮多種功能聯動時的安全”。
【事例4】解析防盜器密鑰
在2012年8月舉辦的“第21屆USENIX Security”上，一篇論宣稱，隻需大約5分鐘即可破解“HITAG2”密碼鎖驗証密鑰。
HITAG2是1990年代開發的防盜方案，其原理是使用RFID標簽控制發動機的起動。採用專用加密方式，認証和加密均使用48位密鑰。在這篇論文中，研究人員把目光放在了HITAG2的漏洞上，表示隻需利用1分鐘的時間收集認証步驟的數據，然后經過5分鐘的測試，便可破解密鑰，並且在現場進行了演示。
在驗証漏洞時，測試RFID系統使用的是“Proxmark III”板卡。通過竊聽智能鑰匙與車載防盜器之間的電波並解析，偽造出了正確的密鑰。Proxmark III配備了處理HF/LF頻帶電波編解碼的FPGA（現場可編程門陣列）、實施幀處理的MCU等，破解條件完備。但從一般用戶的角度來看，攻擊難度可以說略高。
關於HITAG2的漏洞，在信息安全相關會議“BlackHat 2012”上，也有與會者發布報告稱使用FPGA隻需50秒即可破解驗証密鑰。攻擊的方法在一般用戶看來同樣難度較大，應對方式與之前談到的方法相同。但該報告還指出，使用FPGA可以高速破解密碼。
使用FPGA破解密碼非常簡單。銷售密碼恢復（密碼破解）軟件的俄羅斯企業ElcomSoft表示，與使用高性能處理器並行計算相比，使用FPGA破解密碼的速度要快好幾倍，而且耗電量不到10分之1。這是因為FPGA能夠針對破解密碼，使硬件處理最優化。
應對這些事例的可行措施包括“使用AES等非專用加密方式”、“改進隨機數生成器”等。除了企業實施的對策之外，用戶估計也需要採取防范他人接觸汽車鑰匙、鎖車門、鎖方向盤等措施。
如上所述，汽車信息安全領域的研究人員正在逐漸增加。今后估計還會發現其他各式各樣的威脅。汽車相關企業應當集全行業之力，全面梳理各類威脅，而不是單獨採取對策。日本信息處理推進機構（IPA）也在全力研究汽車信息安全，請大家積極靈活地加以利用。下一篇中，筆者將結合各種研究事例，對威脅的形式進行歸納整理。（日經技術在線！ 供稿）
