破解|细思极恐!马斯克星链卫星惨遭破解:SpaceX都服了

对于黑客来说,电脑可以破解、游戏机可以破解、手机可以破解,那远在天上的卫星可以破解吗?
答案是可以的!而且被破解的还是世界首富马斯克旗下Space X星链计划中的卫星 。
破解星链卫星的小哥来自来自比利时鲁汶大学,名字叫Lennert Wouters,从事研究员工作 。Wouters在拉斯维加斯近日召开的Black Hat Security Conference(黑帽安全技术大会)上现场展示了破解Space X的全过程 。
花25美元破解价值50万美元的卫星
据Lennert Wouters介绍,他用了一年的时间来研究如何破解卫星,最终的破解方案仅需要25美元的成本 。其破解的思路可以概括为“使用定制电路板绕过签名验证检查,用欺骗的方式让系统误以为启动过程正确,并不存在篡改” 。这个跟以前流行的破解游戏主机的思路相似 。
了解了思路之后,让我们跟着Lennert Wouters的介绍一起了解他破解卫星终端的过程 。要想破解卫星,首先你需要Space X的卫星终端——用来跟卫星连接的天线(不是猫窝) 。
通过天线,Lennert Wouters能够了解卫星的运作以及终端的工作原理,以便于他着手破解卫星 。
但单单是看着这个天线是不够的,还需要拆开这个天线,研究天线的内部结构,才能够找到攻击卫星终端,注入代码的攻击点 。
于是,Lennert Wouters使用异丙醇、撬棒、热风机等工具对卫星天线进行拆解,不过据他本人介绍,整个拆解的过程相当麻烦,拆解者需要拥有极强的耐心 。
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经过一番操作之后,卸下天线的金属外壳,就可以拿到像下面这样,直径为59cm的电路板 。
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电路板上集成的电路系统有:一枚定制化的四核ARM Cortex-A53处理器、射频电路、以太供电系统以及GPS接收器 。
拆解完之后,Lennert Wouters发现这颗定制化的处理器架构未曾公开过,所以破解难度较大 。
但攻破技术难关,这就是黑客的乐趣所在 。为了破解卫星天线的电路主板,黑客小哥需要自制modchip(破解芯片) 。于是他扫描了整块天线的电路主板,找到最适合破解芯片的电路设计方案 。
完成电路扫描之后,Lennert Wouters根据自己制作的电路设计方案使用Rasperrt Pi(树莓派)微控制器、闪存、电子开关和稳压器做了一块针对卫星天线的破解芯片,然后将破解芯片通过线缆焊接到天线锅的PCB板上 。
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到这一步,用于攻击卫星天线的硬件工具已经制作完毕 。接下来要做的就是寻找攻击点,使用破解芯片注入攻击到卫星终端(天线锅)的系统中,修改卫星终端上的固件,最终夺取对天线终端的控制权 。
在Lennert Wouters长时间的摸索中,他发现在卫星终端启动时,会经历多个不同的引导程序加载阶段 。其中第一个引导加载程序因为是被刻录到片上系统的,无法更新,所以在攻击成功后注入的修改固件不会被重置,从而实现最终夺取对卫星终端的控制权 。
确定了攻击目标之后,Lennert Wouters在“签名验证”及“哈希验证”这两个理想攻击切入点中选择了更适合的“签名验证” 。Lennert Wouters表示,工程师在设计电路的时候会努力避免短路,但黑客的攻击方法经常会刻意利用短路或者制造电路问题扰乱电路板的原有设定,实现“浑水摸鱼” 。
因此Lennert Wouters在注入故障的时候,需要先让负责平滑电源的去耦电容停止工作,实现电路板的安全保护机制短路,之后注入故障修改硬件程序并绕过安全保护,完成上面的操作之后,重启去耦电容,即可实现篡改并运行星链固件,取得底层系统访问权限 。
上面思路理清楚之后,就可以开始进入破解的实操环节了 。在实操过程中,Lennert Wouters本来打算在卫星终端的启动周期结束(Linux操作系统全部加载完成)再发起攻击,但在后续的实验中,他发现抢在启动前发起进攻才是更为可靠的方法 。最终,Lennert Wouters实现了在卫星终端的启动周期之内篡改并运行星链固件,获得设备的底层系统访问权限。
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