车联网安全入门之从CAN模拟环境搭建到重放攻击

前言

车联网安全最近几年成为了各大汽车厂商以及安全厂商的关注热点，但是作为一个穷苦的无车一族想要入门车联网安全该怎么办？那当然是靠模拟器了

本文将介绍如何通过Ubuntu模拟车载CAN总线的收发包来进行操作学习。话不多说，芜湖，起飞🛫️～

CAN总线介绍

什么是CAN总线

CAN总线又称为控制器局域网是Controller Area Network的缩写。CAn总线是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一，在1991年呗大规模应用于汽车，从那儿以后，CAN总线成为汽车的标配。

CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。简单来说就是用来控制车辆功能的通信协议，比如车门解锁、转向灯、刹车、油门等。

CAN总线特性

安全性：CAN是低级协议，不支持任何内在的安全功能。在标准的CAN中也没有加密，使得网络数据能被截取。在大多数应用中，应用程序需要部署自己的安全机制，例如认证传入命令或网络上某些设备的存在。若不执行适当的安全措施，其他人可能设法在总线上插入消息。尽管一些安全关键功能（如修改固件，编程键或控制防抱死制动）存在密码，但这些系统并未普遍实施，并且密钥对的数量有限。

通信机制：多主机，即每个节点都有接入总线的能力

寻址机制：消息区别，不设节点的地址，通过消息的标志符来区别消息。

帧类型：数据帧、远程帧、错误帧、超载帧、帧间隔

攻击方式：应用报文模糊攻击、DOS攻击测试、重放攻击

由于CAN总线上的数据包没有进行过任何的加密处理，因此这些数据包是能够被截取窃听。由于车载网络使用CAN协议进行通信，所以我们可以联想到车联功能也是通过CAN网络进行数据发送和交换。

攻击方式

CAN总线攻击方式包括应用报文模糊测试、DOS攻击测试、重放攻击等。

攻击实战

在接下来的文章里我们将通过模拟软件模拟真实的汽车，并对其进行重放攻击

实验环境

• • Ubuntu16.04
• • ICSim（仪表盘模拟器）
• • Socketcand（CAN网络）
• • Kayak（一款基于SocketCAN的CAN总线分析工具）

安装ICSim

安装依赖

# 安装依赖
sudo apt install libsdl2-dev libsdl2-image-dev can-utils maven autoconf -y
# 下载ICSim
git clone https://github.com/zombieCraig/ICSim.git
# 编译安装
cd ICSim/
sudo make

安装socketcand

# 下载socketcand
git clone https://github.com/linux-can/socketcand.git
cd socketcand

# 获取缺少的文件
wget https://raw.githubusercontent.com/dschanoeh/socketcand/master/config.h.in

# 编译安装
autoconf
./configure
make clean
make
sudo make install

安装Kayak

# 下载
git clone https://github.com/dschanoeh/Kayak.git
# 安装jdk
sudo apt-get install openjdk-8-jdk
# 安装
cd Kayak
mvn clean package

启动模拟器

# 设置vcan（虚拟CAN）接口
sudo modprobe can
sudo modprobe vcan
sudo ip link add dev vcan0 type vcan
sudo ip link set up vcan0

# 打开仪表盘模拟器
./icsim vcan0
# 打开仪表盘控制器
./controls vcan0

仪表盘控制器，操作说明

功能	控制按钮
转向	键盘左右
速度	键盘上下
开/关左前车门	右shift/左shit+A
开/关右前车门	右shift/左shit+B
开/关左后车门	右shift/左shit+X
开/关右后车门	右shift/左shit+Y
开启全部车门	左shift+右shift
关闭全部车门	右shift+左shift

抓取CAN数据包

# 使用candump抓包
candump vcan0 -l

由于CAN在不停进行通信，故抓取到的包将会非常大

尝试重放刚才抓取到的数据包

canplayer -I candump-2023-01-12_151749.log

可以看到左前侧车门被成功打开

通过二分法我们找到了左前侧开门的数据包，如图。

(1673507873.514241) vcan0 19B#00000E000000

其中的19B是设备标识符，在数据包中查找19B

grep 19B candump-2023-01-12_151749.log

通过分析和尝试我们可知

19B#00000E000000为开启左前侧车门，19B#00000F000000为关闭所有车门

将其分解为二进制可得出16种可能的开关门组合

二进制	十六进制
0000	0
0001	1
0010	2
0011	3
0100	4
0101	5
0110	6
0111	7
1000	8
1001	9
1010	a
1011	b
1100	c
1101	d
1110	e
1111	f

尝试字符控制的不同车门

字符	车门
8	右后侧车门
4	左后侧车门
2	右前侧车门
1	左前侧车门

假设1是关门，0是开门

右后侧车门 左后侧车门 右前侧车门 左前侧车门
        8     4    2     1
        1     0    0     0

此时的值为8，结果为

至此我们就可以操控每个门的开关了。

按照同样的思路我们将转向的数据包找出来

左转向：188#01000000

右转向：188#02000000

参考链接：

https://www.freebuf.com/articles/network/281831.html

https://article.itxueyuan.com/ZoxRvk

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