藍牙的使用規(guī)范與四種安全模式介紹

DHS 4300A系列手冊由美國國土安全局推出，旨在指導(dǎo)敏感系統(tǒng)中無線技術(shù)的安全使用。手冊中包括了如RFID、藍牙等許多種無線技術(shù)的使用規(guī)范。接下來，我們將以藍牙技術(shù)為例，具體剖析此手冊中對于藍牙技術(shù)方面的指導(dǎo)要求。DHS 4300A Q6（藍牙安全）于2014年12月15日發(fā)布，文檔的主要目的是在安裝、配置、使用、管理支持藍牙的設(shè)備時能夠確保最低安全性基準。

藍牙技術(shù)簡介

藍牙是一種無線開放標準技術(shù)，用于在沒有互連電纜的情況下在短距離設(shè)備之間交換語音或數(shù)據(jù)。其有效范圍變化取決于傳播條件、材料覆蓋、天線配置、電池狀況等，但大多數(shù)藍牙設(shè)備的有效范圍為10m或更小。該技術(shù)已經(jīng)集成到許多類型的設(shè)備中了，包括手機、筆記本電腦、打印機、鍵盤、鼠標和耳機等，并且主要用于在設(shè)備之間建立自組織無線個域網(wǎng)（WPAN）如圖2所示。藍牙版本1．1和1．2僅支持最高為1 Mbps的傳輸速度，稱為基本速率（BR），并且可以實現(xiàn)大約720 kbps的有效載荷吞吐量。版本2．0中引入的增強數(shù)據(jù)速率（EDR）規(guī)定了高達3 Mbps的數(shù)據(jù)速率和大約2．1 Mbps的吞吐量。

圖2 Ad hoc藍牙網(wǎng)絡(luò)

文檔中給出了藍牙技術(shù)可以用來增強部門人員執(zhí)行任務(wù)和業(yè)務(wù)需求能力的示例如下：

辦公環(huán)境中的平板電腦藍牙鍵盤；

辦公室人員的藍牙耳機；

藍牙PIV讀卡器；

車內(nèi)使用的免提手機；

在檢查點基本單元與移動設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)；

在執(zhí)法或調(diào)查期間收集在現(xiàn)場遇到的嫌疑人或感興趣人的指紋。

由上可知，藍牙技術(shù)的需求十分迫切，而且與電纜設(shè)備和外圍設(shè)備相比，藍牙具有明顯的易用性優(yōu)點。

藍牙技術(shù)的安全問題

但像任何無線技術(shù)一樣，藍牙通信易受各種威脅。因為該技術(shù)已經(jīng)使用各種各樣的芯片組、操作系統(tǒng)和物理設(shè)備配置，這會導(dǎo)致大量不同的安全編程接口和默認設(shè)置。這些復(fù)雜性增加到無線通信中，意味著藍牙易受一般無線威脅以及自身固有的漏洞的影響。常見的攻擊包括：

Bluebugging ：攻擊者控制手機，可以撥打電話，竊聽電話交談，閱讀聯(lián)系人和日歷等；

Bluejacking：將匿名、未經(jīng)請求的消息發(fā)送到具有藍牙設(shè)備的手機中并設(shè)為不可見；

Blueprinting：遠程采集藍牙設(shè)備指紋；

BlueSmack ：通過藍牙連接執(zhí)行拒絕服務(wù)攻擊，使設(shè)備不可用；

Bluesnarfing ：使攻擊者完全訪問日歷、聯(lián)系人、電子郵件和短信；

BlueStumbling ：允許攻擊者根據(jù)藍牙設(shè)備地址查找和識別用戶。

藍牙規(guī)范包括四種安全模式，分別提供不同方式、不同程度的保護措施。

安全模式1

使用安全模式1的設(shè)備被認為是不安全的。在這種安全模式下，安全功能（認證和加密）從未啟動，因此設(shè)備和連接容易受到攻擊。實際上，這種模式下的藍牙設(shè)備是不分敵我的，并且不采用任何機制來阻止其他藍牙設(shè)備建立連接。如果遠程設(shè)備發(fā)起配對、認證或加密請求，則安全模式1設(shè)備將接受該請求而不加任何認證。由于其高度的脆弱性，文檔規(guī)定DHS不得使用安全模式1。

安全模式2

安全模式2是服務(wù)級強制安全模式，其可以在鏈路建立之后但在邏輯信道建立之前啟動安全過程。在這種安全模式下，本地安全管理器控制對特定服務(wù)的訪問。訪問控制以及與其他協(xié)議和設(shè)備用戶的接口由單獨的集中式安全管理器維護。此策略可以為具有不同安全需求并行運行的應(yīng)用程序定義不同的安全策略和信任級別來限制訪問，可以在不提供對其他服務(wù)的訪問的情況下授予訪問某些服務(wù)的權(quán)限。在這種模式下，引入了授權(quán)的概念（即決定特定設(shè)備是否允許訪問特定服務(wù)的過程）。

安全模式3

安全模式3提供最好的安全性。它是鏈路級強制安全模式，其中藍牙設(shè)備在鏈路完全建立之前啟動安全過程。在安全模式3下運行的藍牙設(shè)備為設(shè)備的所有連接授權(quán)認證和加密。因此，在進行認證、加密和授權(quán)之前，甚至不能進行服務(wù)的發(fā)現(xiàn)。一旦設(shè)備經(jīng)過身份認證，服務(wù)級別授權(quán)通常不會被安全模式3設(shè)備執(zhí)行。當經(jīng)過身份驗證的遠程設(shè)備在不了解本地設(shè)備所有者的情況下使用藍牙服務(wù)時，服務(wù)級授權(quán)應(yīng)被執(zhí)行以防止認證濫用。

安全模式4

安全模式4使用安全簡單配對策略（Secure Simple Pairing，SSP），其中在鏈路密鑰生成時，橢圓曲線（Elliptic Curve Diffie－Hellman，ECDH）密鑰協(xié)議取代了過時的密鑰協(xié)議。