Captura y repetición de señales

Un ataque de repetición es la vulnerabilidad de RF más sencilla y común: capture una transmisión legítima y retransmítala después para reproducir su efecto. No es necesario descifrarla si el receptor acepta dos veces la misma señal.

Esto funciona contra cualquier dispositivo cuyo comando sea una transmisión fija y estática:

• Mandos de garaje económicos.
• Mandos de automóvil básicos sin códigos variables.
• Timbres inalámbricos, sensores de alarma y enchufes remotos.
• Algunos controles remotos industriales para grúas y puertas.

Si una señal capturada sigue funcionando minutos o días después, el sistema es vulnerable por diseño.

Antes de capturarla, identifique la frecuencia en la que transmite el dispositivo. La mayoría de los mandos de consumo funcionan en bandas ISM: 315 MHz (Norteamérica), 433.92 MHz (Europa y gran parte del mundo), 868 MHz y 915 MHz.

Sintonice un RTL-SDR en estas bandas, pulse el mando y observe la cascada para detectar una ráfaga de energía. El FCC ID impreso en un dispositivo suele revelar su frecuencia exacta de funcionamiento mediante expedientes regulatorios públicos.

Una vez conocida la frecuencia, grabe muestras I/Q sin procesar mientras transmite el dispositivo. Capture una ráfaga limpia y aislada para que la señal sea fácil de analizar y repetir.

Un RTL-SDR de solo recepción basta para capturarla; para transmitir después necesitará un HackRF o un dispositivo similar. Anote siempre la frecuencia central exacta y la tasa de muestreo utilizadas, porque deberá repetir la transmisión con parámetros coincidentes.

Para repetir la transmisión, envíe de nuevo el archivo I/Q capturado en la misma frecuencia y con la misma tasa de muestreo utilizando hardware con capacidad de transmisión, como un HackRF.

Como el receptor compara la forma de onda sin procesar, una retransmisión exacta reproduce el comando original. Repita siempre la transmisión dentro de una cámara blindada, a menos que cuente con autorización explícita y permiso legal para transmitir.

La repetición a ciegas funciona, pero decodificar la señal le enseña más y permite realizar ataques más inteligentes. Herramientas como Universal Radio Hacker (URH) permiten demodular la ráfaga, recuperar el flujo de bits e identificar su estructura.

• Encuentre el preámbulo y la palabra de sincronización.
• Determine la tasa de símbolos y la codificación (a menudo Manchester o PWM).
• Localice la carga útil estática del comando.

Una vez decodificada, puede crear nuevas transmisiones, aplicar fuzzing a los campos o confirmar si alguna parte del mensaje cambia entre pulsaciones.

Los mandos modernos evitan la repetición ingenua mediante códigos variables (códigos saltantes). Cada pulsación utiliza un código nuevo derivado de un secreto compartido y un contador incremental.

• El transmisor y el receptor se mantienen sincronizados mediante el contador.
• Un código capturado queda invalidado cuando el receptor avanza más allá de él.
• La repetición de un código antiguo simplemente se rechaza.

Sistemas como KeeLoq popularizaron este enfoque. Los códigos variables elevan considerablemente el nivel de seguridad, pero, como muestra la escena siguiente, los fallos de implementación todavía crean oportunidades.

Los códigos variables todavía pueden vulnerarse mediante una técnica de captura e interferencia, conocida por su demostración como RollJam:

• El atacante interfiere con el receptor mientras captura simultáneamente la primera pulsación del mando de la víctima en una banda estrecha que el inhibidor no cubre.
• El mando no funcionó, así que el usuario vuelve a pulsar. El atacante captura el segundo código y repite el primero.
• El atacante conserva ahora un código futuro no utilizado que todavía es válido.

Como el receptor nunca vio el primer código, este sigue siendo válido. Esto aprovecha la ventana de tolerancia del protocolo en lugar de vulnerar la criptografía.

Algunos receptores de códigos variables aceptan códigos dentro de una ventana de resincronización para tolerar pulsaciones accidentales fuera de alcance. Si esta ventana es demasiado amplia o no está bien delimitada, un atacante que capture varios códigos consecutivos podría predecir la resincronización o forzarla.

Las implementaciones antiguas de KeeLoq también sufrieron la recuperación de la clave del fabricante: extraer la clave maestra de un solo mando permitía clonar líneas completas de productos. Son fallos de implementación, no fallos del concepto de códigos variables en sí.

La interferencia inunda una frecuencia con ruido para que los receptores legítimos no puedan oír las transmisiones válidas. Es un componente fundamental de RollJam y una amenaza de denegación de servicio por sí misma.

• Los sensores inalámbricos de alarma pueden sufrir interferencias para que un evento de apertura de una puerta nunca llegue al panel.
• Los sistemas de entrada sin llave y los controles remotos pueden quedar silenciados.

La interferencia es ilegal en prácticamente todas las jurisdicciones, incluso para realizar pruebas. Demuéstrela únicamente en un laboratorio blindado y con autorización explícita. Su relevancia aquí es comprender cómo los atacantes combinan la interferencia con la captura y por qué los sistemas deben detectar la pérdida de señal.

Un flujo de trabajo práctico de captura y repetición utiliza un conjunto compacto de herramientas:

• RTL-SDR — exploración del espectro y captura (solo recepción).
• HackRF One — captura y transmisión para probar repeticiones.
• URH — demodulación, decodificación y creación de señales.
• rtl_433 — identificación rápida de dispositivos conocidos.
• Flipper Zero — captura y repetición práctica sobre el terreno de señales sencillas sub-GHz.

El Flipper es popular para demostrar ataques de repetición contra mandos con códigos estáticos, pero los códigos variables correctamente implementados impiden este ataque, que es precisamente el punto que quiere que sus clientes comprendan.

Las recomendaciones de una evaluación de repetición incluyen:

• Sustituya los códigos estáticos por códigos variables autenticados o autenticación mediante desafío-respuesta.
• Utilice ventanas de resincronización estrechas y limitadas y claves criptográficas únicas por dispositivo; nunca una clave maestra compartida.
• Añada marcas de tiempo o nonces para que cada comando solo sea válido una vez y durante un periodo breve.
• Implemente la detección de interferencias: los paneles de alarma deben tratar la pérdida repentina de señal del sensor como un evento de manipulación.
• Prefiera protocolos bidireccionales en los que el receptor confirme cada comando.

El principio fundamental es el siguiente: un comando que se pueda grabar y repetir de forma idéntica está vulnerado. Toda acción autorizada debe ser criptográficamente única.

Ahora puede capturar, analizar y reproducir señales de RF, y razonar sobre sus mecanismos de defensa:

• Un ataque de repetición retransmite un comando estático capturado y funciona contra mandos a distancia de código fijo.
• Flujo de trabajo: encuentre la frecuencia en las bandas ISM, capture I/Q con RTL-SDR, reproduzca las señales con HackRF y decodifíquelas con URH.
• Los códigos variables frustran la repetición ingenua, pero RollJam (captura e interferencia) y las ventanas de resincronización demasiado amplias o las claves maestras compartidas vuelven a abrir la puerta.
• La interferencia es ilegal fuera de laboratorios autorizados y blindados, y sustenta los ataques de denegación de servicio y RollJam.
• La defensa requiere comandos autenticados de un solo uso, resincronización acotada, claves por dispositivo y detección de interferencias.

Esto completa el curso de hacking de RF y redes inalámbricas: desde los fundamentos de SDR hasta Bluetooth, las tecnologías sin contacto y la repetición de señales.