為什么智能燈泡也會(huì)容易受到網(wǎng)絡(luò)黑客的攻擊

在近期的《美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)會(huì)報(bào)》中，得克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校的研究人員發(fā)表了一份名為《通過(guò)智能燈泡的信息泄漏》(《Light Ears：Information Leakage via Smart Lights》)的研究報(bào)告。報(bào)告顯示，智能燈泡和其他任何連接到物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備一樣，很容易受到網(wǎng)絡(luò)黑客的攻擊。攻擊者可以利用智能燈泡作為進(jìn)入家庭網(wǎng)絡(luò)的入口，實(shí)施數(shù)據(jù)竊取等一系列破壞行為。

傳統(tǒng)的入侵包括在燈泡設(shè)置過(guò)程中越過(guò)沒(méi)有啟動(dòng)防護(hù)的Wi-Fi防火墻，或者利用簡(jiǎn)陋的用戶(hù)認(rèn)證和授權(quán)操作進(jìn)程。但這份報(bào)告揭露的方法更加新穎，有點(diǎn)像007里詹姆斯邦德會(huì)使用的那種：控制燈泡發(fā)出的光波，并在其中嵌入惡意指令?；蛘邤r截它們并提取其中的信息。

也就是說(shuō)，無(wú)論你是在室外、商場(chǎng)、大使館或者其它地方，只要黑客能夠用接收器捕捉到由智能發(fā)光二極管(LED)發(fā)出的調(diào)制光波，他就有可能竊取你的信息(所以，大使館率先使用智能燈泡著實(shí)不是明智之舉)。

德克薩斯州大學(xué)圣安東尼奧分校的Murtuza Jadliwala是報(bào)告的作者之一。他說(shuō)：“是的，你不需要穿透防火墻，你只需要通過(guò)光通道發(fā)送一條信息就可以了。我們要向大家傳達(dá)的信息是，哪怕是連入家庭網(wǎng)絡(luò)的最簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，也不能低估。智能燈泡就是一個(gè)例子，如果你不注意，你的隱私就可能泄露?！?/p>

智能照明技術(shù)入門(mén)

我們來(lái)快速回顧一些智能燈泡技術(shù)：

智能燈泡——比如來(lái)自Signify公司(原飛利浦照明，世界上最大的照明公司，2018年3月改名Signify)的飛利浦hue——可以對(duì)智能手機(jī)app和其他無(wú)線控制 (包括那些在房主度假時(shí)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程發(fā)送的應(yīng)用程序)進(jìn)行響應(yīng)，這些應(yīng)用程序會(huì)命令智能燈泡打開(kāi)或關(guān)閉、變亮或變暗、或改變顏色和色溫。

LED燈支持這種數(shù)字化操作，因?yàn)樗鼈兊墓庠词前雽?dǎo)體，即發(fā)光二極管。有時(shí)候，數(shù)字化命令來(lái)自所連接的電視節(jié)目或一段音樂(lè)所給出的提示，它會(huì)指示燈光改變以適應(yīng)電視劇中的動(dòng)作或播放的歌曲的情緒。用戶(hù)也可以預(yù)設(shè)燈光在白天或黑夜的特定時(shí)間變化。智能燈通常還有一個(gè)紅外發(fā)射器來(lái)支持其他智能家居操作，比如為監(jiān)控?cái)z像頭提供夜間照明。

隨著這些智能燈技術(shù)的發(fā)展，黑客們現(xiàn)在可以利用光波來(lái)攻破智能燈泡系統(tǒng)的潛在漏洞。在報(bào)告中，Jadliwala和UTSA的博士后研究員Anindya Maiti描述了幾種通過(guò)智能燈泡竊取信息的方法。

窺視我的間諜

利用智能燈調(diào)制技術(shù)能夠揭露一個(gè)人的身份。智能燈可以由各種連接的物品控制，比如智能手表，當(dāng)檢測(cè)到人們?nèi)胨瘯r(shí)調(diào)暗燈光。又比如智能手機(jī)，當(dāng)檢測(cè)到人離開(kāi)房間后，將燈關(guān)閉。

能否利用光線中的這些操作來(lái)推斷控制燈光的用戶(hù)的相關(guān)信息呢？這是Jadliwala 和他的SPRITELAB團(tuán)隊(duì)幾年前決定研究智能燈泡安全性時(shí)著手探索的問(wèn)題之一。

他們給出的答案是非?？隙ǖ模貏e是智能手機(jī)里那些可以讓用戶(hù)根據(jù)視頻和音頻設(shè)置燈光的APP?！巴饨绲母`聽(tīng)者僅僅通過(guò)觀察光信號(hào)就可以推斷出某人在聽(tīng)什么，或者他們?cè)诳词裁匆曨l”，Jadliwala說(shuō)，“你可以了解一個(gè)人的性格——性取向，或者其他什么?！?/p>

竊聽(tīng)者需要在100或150米范圍內(nèi)，配備一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境光傳感器。Jadliwala指出，對(duì)于那些不愿帶著這種設(shè)備站在窗外的窺探者，如果他們能夠入侵手機(jī)，通過(guò)更傳統(tǒng)的方式獲得大多數(shù)具有可視化app的手機(jī)中的環(huán)境光傳感器的訪問(wèn)權(quán)限，也可以取得類(lèi)似的成功。

肉眼不可見(jiàn)

如果這一切聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)牽強(qiáng)附會(huì)，那么考慮另一種光入侵途徑:紅外線。在這種情況下，攻擊者必須首先成功地在用戶(hù)的控制設(shè)備 (如手機(jī)) 中嵌入惡意軟件。

然后，惡意軟件會(huì)做它要做的事情，可能是從手機(jī)里提取數(shù)據(jù)。也可能是從其它連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備或存儲(chǔ)箱，甚至可能是在房子外面，在由公共云系統(tǒng)支持的網(wǎng)絡(luò)上提取數(shù)據(jù)。

但是，惡意軟件并沒(méi)有通過(guò)普通的Wi-Fi路由器將數(shù)據(jù)發(fā)送回互聯(lián)網(wǎng)(通過(guò)這種方式的數(shù)據(jù)竊取可以被檢測(cè)到)，而是將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能燈系統(tǒng)中的紅外發(fā)射器。它以編碼竊取數(shù)據(jù)的方式調(diào)制紅外線。房間里的用戶(hù)不會(huì)有所察覺(jué)，因?yàn)榧t外線是不可見(jiàn)的，但是外面的竊聽(tīng)者有接收紅外線信號(hào)的設(shè)備，可以完成數(shù)據(jù)竊取。這是所謂的數(shù)據(jù)外泄的一種形式。

這可能看起來(lái)更像是間諜驚悚片的素材，但關(guān)鍵是，這確實(shí)是可能的。

“我們不知道發(fā)生這種情況的真實(shí)案例”，SPRITELAB的Jadliwala承認(rèn)。該實(shí)驗(yàn)室的存在是為了探索網(wǎng)絡(luò)空間未知的安全弱點(diǎn)。“這就是我們希望提高安全意識(shí)的原因。人們忽視了這種簡(jiǎn)單性?！?/p>

在紅外線攻擊的情況下，“簡(jiǎn)單性”涉及到智能燈系統(tǒng)，這些系統(tǒng)不使用燈和 W-iFi 路由器之間的集線器，而是依賴(lài)于與Wi-Fi的直接連接(互聯(lián)網(wǎng)連接很常見(jiàn)，因?yàn)橛脩?hù)通常希望遠(yuǎn)程控制燈光，而且操作指令實(shí)際上可能涉及到到云端往返)。如果用戶(hù)沒(méi)有正確配置他們的Wi-Fi路由器，惡意軟件就有機(jī)可乘。同樣地，一些集線器也沒(méi)有得到適當(dāng)?shù)陌踩Ｗo(hù)。

沒(méi)有光傳感器的黑客要怎么辦

盡管如此，一個(gè)人站在家或安全建筑外面用紅外線讀取器的想法確實(shí)還存在討論的空間。

從學(xué)術(shù)角度來(lái)看，這種攻擊很有趣”，Philips Hue的技術(shù)主管George Yianni 說(shuō)，“是的，這真的像是007會(huì)用的那種方案。我認(rèn)為它們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際適用性有限?！?/p>

英國(guó)安全公司Pen Test Partners的合伙人Ken Munro也表達(dá)了類(lèi)似的觀點(diǎn)?！拔艺J(rèn)為這是一項(xiàng)非常有趣的研究，值得關(guān)注”，他說(shuō)，“我們討論的是跳躍空氣間隙(通過(guò)進(jìn)入一個(gè)被認(rèn)為是物理上無(wú)法進(jìn)入的空間來(lái)破壞安全性。但每次只有一間房子，而且還要有人坐在房子外面?！?/p>

Yianni和 Munro更關(guān)心的是通過(guò)Wi-Fi滲透入侵家庭網(wǎng)絡(luò)并控制燈的可能性，這也是SPRITELAB的工作人員同樣關(guān)心的。允許紅外線惡意軟件進(jìn)入的Wi-Fi漏洞也可能為不需要復(fù)雜紅外線方法的攻擊打開(kāi)方便之門(mén)。(幾年前，以色列魏茨曼科學(xué)研究所描述了一種更加復(fù)雜的方法，黑客利用的打印機(jī)打開(kāi)蓋子時(shí)發(fā)出的光)。

Pen Test公司的Munro指出，智能燈通常是其所在網(wǎng)絡(luò)的一部分，連接的設(shè)備可能包括門(mén)鈴、家電、安全攝像頭、咖啡機(jī)、電熱水壺、玩具、電源插座、鎖或其他任何物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。這些設(shè)備連接到一個(gè)云系統(tǒng)，連接到其他家庭和地方的同一品牌的設(shè)備。入侵家庭網(wǎng)絡(luò)中的一臺(tái)設(shè)備，就可能會(huì)對(duì)其他設(shè)備造成嚴(yán)重破壞，同時(shí)，還會(huì)竊取數(shù)據(jù)。

Munro說(shuō):“我們正在討論的針對(duì)這些物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的攻擊是同時(shí)針對(duì)所有設(shè)備的。利用物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展攻擊范圍，并漸漸展現(xiàn)出對(duì)全體設(shè)備進(jìn)行攻擊的能力才是真正困擾我的地方?！?/p>

喜憂參半

Munro說(shuō)，好消息是類(lèi)似Signify這種智能照明品牌，在構(gòu)建安全性方面做得越來(lái)越好。壞消息是，一些沒(méi)什么名氣的原始設(shè)備制造商在為西方零售商開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)和應(yīng)用程序的安全性方面做得不夠，而這些零售商希望快速進(jìn)入智能照明或其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場(chǎng)。

為什么會(huì)這樣呢?

供應(yīng)商常常在為像電燈泡這樣的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備操作設(shè)計(jì)認(rèn)證程序上做得很失敗。雖然他們通常將身份驗(yàn)證信息放在系統(tǒng)日志中，但是當(dāng)用戶(hù)實(shí)際命令燈泡做一些改變(例如照亮、調(diào)暗、更改顏色等)時(shí)，這些信息應(yīng)當(dāng)是被隔離開(kāi)的。

雖然大多數(shù)知名品牌都解決了這一問(wèn)題，但Munro指出，不夠知名的品牌的原始設(shè)備制造商正在生產(chǎn)自有品牌的產(chǎn)品，使西方零售商能夠快速進(jìn)入市場(chǎng)，而忽視了認(rèn)證階段。

4700萬(wàn)，而且還在增加

在截至去年9月的三個(gè)月時(shí)間里，Munro說(shuō)，“我們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)了4700萬(wàn)臺(tái)智能設(shè)備處于這種可利用的狀態(tài)”，他指出，所有4700萬(wàn)臺(tái)設(shè)備(包括智能燈)都位于遠(yuǎn)東兩家無(wú)名供應(yīng)商的云平臺(tái)上。

Munro解釋說(shuō)，“如果認(rèn)證檢查不能正確實(shí)施，人們通常會(huì)泄露物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所有者的完整賬戶(hù)，包括用戶(hù)賬戶(hù)中的任何數(shù)據(jù)?？赡馨▽?shí)時(shí)位置信息、電子郵件地址、家庭地址、電話號(hào)碼和設(shè)備使用信息。顯然，這取決于設(shè)備收集的信息和數(shù)據(jù)用戶(hù)向其帳戶(hù)的輸入。也可以控制物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備?！?/p>

Pen Test最近發(fā)現(xiàn)大約400萬(wàn)臺(tái)連接到互聯(lián)網(wǎng)的太陽(yáng)能逆變器受到類(lèi)似威脅。

然而，具有一定安全保障的智能燈應(yīng)該不是一個(gè)問(wèn)題。為此，Signify公司的Yianni注意到他的公司采取了許多步驟來(lái)保護(hù)Hue燈泡，包括通過(guò)部署一個(gè)集線器來(lái)分離來(lái)自Wi-Fi的控制，加密和認(rèn)證所有通信，以及部署時(shí)間窗和滿足某些命令的要求。

事實(shí)上，Signify公司在SPRITELAB對(duì)智能燈系統(tǒng)的脆弱性評(píng)估中得到了高分。這一結(jié)果很重要，因?yàn)槿绻麤](méi)有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，“任何設(shè)備，或者你網(wǎng)絡(luò)上的任何應(yīng)用程序，都可以和這些燈泡通話”，Jadliwala說(shuō)。

換句話說(shuō)，在裝有讀光器的竊聽(tīng)器出現(xiàn)在你的窗外之前，也可能會(huì)有很多麻煩。
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