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[10789] 2016-12-03_深入了解VoWiFi安全性

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2016-12-03_深入了解VoWiFi安全性 深 入 了 解 V o W i F i 安 全 性 鸢 尾   F r e e B u f   2 0 1 6 - 1 2 - 0 3 T - m o b i l e 开 创 了 智 能 手 机 嵌 入 原 生 无 缝 支 持 开 创 了 智 能 手 机 嵌 入 原 生 无 缝 支 持 W i F i 调 用 的 技 术 。 这 种 集 成 调 用 的 技 术 。 这 种 集 成 W i F i 调 用 功 能 的 技 术 与 当 今 大 部 分 智 能 手 机 供 应 商 调 用 功 能 的 技 术 与 当 今 大 部 分 智 能 手 机 供 应 商 所 采 用 的 方 案 一 样 。 所 采 用 的 方 案 一 样 。 T - m o b i l e 在 在 2 0 1 6 年 年 5 月 于 德 国 首 次 引 入 月 于 德 国 首 次 引 入 V o W i F i ， 你 可 以 让 语 言 通 话 在 ， 你 可 以 让 语 言 通 话 在 L T E 与 与 W i F i 网 络 直 接 无 缝 切 换 。 网 络 直 接 无 缝 切 换 。 本 文 将 会 对 V o W i F i 相 关 的 安 全 性 进 行 分 析 。 在 此 之 前 如 果 你 对 电 信 网 络 协 议 不 够 熟 悉 ， 可 能 会 对 文 中 大 量 使 用 的 缩 写 感 到 迷 茫 ， 对 此 我 十 分 抱 歉 。 但 是 请 相 信 我 ， 在 未 来 的 日 子 里 你 肯 定 会 去 适 应 它 。 在 开 始 分 析 之 前 ， 我 想 有 必 要 提 示 大 家 一 些 重 要 信 息 。 我 们 的 主 要 目 标 接 口 是 用 户 客 户 端 与 I P 多 媒 体 子 系 统 ( I M S ) 服 务 器 之 间 的 接 口 。 需 要 观 察 的 有 e p d g 1 （ 虚 拟 接 口 ） 以 及 w l a n 0 （ 真 实 无 线 接 口 ） ， 我 们 使 用 S a m s u n g   S 6   g a d g e t 以 及 一 张 电 信 （ 德 国 ） S I M 卡 进 行 分 析 。 大 多 数 I P S e c 使 用         I S A K M P [ 3 ] 协 议 利 用 E A P - A K A [ 5 ] 作 为 I K E v 2 的 一 部 分 ， 同 时 我 们 使 用 S I M t r a c e [ 2 ] 通 过 嗅 探 S I M 卡 与 手 机 之 间 的 流 量 提 取 会 话 密 钥 。 我 们 的 分 析 发 现 了 一 些 有 趣 的 东 西 ， 例 如 呼 叫 者 的 I M E I 被 泄 露 ， 私 有 I P ， I M S 服 务 器 版 本 以 及 供 应 商 名 称 等 信 息 被 披 露 。 这 是 通 过 嗅 探 虚 拟 接 口 e p d g 1 获 得 的 信 息 ， 它 包 含 了 S I P 服 务 器   —   用 户 客 户 端 内 的 信 号 流 量 。 虚 拟 接 口 e p d g 1 以 E S P 数 据 包 封 装 在 I P S e c 。 此 时 此 刻 ， 这 些 都 还 没 有 进 行 加 密 。 当 这 些 数 据 通 过 w l a n 0 接 口 发 送 到 服 务 器 之 后 才 使 用         I P S e c 进 行 加 密 。 我 们 仍 然 在 尝 试 解 密 w l a n 0 加 密 数 据 包 的 过 程 以 祈 求 能 有 更 多 精 彩 的 发 现 。 但 在 深 入 细 节 之 前 ， 让 我 们 携 手 一 起 了 解 一 些 背 景 知 识 。 什 么 是 什 么 是 V o W i F i ？ ？ V o i c e   o v e r   W i - F i   ( V o W i F i ) 顾 名 思 义 即 通 过 W i F i 网 络 提 供 的 语 音 业 务 。 用 户 可 以 在 无 移 动 信 号 的 条 件 下 拨 打 电 话 ， V o W i F i 是 V o i c e   o v e r L T E   ( V o L T E ) 的 互 补 技 术 。 两 者 都 利 用 I P 多 媒 体 子 系 统 （ I M S ） 技 术 将 语 言 流 量 转 换 成 I P 数 据 包 。 什 么 是 什 么 是 I K E v 2 协 议 ？ 协 议 ？ I K E v 2 在 在 V o W i F i 中 的 使 用 案 例 中 的 使 用 案 例 在 I K E v 2 协 议 流 中 ， 有 两 个 主 要 阶 段 。 主 要 是 为 E S P （ 封 装 安 全 协 议 ） 或 者 A H （ 认 证 头 协 议 ） 完 成 建 立 S A 安 全 联 盟 （ S A ， s e c u r i t y   a s s o c i a t i o n ） ， 两 者 皆 属 于 I P S e c 协 议 。 第 一 阶 段 ， 包 含 的 I K E _ S A _ I N I T 用 以 处 理 下 一 阶 段 会 用 到 的 4 个 主 要 参 数 。 加 密 算 法 ， 身 份 验 证 算 法 （ 完 整 性 检 查 ） ， 伪 随 机 函 数 ( P R F ) 以 及 迪 菲 - 赫 尔 曼 密 钥 交 换 （ D i f f i e   H e l m a n   g r o u p ） 。 基 于 密 钥 交 换 参 数 以 及 迪 菲 - 赫 尔 曼 密 钥 交 换 （ D H   k e y   e x c h a n g e ） 在 下 一 个 阶 段 会 出 现 一 个 加 密 的 流 量 。 在 这 个 加 密 流 量 中 ， 存 在 实 际 的 加 密 参 数 以 及 安 全 联 盟 的 E S P 或 者 A H 。 这 样 意 味 着 你 可 以 在 使 用 I K E v 2 建 立 S A 安 全 联 盟 之 后 ， 快 速 找 到 E S P 数 据 包 ( 或 者 A H ) 。
        第 二 阶 段 [ 6 ] E A P - A K A 身 份 验 证 如 何 工 作 ？ 身 份 验 证 如 何 工 作 ？ 下 面 这 张 图 表 简 单 的 解 释 了 E A P - A K A 身 份 验 证 。 P e e r 为 用 户 客 户 端 以 及 身 份 验 证 服 务 器 。 在 此 不 对 S e r v e r   n a m e 或 者 协 议 流 进 行 深 入 讲 解 ， 这 里 包 括 代 理 以 及 身 份 验 证 服 务 器 等 等 。 在 此 我 们 把 它 们 统 一 叫 做 服 务 器 。 这 对 我 们 了 解 服 务 器 之 间 所 发 生 的 信 息 没 有 影 响 。 在 P e e r 与 身 份 验 证 器 之 间 有 一 个 初 始 化 身 份 交 换 。 身 份 验 证 器 运 行 A K A ( A u t h e n t i c a t i o n   a n d   K e y   A g r e e m e n t ， 认 证 和 密 钥 协 议 ) 算 法 ， 生 成 一 个 会 话 密 钥 。 基 于 这 个 会 话 密 钥 ， 服 务 器 会 生 成 A U T N 和 R A N D 值 ， 这 两 个 值 会 发 送 给 P e e r 。 A U T N 用 于 服 务 器 进 行 身 份 验 证 ， R A N D 是 一 个 随 机 挑 战 。 这 可 以 理 解 为 服 务 器 发 送 一 道 谜 题 给 P e e r 进 行 解 决 。 P e e r 执 行 相 同 的 A K A 算 法 验 证 A U T N ， 基 于 发 送 的 R A N D 获 取 会 话 密 钥 ， 之 后 发 送 一 个 响 应 值 以 及 R E S 。 因 此 服 务 器 可 以 完 成 对 P e e r 的 验 证 。 如 果 R E S 与 预 期 的 值 相 匹 配 ， 就 会 返 回 一 个 E A P 成 功 信 息 。 在 身 份 验 证 过 程 中 该 会 话 密 钥 没 有 被 传 播 。
E A P   A K A 完 整 身 份 验 证 过 程 ， R F C   4 1 8 7 .         现 在 为 了 获 取 会 话 密 钥 ， 我 们 将 使 用 O s m o c o m   S i m t r a c e r   [ 2 ] ， 它 可 以 嗅 探 S I M 卡 与 手 机 之 间 的 数 据 通 信 。 将 S I M 卡 置 于 s i m t r a c e r 之 中 ， 再 把 s i m t r a c e r 连 接 到 手 机 的 S I M 卡 槽 。 P e e r 在 S I M 中 运 行 A K A 算 法 ， S I M 包 含 了 执 行 预 共 享 密 钥 。 一 旦 生 成 会 话 密 钥 ， 就 会 发 送 到 电 话 应 用 程 序 中 。 如 果 在 w i r e s h a r k 中 运 行 捕 获 按 钮 ， 我 们 可 以 将 其 视 为 一 个 g s m _ s i m 响 应 包 。 一 个 名 为 A P D U 的 p a y l o a d 包 含 了 这 个 会 话 密 钥 ， 其 分 为 两 部 分 ， 一 个 为 I K ( i n t e g r i t y         k e y ) 一 个 C K ( c o n f i d e n t i a l i t y   k e y ) W i r e s h a r k 解 析 器 显 示 使 用 S I M t r a c e 嗅 探 到 的 I K 及 C K 现 在 我 们 能 做 什 么 ？ 现 在 我 们 能 做 什 么 ？ 为 了 进 行 W i f i 呼 叫 ， 电 话 中 创 建 了 一 个 I P S e c 信 道 。 其 集 成 了 一 个 v p n c l i e n t 后 台 进 程 ， 当 进 行 呼 叫 操 作 会 在 第 一 时 间 开 始 运 行 。
我 们 可 以 嗅 探 虚 拟 接 口 e p d g 1 ， 很 容 易 发 现 在 该 接 口 的 数 据 包 没 有 进 行 加 密 （ 为 了 完 整 性 保 护 ） 。 其 直 接 使 用 我 们 用 s i m t r a c e r 嗅 探 的 I K 。 在 w i r e s h a r k 中 使 用 G c r y p t 库 ， 我 们 可 以 解 密 数 据 包 来 看 看 底 层 数 据 之 后 我 们 可 以 看 到 嵌 入 在 E S P 数 据 包 下 的 S I P （ s e s s i o n   i n i t i a t i o n   p r o t o c o l ， 会 话 发 起 协 议 ） 数 据 包
使 用 G c r y p t 解 密 E S P 数 据 包 后 得 到 的 S I P 数 据 在 S I P 数 据 包 中 发 起 了 一 个 W i F i 呼 叫 ， 我 们 可 以 挖 掘 出 一 些 诸 如 私 有 I P ， 呼 叫 者 I M E I ， 供 应 商 等 信 息 。 这 就 是 全 部 了 ？ 我 们 还 能 做 什 么 ？ 这 就 是 全 部 了 ？ 我 们 还 能 做 什 么 ？ 现 下 ， 我 们 将 焦 点 注 视 在 由 v p n c l i e n t 后 台 进 程 创 建 的 虚 拟 接 口 ， 实 际 上 真 实 数 据 包 由 w l a n 0 发 送 。 这 些 都 是 加 密 的 并 且 密 钥 是 由 I K E v 2 协 议 生 成 。 身 份 验 证 以 及 加 密 密 钥 都 使 用 到 E A P - A K A 。 同 样 的 你 也 可 以 在 日 志 中 找 到 蛛 丝 马 迹 ： 嗅 探 w l a n 0 接 口 显 示 最 初 I K E v 2 通 过 E S P 数 据 包 作 为 I S A K M P 继 承 如 何 解 密 如 何 解 密 E A P - A K A 我 们 尝 试 着 理 解 该 密 钥 是 如 何 生 成 的 。 正 如 我 们 之 前 所 讨 论 的 ， 在 S A 安 全 联 盟 进 行 密 钥 交 换 中 分 为 两 个 阶 段 。 在 第 一 个 阶 段 中 ， S A 安 全 联 盟 为 第 二 阶 段 进 行 密 钥 交 换 ， 在 第 二 阶 段 ， 实 际 的 S A 安 全 联 盟 为 之 后 的 E S P 数 据 包 进 行 交 换 。 我 们 比 较 感 兴 趣 第 二 阶 段 ，
通 过 嗅 探 S I M 卡 与 手 机 之 间 的 接 口 ， 我 们 获 得 了 C K 和 I K 。 所 以 我 们 不 需 要 进 行 解 密 操 作 。 但 我 们 需 要 知 道 接 下 来 会 发 送 什 么 。 以 下 为 摘 自 R F C   4 1 8 7 有 关 P R N G （ 伪 随 机 数 生 成 器 ） 的 资 料 ， 这 是 获 取 密 钥 的 关 键 。 < 详 细 代 码 请 点 击 原 文 查 看 > * 参 考 来 源 ： i n s i n u a t o r ， F B 小 编 鸢 尾 编 译 ， 转 载 请 注 明 来 自 F r e e B u f （ F r e e B u f . C O M ） 阅 读 原 文
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