Hardware i testy penetracyjne. Przewodnik po metodach ataku i obrony - ebook

Hardware i testy penetracyjne. Przewodnik po metodach ataku i obrony

Wraz z rozwojem internetu rzeczy, a także upowszechnianiem się elektronicznego sterowania i kontrolowania różnych procesów przestępcy doskonalą techniki łamania zabezpieczeń systemów wbudowanych. Konsekwencje skutecznego ataku na jakiś kluczowy element infrastruktury mogą się okazać dotkliwe i niezwykle kosztowne. Oznacza to, że testowanie pod kątem bezpieczeństwa powinno dotyczyć sprzętu i systemów wbudowanych. Również elektronicy powinni umieć chronić przed atakami swoje urządzenia. Szczególną rolę w tym procesie odgrywają testy penetracyjne, których celem jest wyszukiwanie luk w zabezpieczeniach.

Oto praktyczny przewodnik po bezpieczeństwie sprzętu. Opisuje podstawy sprzętowej architektury systemów wbudowanych i protokoły komunikacyjne stosowane w urządzeniach elektronicznych. Pokazuje, w jaki sposób można przechwytywać przesyłane dane i jak wykorzystać tę wiedzę do przeprowadzania ataków. W książce zaprezentowano techniki identyfikacji i klasyfikacji zagrożeń systemu. Przeanalizowano także zależności łączące system wbudowany z jego otoczeniem, przy czym zwrócono uwagę na możliwe podatności na ataki i konsekwencje ewentualnego odczytania oprogramowania układowego. W końcowej części natomiast omówiono zasady inżynierii wstecznej oprogramowania, umożliwiającej ataki na urządzenia. Znajdziemy tu również wskazówki dotyczące ochrony urządzeń przed najbardziej typowymi atakami.

Dzięki książce dowiesz się, jak:

• testować systemy wbudowane i rozpoznawać ich najważniejsze funkcjonalności
• identyfikować i atakować krytyczne zabezpieczenia
• odczytywać i modyfikować dane zapisane w systemach wbudowanych
• badać zależności pomiędzy oprogramowaniem układowym a sprzętem
• atakować zabezpieczenia stosowane w różnych blokach funkcjonalnych urządzeń
• rozwijać laboratorium umożliwiające zaawansowane analizy i przygotowanie ataków

Internet rzeczy również można skutecznie zaatakować!

O autorze

O korektorach merytorycznych

Wstęp

Część I. Zapoznanie ze sprzętem

Rozdział 1. Przygotowanie laboratorium do testów penetracyjnych i zasady bezpieczeństwa

• Podstawowe wymagania - co będzie potrzebne?
  • Języki programowania
  • Umiejętności związane ze sprzętem
  • Konfiguracja systemu
  • Przygotowanie podstawowego laboratorium
  • Bezpieczeństwo
• Zakup wyposażenia testowego
  • Laboratorium domowe kontra firmowe
  • Wybór urządzeń
  • Co kupić, po co i kiedy?
  • Drobne narzędzia i sprzęt
  • Wynajem i zakup przyrządów
• Zapas elementów elektronicznych
  • Przechowywanie
  • Zapas
• Przykładowe laboratoria
  • Poziom początkującego
  • Poziom amatora
  • Poziom profesjonalisty
• Podsumowanie
• Pytania

Rozdział 2. Przedmiot testu

• Blok procesora
  • Zadania procesora
  • Typowe rodzaje procesorów stosowanych w systemach wbudowanych
• Blok pamięci
  • Pamięć RAM
  • Pamięć programu
  • Pamięć danych
• Blok zasilania
  • Blok zasilania z perspektywy testów penetracyjnych
• Blok sieci
  • Typowe protokoły komunikacyjne stosowane w systemach wbudowanych
• Blok czujników
  • Czujniki analogowe
  • Czujniki cyfrowe
• Blok urządzeń wykonawczych
• Blok interfejsów
• Podsumowanie
• Pytania
• Dalsza lektura

Rozdział 3. Komponenty testowanego systemu

• Wymagania techniczne
• Pozyskiwanie informacji z instrukcji obsługi
  • Podejście analityczne
  • Analiza instrukcji do zabawki
• Pozyskiwanie informacji z internetu
  • Informacje o zabawce
• Utworzenie diagramu systemu
  • Diagram zabawki
• Eksplorowanie systemu - identyfikowanie komponentów i umieszczanie ich na diagramie
  • Otwarcie zabawki
  • Manipulowanie systemem
  • Demontaż zabawki
  • Identyfikacja układów
  • Układy zastosowane w zabawce
  • Identyfikacja nieoznaczonych i tajemniczych układów
  • Tajemnicza zawartość zabawki
  • Granice bloków funkcjonalnych
• Podsumowanie
• Pytania

Rozdział 4. Planowanie i przygotowanie testu

• Metodyka STRIDE
  • Wyszukiwanie celów ataków w badanym systemie
• Aspekty bezpieczeństwa - czego należy oczekiwać?
  • Komunikacja
  • Utrzymanie
  • Spójność systemu i auto-testy
  • Ochrona poufnych danych i środków bezpieczeństwa
• Jakie są ataki i ich skutki?
  • Metodyka STRIDE w analizie bezpieczeństwa komponentów systemu
  • Przykładowy system: zabawka Furby
• Planowanie testu
  • Wybór scenariusza
• Podsumowanie
• Pytania
• Dalsza lektura

Część II. Atakowanie sprzętu

Rozdział 5. Główna platforma ataku

• Wymagania techniczne
• Wprowadzenie do płytki bluepill
  • Do czego służy płytka bluepill?
  • Co to jest?
• Dlaczego język C, a nie Arduino?
  • Dokumentacja
  • Rejestry pamięci
• Narzędzia programistyczne
  • Proces kompilacji
  • Przebieg kompilacji
  • Programowanie układu
  • Praktyczne zastosowanie płytki bluepill
• Wprowadzenie do języka C
  • Operatory
  • Typy danych
  • Ten okropny wskaźnik
  • Dyrektywy preprocesora
  • Funkcje
• Podsumowanie
• Pytania
• Dalsza lektura

Rozdział 6. Podsłuchiwanie i atakowanie najpopularniejszych protokołów

• Wymagania techniczne
  • Sprzęt
• Protokół I(2)C
  • Tryby pracy
  • Podsłuchiwanie transmisji
  • Wstrzykiwanie danych
  • Atak typu "człowiek pośrodku"
• Protokół SPI
  • Tryby pracy
  • Podsłuchiwanie transmisji
  • Wstrzykiwanie danych
  • Atak typu "człowiek pośrodku"
• Protokół UART
  • Tryby pracy
  • Podsłuchiwanie transmisji
  • Wstrzykiwanie danych
  • Atak typu "człowiek pośrodku"
• Protokół D1W
  • Tryby pracy
  • Podsłuchiwanie transmisji
  • Wstrzykiwanie danych
  • Atak typu "człowiek pośrodku"
• Podsumowanie
• Pytania

Rozdział 7. Wyodrębnianie i modyfikowanie pamięci

• Wymagania techniczne
• Wyszukiwanie układów pamięci
  • Pamięć EEPROM
  • Pamięci EMMC i NAND/NOR flash
  • Dyski magnetyczne i SSD oraz inne nośniki
• Wyodrębnianie danych
  • Oprogramowanie układowe
  • Pamięć wbudowana i niestandardowe interfejsy
  • Pamięć wbudowana i typowe interfejsy
• Badanie struktury nieznanego nośnika
  • Nieznane formaty nośników
  • Znane formaty pamięci masowych
  • Zabawka Furby
• Montowanie systemu plików
• Przepakowanie danych
• Podsumowanie
• Pytania
• Dalsza lektura

Rozdział 8. Atakowanie Wi-Fi, Bluetooth i BLE

• Wymagania techniczne
• Podstawy komunikacji sieciowej
• Komunikacja Wi-Fi w systemach wbudowanych
  • Wybór karty Wi-Fi
  • Utworzenie punktu dostępu
  • Przygotowanie punktu dostępu i podstawowych usług sieciowych
  • Inne ataki na sieć Wi-Fi
• Komunikacja Bluetooth w systemach wbudowanych
  • Podstawy komunikacji Bluetooth
  • Wykrywanie urządzeń Bluetooth
  • Narzędzia Bluetooth w systemie Linux
  • Podsłuchiwanie komunikacji Bluetooth na komputerze
  • Podsłuchiwanie surowej komunikacji Bluetooth
  • BLE
• Podsumowanie
• Pytania

Rozdział 9. Atakowanie SDR

• Wymagania techniczne
• Wprowadzenie do technologii SDR
• Opis i dobór sprzętu
  • Badanie urządzenia radiowego
  • Odbieranie sygnału: antena
• Analiza spektrum radiowego
• Odtwarzanie danych
• Rozpoznawanie modulacji - edukacyjny przykład
  • AM/ASK
  • FM/FSK
  • PM/PSK
  • MSK
  • Analiza sygnału
• Demodulacja sygnału
  • Blok Clock Recovery MM
  • Narzędzie WPCR
• Wysyłanie sygnałów
• Podsumowanie
• Pytania

Część III. Atakowanie oprogramowania

Rozdział 10. Korzystanie z interfejsów diagnostycznych

• Wymagania techniczne
• Programowalne interfejsy diagnostyczne - czym są i do czego służą?
  • Właściwe przeznaczenie interfejsów diagnostycznych
  • Atakowanie systemu przy użyciu interfejsu JTAG
• Identyfikowanie pinów
  • "Przyjazna" płyta drukowana
  • Trudniejszy przypadek
  • Bardzo trudny przypadek i płytka JTAGulator
• Oprogramowanie OpenOCD
  • Instalacja
  • Plik adaptera
  • Docelowy plik
• Praktyczny przykład
• Podsumowanie
• Pytania

Rozdział 11. Statyczna inżynieria odwrotna i analiza

• Wymagania techniczne
• Formaty plików wykonywalnych
  • Popularne formaty plików wykonywalnych
• Formaty zrzutów i obrazy pamięci
  • Struktura zrzutu pamięci - przykład płytki bluepill
• Analiza oprogramowania układowego - wprowadzenie do programu Ghidra
  • Analiza prostego programu dla systemu Linux i procesora ARM
  • Wyższy stopień wtajemniczenia - analiza surowego pliku binarnego dla płytki STM32
  • Pierwszy przebieg identyfikacyjny
  • Inżynieria odwrotna funkcji
• Podsumowanie
• Pytania

Rozdział 12. Dynamiczna inżynieria odwrotna

• Wymagania techniczne
• Dynamiczna inżynieria odwrotna i jej zastosowania
• Zastosowanie programów OpenOCD i GDB
  • GDB? Nic o nim nie wiem!
• Wprowadzenie do asemblera ARM
  • Ogólne informacje i składnia
  • Najbardziej przydatne instrukcje procesora ARM
• Przykład dynamicznej inżynierii odwrotnej
  • Badanie kodu za pomocą programu Ghidra
  • Odtworzenie hasła
  • Prostsze rozwiązanie
• Podsumowanie
• Pytania

Rozdział 13. Ocenianie i raportowanie zagrożeń

• Ocenianie zagrożeń
• Raportowanie zrozumiałe dla wszystkich
  • Szablon raportu
  • Język raportu
  • Jakość raportu
• Konfrontacja z inżynierami
• Podsumowanie
• Pytania

Rozdział 14. Podsumowanie - środki zaradcze i dobre praktyki

• Dobre praktyki branżowe, czym są i gdzie ich szukać?
  • OWASP IoT Top 10
  • Testy porównawcze CIS
  • Wytyczne NIST dotyczące bezpieczeństwa sprzętu
• Typowe problemy i środki zaradcze
  • Nawiązywanie zabezpieczonego połączenia między urządzeniem a zapleczem
  • Przechowywanie poufnych danych
  • Kryptografia w krytycznych aplikacjach
  • Programy rozruchowe oraz interfejsy szeregowe, JTAG i UART
• Co dalej? Samodzielna nauka i pierwszy projekt
• Słowo końcowe

Odpowiedzi