Bluetooth- och BLE-attacker

Rekognosering börjar med att skanna annonseringspaket för att ta reda på vad som finns inom räckvidd och sedan ansluta för att enumerera GATT-databasen.

I Linux låter BlueZ-stacken och verktyg som bluetoothctl, hcitool och gatttool dig skanna och undersöka enheter. nRF Connect i en telefon är ett utmärkt grafiskt alternativ.

För att observera kommunikationen mellan en enhet och dess app avlyssnar du radiotrafiken. Eftersom BLE hoppar mellan kanaler måste en avlyssnare följa anslutningen.

• En nRF52840-dongel med plugin-programmet nRF Sniffer för Wireshark är standardverktyget för kostnadseffektiv infångning.
• Ubertooth One kan fånga både BLE-trafik och viss Classic-trafik.
• Fånga trafik under anslutningshändelsen för att fånga den inledande handskakningen.

Wireshark analyserar infångade paket som annonseringsdata, anslutningsbegäranden och GATT-operationer, så att du kan kartlägga exakt vad appen läser och skriver.

Säkerheten i BLE beror på vilken parkopplingsmetod som väljs när enheterna binds samman:

• Just Works — ingen användarverifiering; är avsiktligt sårbar för man-in-the-middle-angrepp. Extremt vanligt i billig IoT-utrustning.
• Passkey Entry — en sexsiffrig kod, starkare men möjlig att utsätta för brute force om den är dåligt implementerad.
• Numeric Comparison — båda enheterna visar ett tal som ska bekräftas (LE Secure Connections).

Äldre parkoppling (före 4.2) är kryptografiskt svag och dess nycklar kan återställas från en inspelad handskakning. LE Secure Connections använder ECDH och är den enda metod som anses robust.

När en enhet använder BLE:s äldre parkoppling kan ett inspelat parkopplingsutbyte brute-force-testas för att återställa Temporary Key och slutligen Long Term Key.

Verktyget crackle automatiserar detta mot en pcap-fil med parkopplingshändelsen. När nycklarna har återställts kan tidigare krypterad trafik i inspelningen dekrypteras.

Många BLE-enheter litar på vem som helst som kan ansluta. När du har enumererat skrivbara characteristics kan du ofta utfärda kommandon direkt utan autentisering.

• Skrivningar utan autentisering — att skicka specialutformade värden till en kontroll-characteristic kan låsa upp smarta lås eller slå av och på reläer.
• Enhetsspoofing — att klona en periferienhets MAC-adress och annonsering för att utge sig för att vara den inför en app på offrets enhet.
• GATTacker / Mirage — ramverk som genom proxy agerar man-in-the-middle för en periferienhet genom att vidarebefordra GATT-trafik.

Ett klassiskt fynd är ett smart lås där upplåsningskommandot är en statisk klartextskrivning som vem som helst kan spela upp igen.

En BLE-MITM-proxy klonar målperiferienheten, låter appen på offrets enhet ansluta till klonen och vidarebefordrar trafik till den riktiga enheten. Detta blottlägger hela kommunikationen och möjliggör ändringar i realtid.

Ramverk som Mirage och GATTacker automatiserar kloning av annonser och bryggning mellan två radiosändare. Du kan fånga in, ändra eller spela upp igen valfri GATT-operation under överföringen.

Bluetooth Classic har också en historik av sårbarheter. Några välkända exempel är BlueBorne (en uppsättning stackrelaterade sårbarheter för fjärrkörning av kod) och KNOB (Key Negotiation of Bluetooth), som tvingar ner krypteringsnyckeln till en längd som kan brute-forceas.

• Många headset och bilsatser accepterar fortfarande svaga eller förvalda PIN-koder.
• Tjänsteupptäckt via SDP kan läcka information om enhetens funktioner och ledtrådar om firmware.
• Äldre stackar kan sakna korrigeringar för kända CVE:er.

För Classic fokuserar bedömningen på stackversion, parkopplingens styrka och känd sårbar firmware.

BLE-enheter som annonserar kontinuerligt skapar risker för integritet och spårning. En statisk MAC-adress gör att en observatör kan följa en person mellan olika platser.

• MAC-randomisering ändrar adressen med jämna mellanrum för att försvåra spårning, men många enheter implementerar den bristfälligt eller inte alls.
• Identifierbara annonseringsnyttolaster (fasta namn och tillverkardata) kan återidentifiera en enhet även när MAC-adressen är randomiserad.
• Riktningsantenner med lång räckvidd utökar det praktiska avlyssningsavståndet långt bortom de angivna 10 meterna.

Att bedöma exponering för spårning är en legitim och viktig del av en integritetsgranskning av BLE.

Försvarsrekommendationer från en BLE-bedömning omfattar vanligtvis:

• Använd LE Secure Connections med Numeric Comparison; använd aldrig Just Works för känsliga funktioner.
• Använd kryptering och autentisering på applikationsnivå ovanpå länken, så att en MITM inte kan spela upp eller förfalska kommandon.
• Implementera sessionsspecifika nonce-värden eller rullande koder för styrkommandon som upplåsning.
• Aktivera korrekt MAC-randomisering och ta bort identifierande annonseringsdata.
• Håll Bluetooth-stacken uppdaterad mot BlueBorne, KNOB och liknande problem.

Den återkommande lärdomen är att säkerhet på länklagret inte räcker när applikationen litar på vilken ansluten klient som helst.

Du kan nu bedöma Bluetooth- och BLE-enheter från början till slut:

• BLE använder 40 kanaler och exponerar data genom GATT-modellen med tjänster och characteristics.
• Rekognosering innebär att skanna annonseringar och enumerera GATT-databasen med BlueZ-verktyg eller nRF Connect.
• Avlyssning med nRF52840 eller Ubertooth matar in trafik i Wireshark för protokollanalys.
• Just Works och äldre parkoppling är svaga; crackle återställer nycklar från inspelade äldre handskakningar.
• Aktiva attacker utnyttjar skrivningar utan autentisering och MITM-proxyer som Mirage och GATTacker.
• Försvaret kräver LE Secure Connections samt autentisering på applikationsnivå och rullande kommandon.

Nästa steg är att gå från anslutna protokoll till kontaktlösa taggar med RFID och NFC.