看到機器人拿螺絲刀捅向西紅柿，我都要嚇尿了

本文作者：又田

2017-08-25 16:27

導(dǎo)語：如果，機器人的大鐵錘捶你胸口......

1920年，捷克作家K.凱比克在一本科幻劇中首次提出“機器人”這一名詞。

這一來自于工業(yè)文明時代的概念，充斥著人類以科技封神的狂放野望。在全世界迥異的神話體系中，神依照自身的形態(tài)造人，而后賦予靈性；機器人則是人類以造物主自居的產(chǎn)物。對于機器人，人類總抱著兩種矛盾的態(tài)度，既渴望駕馭它的全知、強大與不朽，又畏懼它超人的力量反掌便可覆滅文明的火種。

然而，對于機器人的種種擔憂似乎已經(jīng)近在眼前。

雷鋒網(wǎng)消息，最近在新加坡舉行的安全技術(shù)大會——Hack in the Box 上，來自 IOActive 的安全專家 Lucas Apa 以及首席技術(shù)官 Cesar Cerrudo，現(xiàn)場展示了他們針對三大流行機器人的黑客攻擊，包括消費級機器人Alpha2、NAO（Pepper），以及體量更大的 Universal Robots 工業(yè)機器手臂。

試想一下，平時圍繞在你身邊乖巧執(zhí)行命令的機器人，若是被人操控，變成黑客的眼線、耳目，甚至化身殺戮機器，可不可怕？

嚶嚶嚶，工業(yè)機器人大鐵拳錘你胸口？

建筑工地、醫(yī)院、銀行、航空公司、商場......似乎你所想象到的任何場景都有了這些機器人的身影。研究公司IDC的數(shù)據(jù)顯示，2020年，機器人及相關(guān)服務(wù)方面的支出將比現(xiàn)在翻一番，達1880億美元。

對于這些沒有思維的工業(yè)機器人來說，堅決執(zhí)行編程指令就是使命，他們并不關(guān)心執(zhí)行誰的命令，那如果是黑客的呢？

據(jù) IOActive 公布的最新研究顯示，他們調(diào)查了 Universal Robots 生產(chǎn)的 UR 系列機器人，發(fā)現(xiàn)了一組尚未修補的漏洞，包括“控制協(xié)議中的認證問題、對物理攻擊的敏感性、內(nèi)存損壞漏洞以及不安全的通信傳輸?！痹搱F隊在 2016 年 1 月向這家公司披露過他們的擔憂，還在 7 月發(fā)布了一段相關(guān)視頻，并在在博文中詳細闡述了方法。

實時視頻演示顯示，他們使用一種稱為“緩沖區(qū)溢出”的常見安全漏洞來獲得未經(jīng)授權(quán)的機器人手臂操作系統(tǒng)的訪問權(quán)限，并覆蓋修改后的“safety.conf”文件，以此限制機器人的運動速度，甚至在當紅外線傳感器檢測到附近的人時機器人會伸長手臂給你一拳。

這可不是小拳拳捶你胸口，這一下怕是會骨折。

看到機器人拿螺絲刀捅向西紅柿，我都要嚇尿了

所以，是否黑客輕而易舉就能黑掉那些工業(yè)機器人呢？

綠盟科技的安全工程師 M 提供了相關(guān)思路。

把大象裝進冰箱需要三步，黑掉一個機械臂也只需要三步。

先要發(fā)現(xiàn)或建立一個遠程入侵通道。這是入侵的前提條件之一。通過藍牙、Wi-Fi或者網(wǎng)絡(luò)連接到將要入侵的機器人使用的操作系統(tǒng)。
獲取機器人的控制權(quán)限。研究機器人的操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件，嘗試發(fā)現(xiàn)漏洞，利用發(fā)現(xiàn)的漏洞獲得機器人的控制權(quán)限。若未發(fā)現(xiàn)機器人存在上述漏洞，則可嘗試破解控制機器人的通訊協(xié)議（當前有部分機器人的關(guān)鍵通訊指令沒有加密）。
開啟機器人破壞模式。在遠程掌握了機器人控制權(quán)限或者破解了機器人的通訊協(xié)議的基礎(chǔ)上，發(fā)送惡意控制指令遠程控制機器人。

顯而易見，如果機器人存在安全漏洞，而漏洞又被心存破壞的黑客發(fā)現(xiàn)是多么危險的一件事。

“機器人本身就是一門跨學科的技術(shù)，因此機器人的安全研究與傳統(tǒng)安全漏洞研究的區(qū)別是其與工控、機器人基礎(chǔ)知識、通訊（包括藍牙、Wi-Fi 等有線和無線通訊技術(shù)）協(xié)議、操作系統(tǒng)平臺、傳感器技術(shù)等結(jié)合緊密，”M 表示。

除了前期研究漏洞，在發(fā)現(xiàn)疑似漏洞后需要對機器人固件進行調(diào)試，從而驗證漏洞的存在性和獲得系統(tǒng)的控制權(quán)限。當然，對硬件進行調(diào)試需要獲得一個調(diào)試接口，如果網(wǎng)口一時難以突破，可以嘗試從串口開始突破。

串口突破的目的有兩個：

提取固件。一般的機器人都是不公開固件的，我們通過機器人的BootLoader漏洞從串口提取固件。然后對提取到的固件進行逆向和分析，從而更容易的發(fā)現(xiàn)漏洞。有時候還能發(fā)現(xiàn)更敏感信息，例如：廠家的后門密碼。
調(diào)試固件。一般來說，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)人員都是通過串口來進行固件調(diào)試的。這個調(diào)試接口既方便了開發(fā)人員，也為黑客研究固件漏洞提供了不少幫助。通過串口獲取系統(tǒng)的本地調(diào)試接口，和網(wǎng)絡(luò)發(fā)包結(jié)合，從而加速調(diào)試固件的漏洞的進程。

這么看來，機器人的漏洞也不是很難找。那到底工業(yè)機器人的操作系統(tǒng)有多少漏洞呢？

其實，漏洞并不多。

“工業(yè)機器臂的大腦是PLC——可編程控制器，它是一個數(shù)字式的電子裝置，是一臺計算機，專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用設(shè)計的計算機。這種情況下，尋找的就是 PLC 漏洞?！盡說道。

雷鋒網(wǎng)了解到，PLC的操作系統(tǒng)多使用 linux，VxWorks等操作系統(tǒng)，或者直接定制操作系統(tǒng)。其相對運行的服務(wù)較少，開放的遠程端口較少，因此 PLC 的漏洞相比Android 漏洞要少的多。

以ABB為例，其產(chǎn)品被紕漏出來的全部漏洞也僅有下圖的幾個。

看到機器人拿螺絲刀捅向西紅柿，我都要嚇尿了

PLC 漏洞常見的是權(quán)限類漏洞、弱密碼硬編碼類漏洞、WEB 頁面獲取權(quán)限漏洞等，其中重放攻擊漏洞在 PLC 中也比較常見，緩沖區(qū)溢出漏洞實際上并不多見。

緩沖區(qū)溢出漏洞與 PLC 的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件都有一定的關(guān)系，越是常見的操作系統(tǒng)，越容易發(fā)生緩沖區(qū)溢出問題。但是 PLC 用的操作系統(tǒng)都比較冷門或者 PLC 的公司自己設(shè)計的操作系統(tǒng)，甚至有的 PLC 連操作系統(tǒng)也沒有；另外，在 PLC 內(nèi)部固件編寫時，如果不注意遵守安全的編碼原則，容易出現(xiàn)安全問題，留下緩沖區(qū)溢出的隱患。操作系統(tǒng)提供一些保護手段，例如：ASLR, NX ( Windows 平臺上稱其為 DEP ) 等技術(shù)來增加應(yīng)用軟件在漏洞溢出時的利用難度，但遇到高手還是可以突破的。

在緩沖區(qū)漏洞利用的時候，可能是操作系統(tǒng)提供的一個內(nèi)部服務(wù)開放遠程通訊的端口有漏洞；也可能是應(yīng)用軟件開的端口存在漏洞。不過，上面這些都需要研究者的經(jīng)驗和通過耐心細致的調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)可以利用的漏洞。

消費級機器人正在監(jiān)視你？

似乎相比上文的大塊頭，身處我們周遭的各種消費級人形機器人顯得可愛得多。

但，如果是這樣，

或者是，這樣，

還可愛......嗎？

康力優(yōu)藍 CEO 劉雪楠表示，相比多存在于工廠或特定場景與人接觸較少的工業(yè)級機器人，滲透到家庭及商用環(huán)境的服務(wù)型機器人一但被黑客操縱，造成的影響更可怕。

IOActive 的研究報告顯示，軟銀 NAO 和 Pepper 兩種機器人可能因為黑客入侵而成為間諜設(shè)備，用于收集各種未經(jīng)加密的視頻和音頻數(shù)據(jù)，并進行遠程傳輸。

此外，他們還發(fā)現(xiàn)中國公司優(yōu)必選（UBTech）出售的機器人Alpha2 所運行的 Android 操作系統(tǒng)，沒有使用代碼簽名（code-signing）機制，這是一種防止流氓軟件安裝的安全措施。Alpha2 還沒有對通信連接進行加密，這讓黑客可以使用“中間人攻擊”來注入惡意引用程序。

聽起來就有點怕怕呢~

看到機器人拿螺絲刀捅向西紅柿，我都要嚇尿了

“機器人的操作系統(tǒng)是 Linus 和 Android，黑客想要操作機器人動作就類似于黑掉一只沒有防護措施的 Android 手機。在獲取機器人的控制權(quán)后，若是想要監(jiān)視監(jiān)聽則更是簡單，直接調(diào)用攝像頭和麥克風的通訊接口或者用機器人公司提供的軟件就可以了?！盡表示。

機器人雖然還在你的家里，靈魂已經(jīng)是別人的了。

為什么眾多機器人缺乏安全措施呢？

這并非單獨現(xiàn)象，對于機器人公司來說，迅速上市搶占市場似乎比動用大量人力物力設(shè)置安全措施更吸引人。

那么動輒耗費大量人力資金的安全設(shè)置究竟有多復(fù)雜？

以代碼簽名機制為例，代碼簽名機制主要針對應(yīng)用程序。簡單來說包括兩種技術(shù)：非對稱算法和數(shù)字簽名，其主要目的就是防止應(yīng)用程序被修改。

雷鋒網(wǎng)了解到，一般來說，廠家可以給機器人安裝軟件，但某些廠家沒有給系統(tǒng)開啟代碼簽名機制，當黑客取得系統(tǒng)權(quán)限后，上傳的惡意程序就會運行。如果開啟代碼簽名機制后，黑客所用的軟件內(nèi)簽名審核不通過，其所使用的軟件不能正常運行，系統(tǒng)也就多了一份保障。具體可參考關(guān)于iOS簽名機制的理解。

而另一種中間人攻擊，實際就是劫持。

“假設(shè)我建立了一個WiFi，讓機器人連接。而機器人的關(guān)鍵通訊如果沒有加密，采用明文傳輸，那么我就可以獲取這些信息并進行修改，冒充正常指令，實際發(fā)送惡意指令給機器人?！瘪R良談到。

當然，所謂的加密措施不僅是設(shè)置密碼這么簡單。

數(shù)據(jù)加密算法有很多種，每種加密算法的加密強度各不相同。目前存在兩種基本的加密體制：對稱密鑰加密和非對稱密鑰加密。

感興趣的童靴可以在度娘上搜索一下~

那么，需要擔心嗎？

回到這次的新聞，作為此次被黑的幾位機器人主角在隨后都通過媒體作出回應(yīng)，表示“已經(jīng)全面解決了相關(guān)問題”、“不需要擔心”、“正在密切監(jiān)測潛在風險”。

但 Apa 和 Cerrudo 則表示，并沒有發(fā)現(xiàn)問題已經(jīng)解決的跡象。

看到機器人拿螺絲刀捅向西紅柿，我都要嚇尿了