Уязвимости на 5G мрежи

Докато ентусиастите с вълнение чакат масовото внедряване на мрежи от пето поколение, киберпрестъпниците потират ръце, предвкусвайки нови възможности за печалба. Въпреки всички усилия на разработчиците, технологията 5G съдържа уязвимости, чието откритие е затруднено заради липсата на опит в новите условия. Изследвахме малка 5G мрежа и открихме три типа уязвимости, за които ще говорим в този пост.

Обект на изследването

Нека разгледаме най-простия пример – моделна непублична 5G мрежа на студентски кампус (Non-Public Network, NPN), свързана с външния свят чрез публични комуникационни канали. Именно такива мрежи в близко бъдеще ще бъдат използвани като стандартни във всички страни, които участват в състезанието за 5G. Потенциалната среда за разгръщане на мрежи с тази конфигурация са "умни" предприятия, "умни" градове, офиси на големи компании и други подобни локации с висока степен на контролируемост.

Инфраструктура на NPN: затворената мрежа на предприятието е свързана с глобалната 5G мрежа чрез публични канали. Източник: Trend Micro

В отличие от мрежите от четвърто поколение, мрежите 5G са ориентирани към обработка на данни в реално време, затова архитектурата им напомня на многостепенен кейк. Разделянето на слоеве позволява да се опрости взаимодействието чрез стандартизиране на API за взаимодействие между слоевете.

Сравнение на архитектурите 4G и 5G. Източник: Trend Micro

Резултатът е увеличените възможности за автоматизация и мащабиране, което е критично важно за обработката на огромни обеми информация от интернет на нещата (IoT).
Заложената в стандарт 5G изолация на слоевете води до нов проблем: системите за сигурност, които работят вътре в NPN, защитават обекта и неговото частно облако, а системите за сигурност на външните мрежи – своята вътрешна инфраструктура. Трафикът между NPN и външните мрежи се счита за безопасен, тъй като идва от защитени системи, но всъщност никой не го защитава.

В нашето ново изследване Securing 5G Through Cyber-Telecom Identity Federation представяме няколко сценария на кибератаки върху 5G мрежи, които експлоатират:

• уязвимости на SIM карти,
• уязвимости на мрежата,
• уязвимости на системата за идентификация.

Нека разгледаме всяка уязвимост по-подробно.

Уязвимости на SIM карти

SIM-картата представлява сложно устройство, което включва дори цял набор от вградени приложения — SIM Toolkit, STK. Една от тези програми — S@T Browser — теоретично може да се използва за разглеждане на вътрешни сайтове на оператора, но на практика отдавна е забравена и не е обновявана от 2009 г., тъй като в момента тези функции се изпълняват от други програми.

Проблемът е, че S@T Browser се оказа уязвим: специално подготвено служебно SMS съобщение хаква SIM-картата и я принуждава да изпълни нужните команди на хакера, като потребителят на телефона или устройството не забелязва нищо необичайно. Атаката получи името Simjaker и предоставя множество възможности на злонамерените лица.

Атаката Simjacking в мрежа 5G. Източник: Trend Micro

В частност, тя позволява на злонамерените лица да предават данни за местоположението на абоната, идентификатора на устройството му (IMEI) и идентификатора на клетъчната кула (Cell ID), а също така да накарат телефона да набере номер, да изпрати SMS, да отвори линк в браузъра и дори да деактивира SIM-картата.

В условията на мрежите 5G тази уязвимост на SIM-картите става сериозен проблем с оглед на броя на свързаните устройства. Въпреки че SIMAlliance разработи нови стандарти за SIM-карти за 5G с повишена безопасност, в мрежите от пето поколение все още е възможно използването на «стари» SIM-карти. А щом всичко така или иначе работи, не трябва да се очаква бърза смяна на съществуващите SIM-карти.

Злонамерено използване на роуминг. Източник: Trend Micro

Използването на Simjacking позволява принудително превключване на SIM-картата в режим на роуминг и свързване към клетъчната кула, контролирана от злонамерената страна. При това атакуващият получава възможността да модифицира настройките на SIM-картата, за да подслушва телефонни разговори, да внедрява злонамерен софтуер и да извършва различни видове атаки, използвайки устройството с хакната SIM-карта. Това става възможно, защото взаимодействието с устройствата в роуминга става извън процедурите за сигурност, приети за устройствата в «домашната» мрежа.

Уязвимости на мрежата

Злоумышленниците могат да променят настройките на компрометирана SIM карта, за да постигнат своите цели. Относителната леснота и невидимост на атаката Simjaking позволяват тя да се извършва като постоянна практика, контролирайки все повече устройства бавно и търпеливо (low and slow attack) отрязвайки парчета от мрежата подобно на парчета салам (salami attack). Изпълнението на такова въздействие е изключително сложно, а в условията на сложна разпределена 5G мрежа — практически невъзможно.

Постепенно внедряване в 5G мрежата с използване на атаки Low and Slow + Salami. Източник: Trend Micro

Тъй като 5G мрежите нямат вградени механизми за контрол на безопасността на SIM картите, злонамерените лица постепенно ще получат възможността да установят свои правила вътре в комуникационния домейн на 5G, използвайки задържани SIM карти за кражба на средства, авторизация на мрежово ниво, инсталиране на злонамерен софтуер и друга неправомерна дейност.

Особено притеснителна е появата на хакерските форуми на инструменти, автоматизиращи захвата на SIM карти чрез Simjaking, тъй като използването на такива средства в мрежите от пето поколение предоставя на злонамерените лица практически неограничени възможности за мащабиране на атаките и модифициране на доверения трафик.

Уязвимости на идентификацията

SIM картата се използва за идентификация на устройството в мрежата. Ако SIM картата е активна и има положителен баланс, устройството автоматично се счита за легитимно и не предизвиква подозрения на ниво системи за откритие. Междувременно, уязвимостта на самата SIM карта прави уязвима цялата система за идентификация. ИТ системите за безопасност просто не могат да проследят незаконно свързано устройство, ако то се регистрира в мрежата с помощта на откраднати чрез Simjaking идентификационни данни.

Получава се, че хакер, свързващ се с мрежата чрез хакната SIM карта, получава достъп на ниво на истинския собственик, тъй като ИТ системите вече не проверяват устройствата, преминали идентификация на мрежово ниво.

Гарантирана идентификация между програмния и мрежовия слой добавя още един проблем: престъпниците могат умишлено да създават „шум“ за системите за откриване на проникване, постоянно извършвайки различни подозрителни действия от името на захванати легитимни устройства. Тъй като работата на автоматичните системи за откриване се основава на анализа на статистиката, постепенно праговите стойности за сигналите за тревога ще се увеличават, осигурявайки липса на реакция на реални атаки. Продължителното въздействие на такъв характер напълно е в състояние да промени функционирането на цялата мрежа и да създаде статистически „слепи зони“ за системите за откриване. Престъпниците, контролиращи такива зони, могат да провеждат атаки на данни вътре в мрежата и на физически устройства, да организират отказ в обслужването и да нанесат друг вред.

Решение: унифицирана проверка на идентичността

Уязвимостите на изследваната NPN мрежа 5G са следствие от разрознеността на процедурите за сигурност на комуникационното ниво, нивото на SIM картите и устройствата, както и на нивото на роуминговото взаимодействие между мрежите. За да се реши този проблем, е необходимо в съответствие с принципа на нулево доверие (Zero-Trust Architecture, ZTA) да се осигури проверка на автентичността на свързващите се към мрежата устройства на всеки етап, внедрявайки федеративна модел на идентификация и управление на достъпа (Federated Identity and Access Management, FIdAM).

Принципът на ZTA се състои в поддържането на сигурност дори когато устройството неконтролируемо се движи или е извън периметъра на мрежата. Федеративният модел на идентификация е подход към сигурността на 5G, който осигурява единна съгласувана архитектура за проверка на автентичността, права на достъп, целостта на данните и други компоненти и технологии в мрежите 5G.

Такъв подход изключва възможността за внедряване в мрежата на „роумингова“ кула и пренасочването на захванатите SIM карти към нея. ИТ системите ще могат да разпознаят свързването на чужди устройства и да блокират паразитния трафик, който създава статистически шум.

Защитата на SIM картата от модификация изисква внедряването на допълнителни средства за проверка на целостта, възможно реализирани като SIM приложение на базата на блокчейн. Приложението може да се използва за аутентификация на устройства и потребители, както и за проверка на целостта на фърмуера и настройките на SIM картата както в роуминг, така и при работа в домашна мрежа.

Резюме

Решението на идентифицираните проблеми със сигурността на 5G може да бъде представено под формата на обединение на три подхода:

• внедряване на федеративна модел за идентификация и управление на достъпа, който ще осигури целостта на данните в мрежата;
• осигуряване на пълна видимост на заплахите чрез реализиране на разпределен регистър за проверка на легитимността и целостта на SIM картите;
• формиране на разпределена система за сигурност без граници, решаваща въпросите за взаимодействие с устройства в роуминг.

Практическото реализиране на тези мерки изисква време и сериозни разходи, но разгръщането на 5G мрежи е в пълен ход, което означава, че трябва да започнем работа по отстраняването на уязвимостите още сега.

Източник: habr.com