汽车网络安全之——ECU攻击

概述

从汽车电子电器架构的角度来看，汽车就是由ECU（点）和总线（线）构成的一个结构体（对于无线传感，车内部很少用，把网关、T-BOX等也统称为ECU）。对汽车进行攻击，其实际就是针对不同的ECU进行攻击。ECU的攻击向量有哪些，如何攻击一个ECU，对于hacker来讲是最感兴趣的话题，对整车防御来讲也是首先要搞清楚的事情。

ECU结构

首先从几个不同角度来看看ECU是什么样子的
1.物理
拆开一个ECU，最直观来看，一个ECU可以分为两部分：
芯片/PCB + 接口；
芯片/PCB是被封装在金属外壳（电磁干扰）里的部分
接口又可以分为两种：不隐藏的通信接口+隐藏的调试接口
2.操作系统
从操作系统的角度看ECU，是要了解固件是如何运行的，是为了破解ECU的固件；

3.程序架构
这个是汽车的控制器独有的一部分，从这个分类角度可以进一步明确针对ECU不同模块的具体攻击手法。

先从这三个角度来看ECU，这三个角度涉及到硬件、操作系统/程序运行方法、汽车电子软件，细说起来每一个部分都很多，希望日后可以详细说一下。

ECU攻击

上一节说了汽车ECU是什么，从什么角度对其进行分层分类，从而在这一节得到攻击向量，以上三个角度可以统一在以下三层：
网络（接口）：协议的攻击（从第一、第三角度看）
固件（FLASH）：固件的逆向（从第一、二、第三角度看）
芯片/PCB：物理攻击（从第一角度看）

网络

网络的攻击向量可以通过无线网络和有线网络；有线网络主要是CAN网络；CAN网络攻击可以分为对RAW帧的攻击和对协议报文的攻击；RAW帧的攻击主要是因为CAN本身的属性造成的：
1.无身份认证
2.优先级
3.广播
4.总线错误
对于协议报文则可以从第三角度来看：
对诊断报文
对应用报文
对网络管理报文

固件

固件获取：固件获取的方法有很多种，也有很多的介绍；从第一角度来看，固件获取可以从FLASH直接提取，从调试口读取甚至可以动态调试
固件分析：这个就要先从第二角度来看了，对于通用操作系统有自己的工具链，相对麻烦一些；对于操作系统和程序没有区分的可以直接用动静态分析工具去做。
漏洞利用：对于通用的操作系统，其利用方法很多；对于另一种可以窃取一些数据，更改一些参数，但是持久化利用是一个问题。

固件的具体分析方法可以参照：
https://blog.csdn.net/Pan_w_w/article/details/105958014

芯片

到了芯片这一级，就是一些物理攻击手段了，最典型的就是侧信道分析和故障注入。参考NXP的一张图。

保护

简单说一下保护。针对各种攻击都应有相应的保护手段。保护的根本还是基于密码学的，目前来看就是要保证硬件安全，建立可信体系，主要使用的就是硬件安全模块，如ＨＳＭ、ＴＰＭ。
HIS SHE
这个规范主要是讲基于对称加密(AES)的硬件安全模块,其密钥如何管理,如何使用,并介绍了安全启动等流程

EVITA　SHE
这个项目介绍了对于不同场景采用不同的安全等级设计,分为FULL Medium Light三种,并对报文安全等级也进行了一个划分

小结

笼统的介绍了一下ECU攻击的情况,其中有自己的思考和参考一些他人的思考,后面需要对每一种结合自己的实践进行一个更详细的介绍.汽车作为一种IoT设备,和普通IoT设备的漏洞挖掘有很多相似之处,但是也有很多不同,对以下四个问题需要进行进一步思考:
1.对于汽车ECU的攻击向量还有待发掘
2.如何进行漏洞的利用
3.保护方法有效性
4.攻防的均衡