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在 SyScan 360 的上海會場上，破解特斯拉的第一人，360 車聯(lián)網(wǎng)安全中心工程師劉健皓開玩笑說，在北京吃了三年烤鴨后（之前的 Syscan 360 在北京舉辦），終于可以來黃浦江的游艇上喝啤酒了。
看上去，一切都很土豪、輕松、有趣對吧？事實上，他下面要解密的事情會讓你豎起汗毛——正兒八經(jīng)買的一輛新車，可以輕而易舉地被他開走？！
其實，在11月，劉健皓就展示了這一酷炫的技術。那是一個天空都飄著幾個字：“不要惹黑客”的一天，360 公司大樓下列陣了二十幾臺豪車，利用神秘的技術，劉健皓和團隊輕松逐一破解了這些車。
這次，他就是來詳細解密——他是如何做到的。
一切危險的源頭是因為汽車的CAN總線設計。
CAN 是控制器局域網(wǎng)絡 ( Controller Area Network ) 的簡稱，是在1986 年，由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國 BOSCH 公司開發(fā)的，并最終成為國際標準（ISO 11898），是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。
對于汽車，有很多種攻擊途徑：OBD 盒子、WI-FI、藍牙、車機 APP、車聯(lián)網(wǎng)平臺……它們都要經(jīng)由 CAN 總線進行控制。如果 CAN 總線安全，那么即使黑客利用上述途徑，對車耍花招，汽車整體安全還是可以被保證，這些花招都僅僅是“娛樂”而已。但是，如果 CAN 總線不安全，這樣的汽車就可以受到“狗帶”般的攻擊——你拿著車鑰匙也沒用，這車現(xiàn)在屬于控制了 CAN 總線的黑客。
如何守衛(wèi) CAN 總線的安全，要從 CAN 總線的結構說起。
故事是這樣開始的，很久很久以前……
傳統(tǒng)的汽車線束結構是這樣：很多控制器鏈接在一個東西上，控制器之間可能還會互相干擾……
直到有一天，人們?nèi)滩涣肆?，設計出一個總線架構，就像交換機一樣，所有 ECU （電子控制單元）都要經(jīng)過這個“交換機”：交換信息，協(xié)調(diào)指令。
但是，現(xiàn)在看來，CAN 總線還有幾個致命的攻擊點：
1.它遵從 CSMA／CD 的交流方式，在任何一個節(jié)點搭上總線，都可以看到總線的數(shù)據(jù)，所以黑客只要找到一個點攻破，就可以看到車內(nèi)所有數(shù)據(jù)；
2.它支持多路訪問，網(wǎng)絡上所有節(jié)點接收數(shù)據(jù)都經(jīng)過一條總線，所有數(shù)據(jù)都在一條線上，發(fā)的數(shù)據(jù)是廣播的，所以可以看到很多控制器發(fā)的控制指令，如果控制指令是明文，那么就可以通過重放的方式控制汽車的一些設備；
3.它有一個沖突檢測機制，所有節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，會不斷檢測所發(fā)送的數(shù)據(jù)，預防與其它節(jié)點產(chǎn)生沖突，由于這樣的機制，只要一直在傳統(tǒng)線中發(fā)送數(shù)據(jù)，就可以導致 CAN 總線拒絕服務，車上任何控制器都沒有反應。
劉健皓介紹，只要知道 CAN 總線的數(shù)據(jù)、ID、發(fā)送周期，那么黑客就可以通過重放來判斷某個控制功能。
所以，對 CAN 總線的攻擊其實十分危險，可以竊聽總線數(shù)據(jù)、偽造協(xié)議，實施重放攻擊和拒絕服務攻擊。這意味著，如果做了這些動作，車處于極度危險中。
是的，只要車有 CAN 總線設計。
先看一下理論分析——汽車 CAN 網(wǎng)絡逆向過程主要分為4個步驟：篩選、定位、破解信號、驗證和保存。
第一步：篩選
使用市面上一些 USB-CAN 的工具與汽車的 CAN 總線相連，可以獲取 CAN 總線上廣播的 CAN 數(shù)據(jù)包，從大量數(shù)據(jù)包中進行逆向分析，找到想要的 CAN 數(shù)據(jù)包。
第二步：定位 CAN_ID
對于車身的某一項功能的控制，只需要一個 CAN ID 的數(shù)據(jù)包即可，這時只需要單純地重放即可達到攻擊的目的，還有一些功能需要多個 CAN ID 的數(shù)據(jù)包聯(lián)合才可以，還有一些 CAN ID 數(shù)據(jù)包上帶有計數(shù)器，在攻擊時必須加上計數(shù)器才能繞過預碰撞系統(tǒng)的阻礙。
第三步：破解信號
CAN_ID 的數(shù)據(jù)包里一共有8個字節(jié)，每一個字節(jié)代表什么以及這些字節(jié)上的數(shù)字都是不固定的，比如速度表上的數(shù)值是根據(jù)公式計算出來的，如果改變成想要的數(shù)值（就是電影里那樣改變速度置人于死地），需要帶入公式才能得到正確的結果。
在測試的過程中需要觸發(fā)汽車動作，再確定 CAN_ID 的變化，然后找到對應的值，這樣就可以把信號和汽車動作破解出來了。
第四步：驗證和保存
結合上述結果，做成 FUZZ 工具，進而發(fā)現(xiàn)更多的汽車漏洞，如果需要修復的話，當然也是可以的。
實際操作起來，要不斷解決一些困難。
劉健皓說：“我們拿一些傳統(tǒng) USB 工具接到車上面，發(fā)現(xiàn)刷屏非?？?，分析 CAN 協(xié)議時，看執(zhí)行動作，眼睛都要花掉?！?/strong>
為了能清晰地分析數(shù)據(jù)，沒有工具，那就自己造一個。因此，劉健皓及他的團隊造出了一個“CAN—Pick”。這個“CAN—Pick”就是他們口中的“汽車安全總線測試平臺”——測試汽車總線是否安全。
其實，它也是一個萬能車破解器。
雖然，它的外表看上去沒有那么酷炫狂拽，僅是一個可以連接車的小黑盒和一個軟件平臺。
那么，究竟如何操作，這輛車就會被黑掉呢？
拿著電腦和小黑盒連接到車身，車身在靜止狀態(tài)時也會產(chǎn)生一些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被稱為干擾數(shù)據(jù)，第一步就是獲得這些干擾數(shù)據(jù)。小黑盒連接上的時候，軟件平臺上就會出現(xiàn)可視化的干擾數(shù)據(jù)；然后，操作車燈，獲得車燈操作時的數(shù)據(jù)包，與干擾數(shù)據(jù)進行比對，從而發(fā)現(xiàn)真正能夠下達操作車燈的指令數(shù)據(jù)包。把這個新獲得的數(shù)據(jù)包進行重放，那么就可以操作車燈。
其它操作同理。
360 車聯(lián)網(wǎng)安全中心另一工程師嚴敏睿介紹：
這款軟件支持全平臺，有多種硬件可以進行試配，不管是市面上的，還是自己開發(fā)出來的，都會提供 SDK，讓你自己自行進行試配。同時可以在線編寫一些插件，這些插件可以共享到服務端，也可以從服務端下載一些別人編寫的插件進行共享，多個人可以同時對這款軟件進行操作。
這意味著，“全民”可以加入到“黑車”——哦，不，是測試車是否安全的平臺中來。
目前“CAN—Pick”有哪些插件功能？據(jù)劉健皓和嚴敏睿介紹：
主要包括 CAN-BUS 總線協(xié)議的 Fuzzing、 UDS 探測，數(shù)據(jù)報文分析，總線數(shù)據(jù)加密強度檢測，數(shù)據(jù)通過可視化可以看到可視化的圖，操作車身的一些控制，開車門、關燈、開引擎，可以實時看到數(shù)據(jù)中哪些變化，非常容易發(fā)現(xiàn)哪個 ID ，哪個數(shù)據(jù)再控制哪一項車身的東西，最后還有定制化功能的在線編寫。
不過，這一切看上去好像很簡單，其實還有多種因素的干擾，比如，時間間隔、數(shù)據(jù)包中有效數(shù)據(jù)的提取分析……，這些都是包括劉健皓在內(nèi)的各個安全工程師正不斷完善與探索的領域。
當然，作為安全研究人員，總是要挖出一個坑，然后試著填上。
既然 CAN 總線可以被攻擊，這個工具也可以檢測出一輛車是否安全，那么有沒有什么方法可以阻止這一切發(fā)生？
劉健皓告訴雷鋒網(wǎng)宅客頻道，汽車總線設計之初是在封閉網(wǎng)絡環(huán)境中使用，并沒有考慮安全問題，對于總線網(wǎng)絡結構及控制指令的設計，要增強各 ECU 之間的驗證措施，包括使用時間戳和校驗的方式防止重放破解攻擊，提高控制協(xié)議被逆向的成本，同時要控制好聯(lián)網(wǎng)部件的安全性。
他們現(xiàn)在的思路是，對 CAN 總線進行安全加密，比如，在數(shù)據(jù)包中是否可以插入一些加密算法。劉健皓透露，目前，清華大學的研究團隊也正在對這一領域進行研究。
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