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[15126] 2020-03-13_基于USB的攻击向量总结

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2020-03-13_基于USB的攻击向量总结 基 于 U S B 的 攻 击 向 量 总 结 原 创   战 争 贩 子   F r e e B u f   2 0 2 0 - 0 3 - 1 3 本 文 ， 我 将 主 要 通 过 上 图 的 分 类 方 式 来 探 讨 针 对 本 文 ， 我 将 主 要 通 过 上 图 的 分 类 方 式 来 探 讨 针 对 U S B 的 攻 击 向 量 问 题 。 最 上 层 涉 及 到 更 多 关 于 人 类 应 用 、 业 务 的 攻 击 向 量 问 题 。 最 上 层 涉 及 到 更 多 关 于 人 类 应 用 、 业 务 的 基 本 交 互 场 景 。 传 输 层 包 括 设 备 的 固 件 、 协 议 栈 等 。 物 理 层 则 主 要 描 述 的 基 本 交 互 场 景 。 传 输 层 包 括 设 备 的 固 件 、 协 议 栈 等 。 物 理 层 则 主 要 描 述 U S B 总 线 上 的 通 信 问 题 。 总 线 上 的 通 信 问 题 。 一 、 人 类 因 素 一 、 人 类 因 素 本 节 从 人 类 本 身 的 特 点 讨 论 U S B 的 攻 击 行 为 。 例 如 ： 机 密 U S B 被 外 部 人 员 或 组 织 的 利 用 等 。 0 x A 1   外 部 威 胁 外 部 威 胁 大 部 分 安 全 从 业 人 员 认 为 ， 所 有 的 U S B 攻 击 都 是 主 机 插 入 了 外 部 u s b 设 备 ， 而 这 些 设 备 通 常 带 有 不 同 形 式 的 恶 意 代 码 。 恶 意 人 员 会 想 方 设 法 的 欺 骗 用 户 ， 将 一 个 不 可 信 的 设 备 插 入 到 他 们 的 主 机 中 。 在 社 会 工 程 学 范 畴 ， 这 并 不 是 很 困 难 的 事 情 。 根 据 S t e v e   S t a s i u k o n i s 报 告 《 S o c i a l   e n g i n e e r i n g ,   t h e U S B   w a y 》 说 ， 2 0 0 6 年 的 渗 透 测 试 行 动 中 ， 黑 客 在 三 天 内 将 威 胁 U 盘 插 入 了 目 标 公 司 内 部 的 7 5 % 的 主 机 上 。 美 国 国 土 安 全 部 ( D e p a r t m e n t   o f   H o m e l a n d   S e c u r i t y ) 在 一 项 类 似 的 实 验 中 也 证 实 了 了 这 一 结 果 ， 6 0 % 的 政 府 设 备 有 机 会 会 被 外 部 人 员 接 触 ; 更 有 意 思 的 是 ， 报 告 还 指 出 ， 当 司 机 、 文 秘 等 职 业 得 到 更 多 的 场 所 准 入 权 之 后 ， 外 部 人 员 接 触 终 端 设 备 的 数 字 上 升 到 9 0 % 。 0 x A 2   内 部 威 胁 内 部 威 胁 U S B 设 备 快 速 下 降 的 成 本 使 公 司 和 消 费 者 选 择 利 用 U S B 设 备 存 储 和 传 输 涉 密 数 据 。 与 任 何 物 理 设 备 一 样 ， U S B 驱 动 器 也 可 能 因 人 为 错 误 而 损 坏 ， 丢 弃 。 这 种 处 理 往 往 会 导 致 有 害 的 结 果 。 2 0 1 1 年 ， P o n e m o n   I n s t i t u t e （ 波 耐 蒙 研 究 所 ） 发 布 了 一 项 研 究 ， 记 录 了 4 0 0 家 不 同 的 公 司 ; 他 们 发 现 这 些 公 司 因 为 随 意 丢 弃 U S B 设 备 而 损 失 了 2 5 0 万 美 元 。 2 0 1 1 年 晚 些 时 候 ， 一 名 澳 大 利 亚 国 防 援 助 人 员 在 经 过 科 威 特 时 丢 失 了 存 储 在 U 盘 上 的 绝 密 文 件 。 完 美 的 人 越 是 容 易 犯 错 误 ， 这 样 总 会 给 公 司 甚 至 国 家 带 来 沉 重 的 代 价 。
U S B 介 质 也 为 内 部 攻 击 者 泄 露 机 密 信 息 提 供 了 便 利 途 径 。 2 0 1 0 年 ， 二 等 兵 C h e l s e a   M a n n i n g 违 反 《 反 间 谍 法 》 被 捕 ， 原 因 是 泄 露 了 美 国 军 方 的 私 人 视 频 。 曼 宁 使 用 了 便 携 式 存 储 设 备 ， 因 为 出 口 管 制 很 松 ， 为 了 突 破 军 队 网 络 的 空 挡 ， 向 外 界 泄 露 信 息 。 E d w a r d   S n o w d e n （ 斯 诺 登 ） 使 用 类 似 的 技 术 从 位 于 夏 威 夷 的 军 事 基 地 窃 取 了 美 国 国 家 安 全 局 的 绝 密 数 据 。 当 然 国 内 的 黄 * 事 件 也 是 很 典 型 的 案 例 （ 下 图 ） 。 U S B 设 备 的 普 遍 性 和 可 移 植 性 既 是 挑 战 也 是 机 遇 。 一 方 面 ， 它 们 的 易 用 性 极 大 地 帮 助 了 消 费 者 和 公 司 完 成 日 常 任 务 。 另 一 方 面 ， U S B 设 备 本 身 实 际 上 是 超 越 技 术 范 畴 的 行 政 安 全 道 德 领 域 ， 可 能 会 对 组 织 造 成 巨 大 的 影 响 。 二 、 应 用 层 二 、 应 用 层 应 用 层 攻 击 涉 及 主 机 用 户 空 间 进 程 及 其 与 设 备 功 能 的 交 互 。 这 一 层 的 攻 击 通 常 分 为 两 类 : 代 码 注 入 攻 击 和 数 据 过 滤 攻 击 。 0 x B 1   代 码 注 入 代 码 注 入 U S B 存 储 已 被 多 个 恶 意 软 件 利 用 。 据 本 人 知 道 的 案 例 ， D u q u 病 毒 使 用 应 用 层 r o o t k i t 来 隐 藏 U S B 存 储 设 备 上 的 恶 意 文 件 。 C o n f i c k e r 、 F l a m e 病 毒 则 使 用 了 0 d a y 攻 击 和 恶 意 a u t o r u n 。 当 U 盘 连 接 到 主 机 时 ， i n f 文 件 自 动 执 行 恶 意 软 件 。 尽 管 自 动 运 行 功 能 在 成 为 W i n d o w s 平 台 的 主 要 威 胁 之 一 后 受 到 了 限 制 ， 但 由 于 操 作 系 统 的 漏 洞 （ B a d - U S B 等 ） ， 类 似 的 功 能 仍 然 可 用 。 0 x B 2   数 据 过 滤 数 据 过 滤 由 于 U S B 设 备 通 常 不 会 对 主 机 上 正 在 通 信 的 应 用 程 序 进 行 身 份 验 证 ， 因 此 应 用 程 序 可 能 会 对 U S B 设 备 写 入 或 者 读 取 数 据 。 例 如 ， 网 络 摄 像 头 本 地 的 数 据 的 存 储 ， U S B 设 备 本 地 日 志 的 保 存 、 u s b 应 用 层 存 在 的 各 种 安 全 漏 洞 都 可 能 会 成 为 关 键 的 因 素 。 三 、 传 输 层 三 、 传 输 层 0 x C 1   协 议 伪 造 协 议 伪 造 U S B 设 备 利 用 主 机 对 任 何 连 接 设 备 的 完 全 信 任 ， 它 们 往 往 为 终 端 操 作 系 统 提 供 附 加 的 驱 动 层 接 口 。 像 U S B 橡 皮 鸭 或 U S B d r i v e b y （ h t t p : / / s a m y . p l / u s b d r i v e b y / ） 这 样 的 设 备 连 接 到 主 机 系 统 时 ， 它 驱 动 层 协 议 栈 所 有 的 回 调 接 口 （ 包 括 用 户 不 知 道 的 ） 都 会 被 枚 举 。 这 种 功 能 可 以 通 过 将 恶 意 代 码 嵌 入 到 其 他 正 常 的 设 备 ( 例 如 ， 蓝 牙 耳 机 中 的 网 络 适 配 器 ) 来 隐 藏 。
T U R N I P S C H O O L 项 目 （ h t t p : / / w w w . n s a p l a y s e t . o r g / t u r n i p s c h o o l ） 是 一 个 改 进 的 U S B 电 缆 ， 该 设 备 具 有 4 层 P C B 板 、 内 置 芯 片 的 接 口 扩 展   U S B   H U B 、 来 自 德 州 仪 器 的 内 置 射 频 收 发 器 单 片 机 和 一 个 3 D 打 印 的 塑 料 模 具 。 设 备 连 接 到 主 机 后 ， 主 机 上 运 行 的 软 件 可 以 通 过 R F 接 口 提 取 数 据 或 接 收 命 令 。 使 得 U S B 传 输 层 变 成 可 二 次 编 程 ， 可 以 用 于 U S B 设 备 的 安 全 过 滤 产 品 的 开 发 。 识 别 和 减 轻 这 些 恶 意 的 接 口 在 传 统 上 是 困 难 的 。 因 为 对 手 可 以 简 单 地 重 新 编 程 任 何 U S B 基 本 数 据 ( V I D 、 P I D ) 来 规 避 操 作 系 统 中 的 设 备 白 名 单 或 黑 名 单 规 则 。 此 外 ， 由 于 恶 意 人 员 可 以 合 理 地 使 用 了 音 频 耳 机 等 组 合 设 备 ， 攻 击 面 广 、 隐 藏 率 高 ， 降 低 了 攻 击 的 成 本 。 0 x C 2   协 议 漏 洞 协 议 漏 洞 主 机 的 U S B 协 议 栈 只 要 符 合 U S B 标 准 就 可 以 了 ， 第 三 方 完 全 可 以 自 由 扩 展 ， 所 以 肯 定 会 有 大 量 的 传 输 协 议 层 漏 洞 。 使 用 F a c e D a n c e r 进 行 F u z z i n g 技 术 ( 笔 者 未 来 会 写 个 F a c e d a n c e r 使 用 教 程 ) ， 我 们 会 发 现 了 许 多 内 核 层 的 任 意 代 码 执 行 漏 洞 ， 在 2 0 1 7 年 ， 谷 歌 研 究 员 也 在 不 同 的 L i n u x 内 核 U S B 驱 动 中 发 现 了 超 过 4 0 个 漏 洞 。 在 某 些 情 况 下 ， 这 些 漏 洞 可 能 在 主 机 的 设 备 枚 举 期 间 被 利 用 。 也 可 能 作 为 一 个 中 间 人 设 备 进 行 数 据 的 嗅 探 。 四 、 物 理 层 四 、 物 理 层 物 理 层 攻 击 包 括 对 U S B 总 线 通 信 中 的 机 密 性 和 完 整 性 的 攻 击 。 0 x D 1   物 理 窃 听 物 理 窃 听 无 论 数 据 是 否 敏 感 ， 传 输 的 过 程 中 总 是 需 要 暴 露 在 管 道 一 段 时 间 。 排 除 透 明 加 密 的 情 况 ， 大 部 分 流 量 一 定 会 满 足 U S B 底 层 传 输 标 准 ， 我 们 使 用 硬 件 键 盘 记 录 器 ， 来 进 行 一 次 大 流 量 审 计 ， 提 取 U S B 存 储 、 甚 至 U S B 键 盘 的 重 要 信 息 。 键 盘 记 录 器 都 是 小 型 设 备 ， 放 置 在 主 机 端 口 和 外 设 间 抓 包 。 在 u s b 3 . 0 之 前 ， 恶 意 外 设 可 以 窃 听 所 有 连 接 设 备 的 下 行 流 量 。 （ A   t r a n s p a r e n t   d e f e n s e   a g a i n s t U S B   e a v e s d r o p p i n g   a t t a c k s ） M . N e u g s c h w a n d t n e r
我 们 甚 至 可 以 通 过 U S B 电 流 嗅 探 ， 示 波 器 信 道 采 集 等 方 式 进 行 攻 击 ， 从 信 道 数 据 可 以 获 得 当 前 主 机 的 重 要 特 征 信 息 ， 恶 意 智 能 手 机 可 以 使 用 该 信 息 来 组 成 攻 击 目 标 的 提 权 s h e l l c o d e 。 （ A n d r o i d 安 全 研 究 综 述 ） 蒋 绍 林 U s b 嗅 探 的 另 一 种 方 法 是 使 用 U S B 协 议 分 析 仪 提 取 总 线 状 态 的 时 序 特 征 ， 并 使 用 机 器 学 习 分 类 来 推 断 主 机 的 操 作 系 统 ， 获 取 具 体 信 息 。 B e t a s 提 出 了 一 种 基 于 时 间 间 隔 的 指 纹 打 印 方 案 ， 该 方 案 可 以 从 商 用 智 能 电 话 启 动 。 他 们 表 明 ， 特 定 的 操 作 系 统 版 本 和 型 号 可 以 以 高 达 9 0 ％ 的 准 确 度 通 过 设 备 之 间 发 送 数 据 包 的 间 隔 来 检 测 。 尽 管 基 于 时 序 的 指 纹 显 着 提 高 了 规 避 漏 洞 的 门 槛 ， 但 是 经 验 丰 富 的 木 马 设 计 者 可 以 修 改 其 时 序 特 征 来 逃 避 检 测 。 0 x D 2   侧 信 道 攻 击 （ 电 磁 、 电 源 攻 击 ） 侧 信 道 攻 击 （ 电 磁 、 电 源 攻 击 ） 近 年 来 ， 研 究 人 员 研 究 攻 击 者 如 何 使 用 植 入 射 频 发 射 器 的 从 普 通 的 终 端 中 窃 取 数 据 。 这 种 方 法 需 要 一 个 硬 改 的 U S B 插 头 或 设 备 ， 还 要 有 一 个 专 用 嵌 入 式 的 射 频 发 射 机 。 U S B e e 是 一 款 作 为 射 频 发 射 器 发 射 电 磁 辐 射 的 设 备 ， 对 敏 感 数 据 进 行 编 码 / 抓 取 等 操 作 。 当 然 如 果 无 法 接 触 到 目 标 机 器 的 时 候 ， 黑 客 可 以 用 一 根 普 通 的 电 线 触 摸 目 标 机 器 暴 露 的 金 属 部
分 ， 得 到 的 信 号 可 以 用 来 提 取 重 要 的 密 钥 信 息 。 O s w a l d 等 人 展 示 了 如 何 基 于 功 耗 和 电 磁 辐 射 从 Y u b i k e y   2 中 提 取 A E S 1 2 8 位 密 钥 。 （ S i d e - c h a n n e l   a t t a c k s   o n   t h e   y u b i k e y 2 o n e - t i m e   p a s s w o r d   g e n e r a t o r ）   O s w a l d 电 量 注 入 的 能 力 也 被 用 来 对 终 端 造 成 物 理 损 坏 。 U S B   K i l l e r 在 U S B   k e y 的 P C B 板 的 两 侧 嵌 入 多 个 电 容 。 一 旦 连 接 到 主 机 ， U S B 杀 手 从 主 机 U S B 总 线 消 耗 电 流 ， 对 自 己 的 电 容 器 进 行 充 电 。 一 旦 完 全 充 电 ， 负 2 0 0 V   D C 通 过 主 机 的 U S B 数 据 线 放 电 。 这 个 充 电 / 放 电 循 环 一 直 进 行 ， 直 到 U S B   k i l l e r 移 除 或 终 端 被 破 坏 。 在 新 版 本 的 U S B 电 源 传 输 和 T y p e - C 连 接 器 标 准 中 ， 设 备 能 够 获 取 和 传 输 高 达 1 0 0 W 的 电 量 ， 它 们 可 以 损 坏 主 机 且 不 可 修 复 。 （ 完 ） * 本 文 原 创 作 者 ： 李 泉 本 文 原 创 作 者 ： 李 泉 @ 战 争 贩 子 ， 本 文 属 于 战 争 贩 子 ， 本 文 属 于 F r e e B u f 原 创 奖 励 计 划 ， 未 经 许 可 禁 止 转 载 原 创 奖 励 计 划 ， 未 经 许 可 禁 止 转 载 精 彩 推 荐 精 彩 推 荐
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