看電影學資安-Dragon Day (2013) - 資安

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[撰文/Leaf]

嗨各位好啊！距離上次發文好像有一段時日了，這段期間因緣際會看了這部
電影，我就在想，似乎要替這部電影平反，電影評論區的某些人對這部電影
的感想就是……


因為他們覺得整部電影的劇情就是天方夜譚，有許多地方根本不合理，用術
語來講就是讓他們”出戲”了，踏入資安領域的我，非但沒有感到出戲，反
而有些沉浸過頭，有些感到後怕，是不是有些浮誇過頭了呢？到底是在可怕
什麼？？？


這部電影不是恐怖片啦，所以各位看官不要緊張，但是就像一般災難片或寫
實電影一樣，未來是有無限的可能，任何人也不會知道這種事情到底有沒有
可能發生，甚至它發生的機率有到底多高，就像是前一陣子關於史諾登事件
的電影，有興趣的人可以先Google一下，過些時日會列入撰寫目標。


我要介紹的這部電影，到底演了些什麼，竟讓人如此後怕呢？讓我們繼續看
下去…


##前情提要：
正當美國還在搖著第一強國的大旗，肆意妄為地自認誰也對他們無可奈何，
一雙魔爪早已悄悄地潛伏在美國各個角落，就等待著將強國的咽喉掐在掌心
中。
這一天來臨了，一瞬間美國各處所有電力產品紛紛停止運轉，五千多架航班
在空中失事，成百上千輛列車發生碰撞，通信系統失去了作用，沒水沒電，
商店架上也被搶得一空，這場景宛若世界末日，美國的末日來臨了……


1. 全民公敵的世代，無所不在的後門
故事的一開始，主角被FBI炒魷魚了，打算遠離家鄉投靠親人，但是在路上，
發生了一些離奇古怪的事情，提款機破天荒的吃了卡而且還沒領到錢，這是
入侵日發生的前四個小時。


之後開始一連串的怪事發生了，電話無法撥通，電視沒有畫面，男主似乎也
察覺到不對勁了，忽然手機、電視各種能顯示影像的裝置，通通出現一個畫
面。


影片中，男主分析了攻擊者入侵的方式，斷定是透過手機以及各種電子設備
內暗藏的硬體後門，男主在影片中一下東拆西拆，原本內心期待一下男主能
夠展現驚人的駭客實力，以一己之力反入侵回去，結果是我想多了。


依照劇情的設定，硬體與硬體之間是透過無線射頻來溝通的，就像古時候防
禦邊疆的烽火台一般，一旦有一台接收了攻擊訊號，就開始不斷地向其他設
備發送同樣的訊號。


所以只要電子設備中有某C國的硬體晶片，就能夠被他們隨意的監控，這麼誇
浮誇啊，浮誇到我都想聽陳奕迅唱歌了呢！這到底有沒有可能發生？


這是有可能的，近幾個月就有類似的新聞出來，也因此我更被其他人一天到
晚拍桌問我稿子的進度如何了？！小弟有時候也是會有更年期、靈感不順的
時候(其實我很年輕，意者私訊。咦？似乎哪邊怪怪的…)


其實很早以前就已經有論文再研究這方面議題了，就如本片一樣，我們可以
植入具有通信功能的晶片來完成這項任務，甚至還能竄改電路來改變原有電
路的功能。


新聞也一直報這類議題，有人關心資安議題是好事，但最後如果淪為政客與
酸民妄自言論的素材就不好了，希望還是要多一點對專業的尊重，對於植入
後門的管道是軟體或硬體，自然是要以多方情況下去思考，每一種攻擊手段
皆有可能發生。




影片結尾處，似乎這個硬體後門遭遇了些問題，急需要男主修復，畢竟當初
製造這個潘朵拉盒子的就是他，可以看到畫面正以編寫的程式來控制電路。


而畫面上的程式語言，我們可以稱它是一種硬體描述語言，比較有名的有
Verilog和VHDL，我們可以透過這樣的語言來描繪邏輯電路，燒錄至可程式化
的開發版後(可以稱它為FPGA)，就可以拿來做各種運算了。


它與一般程式語言一樣，有if-else條件式判斷等等的語法，比較特別的是控
制電路連接，用assign a=b這樣的語法來連接兩個物件。

回到大家討論的硬體後門事件，《硬件木馬檢測與防范研究綜述》這篇論文
便敘述一個常見的硬體木馬基礎模型，在某個特殊條件下，觸發單元被觸發
且經過多路信號復用器(多工器)的作用下，改變了原本輸出訊號的路線，而
這些都可以透過FPGA來實作。


講了以上這些，你還會覺得這部電影演得很誇張嗎？甚至我能想像有些人會
說這樣的話：「這樣的攻擊手法有什麼用，你還是得接觸到我的手機才能做
攻擊啊！」每個攻擊手法都有它存在的價值，應該以不同的角度和情境，去
考量這樣的攻擊手法適不適用，就如平底鍋出人意料的好用一樣。


沒有沒路用的武器，只有不會善用的人！

##延伸閱讀：
[1] 硬件木馬檢測與防范研究綜述
[2] Verilog FPGA晶片設計
[3] 跟壞鄰居想的一樣，供應鏈安全與硬體後門
[4] 中國製鍵盤有後門 偷傳資料給阿里巴巴
[5] 最隱蔽、惡毒且最聰明的後門 可嵌入頭髮直徑千分之一的晶片中
[6] 驚！成大教授披露華為手機藏後門　精闢分析這幾點讓你隱私全都露



2. 你已經被無線射頻包圍了
那後門中的無線射頻究竟可以怎麼溝通？聽起來真的有點玄，有那麼多種無
線射頻，然後它們都是以空氣作為媒介。


(圖/網路)
這些我們拿來作為通訊的波段，我們應該叫他無線射頻(Radio Frequence)，
甚至在資訊安全有一門領域就是專門研究無線射頻的攻擊與分析，最著名的
就是重放攻擊。


在使用者周圍偷偷錄製無線鍵盤輸入文字的訊號，接下來我們就可以直接拿
這些錄製好的訊號對電腦發送打字的訊號，竟然還有這樣攻擊手法XD


大家都知道，古早時期的傳輸是靠聲音，但是聲音傳不遠啊，因為能量不夠
強，功夫中的小龍女可能就沒這問題了，因為她有大喇叭XD


用無線電波就行了，它可以傳得很遠，所以科學家就想到，要把聲音附加在
無線電波上傳出去，這個無線電波，我們可以稱它為載波，這個過程我們稱
它為調變，調變的方式有很多種，大家最耳熟的應該就是FM跟AM這兩個吧。


(圖/網路)
AM調變就是讓載波的波幅隨著聲頻波幅的變化而變動，可以看到當我們將圖
(c)的波峰連接起來時，不就是圖(a)的聲波嘛！


(圖/網路)
這個是利用波的振幅做調變，FM則是利用頻率來做調變，不同的無線射頻有
不同的工作頻率，頻率就像是傳輸通道一樣，讓訊號在相同頻率中傳輸。

聽到這裡是不是都霧煞煞了，以藍芽為例好了，它的範圍是從2402MHz到
2480MHz，總共有40個Channel，每個Channel的頻寬是2MHz，訊號會經過調變
的過程才傳輸出去，而它們會挑選其中一個Channel做傳輸的管道。


(圖/2.4 GHz 的廚房裡有太多廚師想大展身手)
既然有了這些知識，我們就可以用SDR來發出藍芽封包了，咦！你怎麼一臉…
…


##延伸閱讀：
[1] 振幅調變 – 維基百科，自由的百科全書
[2] Bluetooth Low Energy: The Developer’s Handbook 讀書筆記



2. 無線駭客的利器：SDR
沒關係！我們只要站在巨人的肩膀上就好了，軟體定義無線電(SDR)的問世，
降低了進入無線安全研究的門檻，顧名思義就是透過軟體來實現通訊領域中
複雜的組件，並接發無線電，比較常見的設備有HackRF、BladeRF、USRP、
RTL-SDR。


(圖/RF Analyzer for Android 安卓平台连接HackRF的App)
根據它們的特性，價格也是不太一樣啦，其中的差別就是單工、半雙工、全
雙工，有些只能收，有些則是能收能發，但是不能同時，有些則是可以同時
收發，這從天線中這可以看出端睨。


(圖/網路)
我們協會之前就有開過這樣的課程，以淺顯易讀的舉例和說明，再搭配講師
設計幾個簡單的小實驗，帶領大家當一會無線駭客，快點敲碗拍桌請講師再
開一次。


(圖/ISDA 活動資訊看板)
接下來讓我們嘗試利用HackRF來控制SDR設備吧！首先利用指令來確認
HackRF是否被作業系統讀取到了。


有一句話說：「我們能看得更遠，是因為站在巨人的肩膀上。」為了再次降
低SDR研究的難度，許多前輩替SDR撰寫了一些程式，讓我們可以透過程式發
送特定無線射頻的封包。


除了能夠發封包之外，還可以做到無線訊號的竊聽，開啟Gqrx之後，我們以
聽FM廣播為例。


##延伸閱讀：
[1] GitHub – JiaoXianjun/BTLE: BTLE radio packet sniffer/scanner
and sender.
[2] hackrf與 gnuradio入門指南
[3] 無線電安全攻防大揭密
[4] ISDA教育訓練SDR與無線通訊

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這一期的看電影學資安就到這邊啦！除了講述電影中寫實的殘酷面，還介紹
了無線安全領域中的基礎知識，最後以一則新聞作為總結，我相信大家看完
電影再來看以下這篇新聞，應該也會感覺到有些毛毛的了。


最後，我們在這部電影中看到了這些狀況，對應到真實社會中也同樣看到一
些類似的案例，所以…其實所有人的資安防備意識都很重要，我們深知這點
，所以透過一系列資安教育，希望把這個重要觀念傳達給大家，也感謝許多
一起努力以及幫助我們的夥伴們。

希望閱讀此篇的人都能有所收穫與省思，極為推薦各位去看看這部電影，我
們下次再見。

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