锁上的车门还是可以被打开：一个可以无线解锁百万辆汽车的研究成果

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上周在奥斯汀召开的安全界上顶级学术会议Usenix Security上，有一篇名为《Lock It and Still Lose It —on the (In)Security of Automotive Remote Keyless Entry Systems》的文章呈现了一个令人吃惊的研究成果。作者仅利用一个40美元的无线电设备拦截获取目标车钥匙的解锁信号，之后经过代价较低的计算，即可获取克隆目标车钥匙的全部信息，进而任意加解锁目标车辆。这个结果适用于全球将近一亿辆的汽车。

具体来说，文章介绍了主流汽车制造商在实现遥控车门开关系统（Remote Keyless Entry Systems，不确定是不是这么翻译。。。）方面的安全问题，主要是以下两种：

第一种只会影响大众汽车，但影响范围包括了大众集团自1995以来生产的几乎所有汽车（奥迪、斯柯达等）。攻击原理方面：大众的遥控车门开关系统的安全性依赖于一个主密钥（自然这个主密钥对于每辆车都是不同的），而通过逆向车上的组件程序可以得知，主密钥主要是由两个秘密信息计算出来的，其中一个可以在逆向程序时获取到，另外一个与设备高度相关，但这个值会出现在车钥匙在与车通信时的流量里。那么在攻击某一具体的目标车辆时，攻击者需要：
①能够获取到目标车辆的组件（以获取第一个秘密信息）
②目标车辆与攻击者的拦截设备之间的距离不超过300英尺（大约90米）
第二个条件对于攻击者来说是必须要满足的，因为要获取的秘密信息是车辆高度相关的。而第一个条件，对于攻击者却不是必须的，因为作者在逆向了很多组件后发现，第一个秘密信息会在大量的车之间共享，尽管不是所有车共享同一个值，但最常见的四个值就会影响到数量庞大的大众汽车，因此若有人通过逆向大量的组件搜集到足够多的值组成一个集合，攻击者只要依次尝试集合中的值，即有相当大的概率可以成功。
1995年后大众生产的使用了那四个值的汽车就有接近一亿辆，但最近的VW Golf 7及使用了相同系统的车辆不受影响，因为在这些车里，第一个秘密信息对于每台车来说都是独一无二的。

第二种攻击的是叫做Hitag2的用于防重放的rolling code方案，作者提出了一种新的攻击方法，可以在已经获取到8个rolling code的情况下，在一分钟内破解Hitag2。Higtag已经有18年的历史，但目前仍被用在很多汽车中，像是阿尔法罗密欧，雪佛兰，标致，蓝旗亚，欧宝，雷诺，福特等，因此这个安全问题存在于以上那些车辆中，攻击者需要做的就是获取到连续的8个rolling code和在笔记本上的一分钟运算。

以上两种攻击都需要拦截车钥匙的信号，而这一点使用一个带有无线接收器的价值40刀的Arduino板即能做到，不同的只是第一种攻击只需要拦截一个信号，第二种需要八个，但在车主按了钥匙而车门却没开的情况下，车主连续按动按钮的概率还是相当高的。

对于受影响的车辆，修补问题的难度比较高，一方面车上固件软件的开发周期很长，很难快速响应新的设计，另一方面软件如何更新到现有车辆上也是一个问题。因此，文章的作者建议，对于车主能做的就是不要把车辆当成安全箱，不在里面放有价值的物品，以及甚至可以考虑弃用方便的遥控车门开关，转而使用老式、机械的方式来开关车门。

最后值得一提的是，这篇文章的主要作者、来自伯明翰大学的研究者Flavio Garcier，在2013年就发现了大众汽车发动机immobiliser的问题，由于车辆RFID应答器中使用的Thales（一家公司）开发的算法在验证密钥身份时存在安全缺陷，可以让攻击者在没有钥匙的情况下点火发动机随意开走上百万辆车。但考虑到研究结果可能带来的现实问题，在大众和Thales的共同请求下，英国法院判决禁止该研究结果的公布，因此尽管文章已被Usenix Security大会录用，最终也没能发表，文章直到15年才成功出现在Security的论文集里。然而这个事件并没有影响作者继续研究这类问题，因此在今年，Flavio Garcier又与其他研究者合作，发表了这个成果，真可谓是没有什么困难能够阻止研究者发现问题的脚步。