白话物联网安全（三）：IoT设备的安全防御

白话物联网安全系列文章：

• 白话物联网安全(一)：什么是物联网的信息安全
• 白话物联网安全(二)：物联网的安全检测

我们这次先说IoT设备的安全，谈IoT设备安全防御，这次谈IoT的设备安全，咱们先要涉及到IoT的协议，现在IoT的协议非常多，主要设计这些，蓝牙，Zigbee，Z-Wave，6LowPAN，线程，WiFi，GSM/3G/4G蜂窝，NFC，Sigfox，HTTP，MQTT，CoAP，DDS，AMQP，XMPP，JMS。

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我们通过协议，我们会发现一个头疼的问题，我们现在涉及到的物联网的协议标准不统一，应用范围和使用场景限定了必须要使用多种感知手段继续测试，而且基础层的大量感知设备因为内存，计算能力有限，本身很难做到安全防御，比如智能汽车的CAN总线，只要能直接通讯，一定能控制汽车，根据这些内容，我们把可能遭受的攻击方式分为了这么三种：

• 物理接触：OBD，NFC，USB等等方式。
• 近场控制：蓝牙，WIFI，射频，信息模块等等方式。
• 远程控制：云服务系统，运营商网络，3G/4G等等方式。

那我们在考虑安全防御的时候，需要按照层级防护进行联防控制，先从物理层开始，物理接触涉及到的最核心的问题两个，第一个恶意攻击者接触到设备不能进行认证，第二认证之后没有授权，无法进行操作。

我们以最常见的NFC破解为例，进行简单的说明，M1卡的容量为1KB，里面包含16个扇区，每个扇区有四个块，一般数据区域占用1个扇区，0扇区会有uid，内部存储为16进制，一般扇区数据 4位为金额位，4或者2位为校验位，金额常见是取反然后进制转换。 比如 1E75 取反(XOR) 57E1然后转10进制。

在能处理数据开始，我们先要确定能够访问存储的该扇区，也就是我们先要对访问扇区的密码进行破解(全加密只能利用字典破解，半加密可以采用验证漏洞破解一下)。

这玩意会生成一个XXX.dump的文件，然后拖进去WinHex，搞搞校验方法就可以进行修改了。

还有各种小工具可以协助计算。

那么我们整理一下，如果说有公司找我们做这种NFC(水卡，公交卡等等)的安全防护，我们从上面的内容先知道要注意以下几点：

• UID后端校验不能重复，出现重复冻结。
• 扇区加密不能采用半加密模式，必须采用全加密模式，密码足够强壮
• 校验位算法要足够复杂，不要局限金额位的字节长度。

上面这个例子是我们在使用过程中一定要接触的设备，物理层次的一些建议，但是其实很多设备的物理接触是不需要的，或者我们可以设计对应的插拔式接触产品，绑定该产品的硬件编码，做唯一认证，其他人操作均需要厂家认证，这种方式相对麻烦，但是安全和便捷总是互相冲突的。

那我们说说IoT安全防御第二层必须要考虑的安全，近场控制，近场指的是在指定范围内，可以通过某种手段去连接到与IoT设备同一网络环境下，对IoT设备进行攻击，我们常见的wifi，蓝牙，射频等等，IoT设备与其他设备不同，现在市面上大量IoT设备都是只需要配置网络网关，本身认证方式采取硬编码方式，一旦入侵，只要对内网端口和地址进行扫描，嗅探数据包，一打一个准，咱们就从一个蓝牙利用的小工具(Hcitool)谈一谈。

Hcitool集成在kali里面，先执行hciconfig检查我们蓝牙适配器是否被识别并启用，然后启动 hciconfig hci0 up。

我们只有一个蓝牙适配器，启动hci0，然后开始找找周边的蓝牙，我手机自己开了一个蓝牙(蓝牙系统所使用的波段为2.4 GHz ISM波段。其频率范围是2400 – 2483.5 MHz。BlueTooth 有79个射频信道，按0-78排序，并于2402 MHz开始，以1 MHz分隔)。

发现我手机，oppo r15 的蓝牙，咱们获取更多的信息，hcitools inq。

通过hcitools，我们可以执行一些命令，比如：启用iscan和禁用pscan等等操作。

Hcitools有很多用法，直接hcitool -h 就可以。

对于我们发现的设备，下一步可以进行嗅探。

工具：ubertooth，下载地址：https://github.com/greatscottgadgets/ubertooth;在此基础上，还需要安装一个安装BLE解密工具crackle，下载地址：https://github.com/mikeryan/crackle(大家有兴趣可以搬小板凳在共享单车旁边开始操作，抓取蓝牙开启指令，也可以留言我要个授权搞一下)。

针对蓝牙的安全，我们可以看到，做这种通用的安全协议本身，我们可以通过增加破译每个PIN的时间： 对于加密过程来说，加密时间如果比原来增加一倍，那么对于暴力攻击来说，要想得到正确的PIN码，便要增加密钥空间的倍数。也就是说，对于PIN长度为4的密钥来说，如果在蓝牙设备每次配对时的加密过程时间增加l秒，那么，对于暴力攻击来说，它的每一次PIN的破译过程便需要增加1秒，所以要想得到正确的PIN码，对于PIN码长度为4的密钥来说，平均便需要l10∧4/20.36*10∧4=1小时的时间。而对于PIN码长度为8的密钥来说，平均便需要增加

l10∧8/20.3610∧4=10000小时的时间，从而可以看出，它的安全强度己经远远要超过原来的把PIN长度设置到12位的安全强度了。对于人们己经习惯的银行系统的6位密码来说，平均也需要l10∧6/20.3610∧4=100小时的时间。如果把中间的加密过程增加到2秒，那么平均攻击成功的时间便需要210∧6/20.36*10∧4=200小时的时间(此方法选自中国论文网-浅谈蓝牙的安全)。有关近场安全，现阶段安全的做法就是加密，隐藏信号。

我们现在谈一谈IoT安全防御的最后一块，远程控制，远程控制就是那些我们大量直接裸漏的暴露在公网上的IoT设备，单单只靠IoT设备本身很难进行防御。

这时候我们就不得不多现在裸露在公网的IoT设备的目前存在5大安全隐患。

也就是其实我们在做防御的时候，只需要把他当成一个直接开放在公网上的脆弱的业务系统即可，也就是对身份认证、会话管理、访问授权、数据验证、配置管理、业务安全、漏洞安全等七个方面进行安全安全防御即可，在出口部署下一代防火墙+WAF+APT，就能避免其中大部分安全问题，这就回归了常规的安全，这里就不多说。

总结一下，这次安全防御主要从三个方向去谈了IoT设备的安全，物理，近场和远程，现在市面上的安全设备，针对IoT的防御很多都只是把IoT上的承载的功能系统作为纯互联网设备进行防御(而且缺乏大量规则库)，面对近场和物理的防御，现阶段没有一个好的解决办法，接下来的文章，我们开始搞漏洞和规则库吧(从物理，近场，远程这三个方向)。