Атаки на LoRaWAN

Злоумышленник может использовать множество возможных век- торов для взлома LoRaWAN, в зависимости от конфигурации сети и развертывания устройств. В этом разделе мы обсудим следующие векторы: слабые места генерации ключей и управления ими, атаки повторного воспроизведения, атаки с переключением битов, спу- финг ACK и уязвимости приложений. Мы покажем пример реализа- ции атаки с заменой битов, а все прочее оставим вам для самостоя- тельной практики. Чтобы проработать некоторые другие атаки, вам, возможно,потребуется приобрести шлюз LoRaWAN и настроить свою собственную сеть и сервер приложений, обсуждение которых выхо- дит за рамки этой главы.

Атаки с заменой битов

Атака с заменой битов происходит, когда злоумышленник изменяет небольшуючастьзашифрованноготекставзакодированнойполезной информации приложения (FRMPayload, описанная в предыдущем разделе), не расшифровывая пакет, и сервер принимает измененное сообщение. Эта часть может представлять один или несколько битов. В любом случае влияние этой атаки зависит от того, какое значение изменил злоумышленник; например, если это значение давления воды, измеренное датчиком гидроэлектростанции, сервер приложе- ний может по ошибке открыть определенные заслонки.

Два основных сценария могут позволить этой атаке быть ус­ пешной.

zzСеть и сервер приложений являются разными объектами и вза- имодействуют через незащищенный канал. LoRaWAN не ука- зывает, как два сервера должны соединяться. Это означает, что целостность сообщения проверяется только на сетевом серве- ре (с помощью NwkSKey). Злоумышленник может изменить за- шифрованный текст между двумя серверами. Поскольку сервер приложений имеет только AppSKey, а не NwkSKey, нет никакого способа проверитьцелостностьпакета,поэтому сервер не может узнать, получил ли он злонамеренно измененный пакет.

zzЕсли сеть и сервер приложений являются одним и тем же объек- том, атака возможна, если сервер воздействует на FRMPayload,

Радио дальнего действия: LPWAN  377

# apt-get install npm

Затем загрузите lora-packet с GitHub https://github.com/anthonykirby/ lora-packet/ или установите ее напрямую с помощью­ npm:

# npm install lora-packet

Затем вы можете запустить код из листинга 13.4, как любой испол- няемый скрипт. Скопируйте его в файл, измените его разрешения на выполнение с помощью­ команды chmod a+x <имя_скрипта>.js и запус­ тите ее в терминале. Сценарий создает пакет LoRaWAN и имитирует атаку с переключением битов, изменяя определенную его часть без предварительного ее дешифрования.

Листинг 13.4. Демонстрация атаки на полезную нагрузку LoRaWAN с заменой битов с использованием библиотеки lora-packet

#!/usr/bin/env node 

var lora_packet = require('lora-packet'); 

var AppSKey = new Buffer('ec925802ae430ca77fd3dd73cb2cc588', 'hex');  var packet = lora_packet.fromFields({ 

MType: 'Unconfirmed Data Up', 

DevAddr: new Buffer('01020304', 'hex'), // обратный порядок байтов 

FCtrl: {

ADR: false, ACK: true,

ADRACKReq: false, FPending: false

},

payload: 'RH:60', 

}

,AppSKey

,new Buffer("44024241ed4ce9a68c6a8bc055233fd3", 'hex') // NwkSKey

);

378  Глава 13

var target = packet_bytes;  var index = 24;

target = target.substr(0, index) + '1' + target.substr(index + 1);

console.log("\nattacker modified packet"); 

var changed_packet = lora_packet.fromWire(new Buffer(target, 'hex')); console.log("hex: " + changed_packet.getPHYPayload().toString('hex'));

console.log("payload: " + lora_packet.decrypt(changed_packet, AppSKey, null).toString());

Сначала мы пишем node , чтобы указать, что этот код будет вы- полняться интерпретатором Node.js. Затем импортируем модуль lo- ra-packet  с помощью­ директивы require и сохраняем его в объекте lora_packet.ЗначениеAppSKey насамомделенеимеетзначениядля этого упражнения, но оно должно быть ровно 128 бит.

Мы создаем пакет LoRa, который будет служить целью злоумыш- ленника . Вывод нашего скрипта также отображает поля пакета. Поле MType MHDR  указывает, что это сообщение данных, поступа- ющее от узлового устройства без ожидания подтверждения от сер- вера. Четырехбайтовый DevAddr  является частью FHDR. Полезная информация  прикладного уровня–это значение RH:60.RH обозна- чает относительную влажность (relative humidity),указывая нато,что это сообщение исходит от датчика окружающей среды. Эта полезная информация соответствует FRMPayload (показанной в следующих выходных данных), которую мы получили, зашифровав исходную полезную нагрузку (RH:60) с помощью­ AppSKey. Затем мы используем функции библиотеки lora-packet для подробной распечатки полей пакета, его байтов в шестнадцатеричной форме и расшифрованных полезных данных приложения .

Затем выполняем атаку с изменением битов . Копируем байты пакета в целевую переменную, именно так злоумышленник перехва- тит пакет. Далее следует выбрать позицию внутри­ пакета, где нужно внести изменения. Мы выбрали позицию 24, которая соответствует значению RH – целочисленному значению полезной нагрузки после преамбулыRH: (котораяявляетсястроковойчастью).Злоумышленник обычно должен угадать местонахождение данных, которые он хочет изменить, если заранее не знает формат полезной нагрузки.

Наконец,мы печатаем измененный пакет ,и,как видно из следу- ющих выходных данных, расшифрованная полезная нагрузка теперь имеет значение RH, равное 0.

root@kali:~/lora# ./dec.js original packet:

Message Type = Data

PHYPayload = 400403020120010001EC49353984325C0ECB

Радио дальнего действия: LPWAN  379

380  Глава 13