Уязвимости на 5G мрежите

Докато ентусиастите нетърпеливо очакват масовото внедряване на 5G мрежите, киберпрестъпниците се подготвят за нови възможности за печалба. Въпреки усилията на разработчиците, технологията 5G съдържа уязвимости, чието откриване е затруднено от липсата на опит в новите условия. Изследвахме малка 5G мрежа и открихме три типа уязвимости, за които ще разкажем в тази статия.

Обект на изследването

Нека разгледаме прост пример — моделна непублична 5G мрежа на студентски кампус (Non-Public Network, NPN), свързана с външния свят чрез обществени комуникационни канали. Именно тези мрежи ще се използват в близко бъдеще в качеството на типови във всичките държави, включили се в надпреварата за 5G. Потенциална среда за разгръщане на мрежи с такава конфигурация са "умни" предприятия, "умни" градове, офисите 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 насочени към обработка на данни в реално време, затова тяхната архитектура наподобява многослоен сладкиш. Разделението на слоеве позволява опростяване на взаимодействието чрез стандартизирани API за свързване между слоевете.

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

Получените резултати осигуряват увеличени възможности за автоматизация и мащабиране, което е критично важно за обработката на огромни обеми информация от интернет на нещата (IoT).
Интегрираната в стандарта 5G изолация на слоевете води до нов проблем: системите за сигурност, които работят в рамките на NPN, защитават обекта и неговото приватно облако, докато системите за сигурност на външните мрежи — собствената им вътрешна инфраструктура. Трафикът между NPN и външните мрежи се счита за безопасен, тъй като идва от защитени системи, но в действителност никой не го защитава.

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

• уязвимости в SIM картите,
• уязвимости в мрежата,
• уязвимости в системата за идентификация.

Нека разгледаме всяка уязвимост по-подробно.

Уязвимости в SIM картите

SIM картата е сложен устройството, което разполага дори с цял набор вградени приложения — SIM Toolkit, STK. Едно от тези приложения — S@T Browser — теоретично може да бъде използвано за достъп до вътрешни сайтове на оператора, но на практика отдавна е забравено и не е обновявано от 2009 година, тъй като сега тези функции се изпълняват от други програми.

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

Атаката Simjacking в мрежите 5G. Източник: Trend Micro

В частност, тя позволява на злонамерения потребител да предаде данни за местоположението на абоната, идентификатора на устройството му (IMEI) и на клетъчната кула (Cell ID), както и да накара телефона да избере номер, да изпрати SMS, да отвори връзка в браузъра и дори да деактивира SIM картата.

При условията на 5G мрежи, тази уязвимост на SIM картите става сериозен проблем, предвид броя на свързаните устройства. Макар SIMAlliance да е разработил нови стандарти за SIM карти за 5G с повишена сигурност, в мрежите от пето поколение все още е възможно използването на "стари" SIM карти. А тъй като всичко върви нормално, не трябва да се очаква бърза замяна 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 свързването ѝ с клетъчната кула, контролирана от нарушителя. При това атакуващият получава възможността да модифицира настройките на SIM картата, за да подслушва телефонни разговори, да инсталира злонамерен софтуер и да извършва различни видове атаки с помощта на устройството, съдържащо хакната SIM карта. Това става възможно, тъй като взаимодействието с устройства в роуминг заобикаля процедурите за безопасност, прилагани за устройства в "домашната" мрежа.

Уязвимости на мрежата

Злоупотребителите могат да променят настройките на компрометирана SIM карта, за да постигнат целите си. Относителната лекота и дискретност на атаката Simjaking позволяват тя да се извършва постоянно, като поетапно поемат контрол над все повече и повече устройства, бавно и търпеливо (постепенна и бавна атака) отрязвайки парченца от мрежата подобно на парчета салам (атака с салам). Проследяването на такова влияние е изключително трудно, а в условията на сложна разпределена мрежа 5G — практически невъзможно.

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

Тъй като мрежите 5G нямат вградени механизми за контрол на безопасността на SIM картите, злоупотребителите постепенно ще получат възможността да установят свои правила в комуникационната домейн на 5G, използвайки захванати SIM карти за кражба на средства, авторизация на мрежово ниво, инсталиране на зловреден софтуер и друга незаконна дейност.

Особено тревожно е появата на инструментариум на хакерски форуми, автоматизиращ захвата на SIM карти чрез Simjaking, тъй като използването на такива средства за мрежи от пето поколение предоставя на злоумителите практически неограничени възможности за мащабиране на атаките и модифициране на доверения трафик.

Уязвимости при идентификация

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 съмнения на ниво системи за откритие. В същото време уязвимостта на самата SIM карта прави уязвима цялата система за идентификация. ИТ системите за безопасност просто няма да могат да проследят незаконно свързано устройство, ако то се регистрира в мрежата с помощта на откраднати идентификационни данни чрез Simjaking.

Така се оказва, че хакерът, свързан към мрежата чрез хакната SIM карта, получава достъп на ниво на истинския собственик, тъй като ИТ системите вече не проверяват устройствата, преминали идентификация на ниво мрежа.

Гарантираната идентификация между софтуерния и мрежовия слой добавя още един проблем: престъпниците могат умишлено да създават „шум“ за системите за откриване на入лжения, постоянно извършвайки различни съмнителни действия от името на захванати легитимни устройства. Тъй като работата на автоматичните системи за откриване се основава на анализ на статистика, постепенно праговите стойности за алармения сигнал ще се увеличават, осигурявайки отсъствие на реакция на реални атаки. Продължителното въздействие на такъв род е в състояние да промени функционирането на цялата мрежа и да създаде статистически „сляпи 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 причинят други вреди.

Решение: унифицирана проверка на идентичността

Уязвимостите на изследваната NPN мрежа 5G са следствие от разединеността на процедурите за сигурност на комуникационния слой, слоя на SIM картите и устройствата, както и на нивото на роуминг взаимодействието на мрежите. За да се реши този проблем, е необходимо в съответствие с принципа на нулева доверие (Zero-Trust Architecture, ZTA) да се осигури проверка на автентичността на устройствата, свързващи се с мрежата на всеки етап, внедрявайки федеративна модел на идентификация и управление на достъпа (Federated Identity and Access Management, FIdAM).

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

Такъв подход изключва възможността за внедряване на „роуминг“ кула в мрежата и пренасочване към нея на захванати SIM карти. ИТ системите ще могат пълноценно да идентифицират свързването на чужди устройства и да блокират паразитния трафик, създаващ статистически шум.

Защитата на SIM картата от модификация изисква внедряване на допълнителни средства за проверка на целостта, които може да бъдат реализирани като SIM приложение, базирано на блокчейн. Приложението може да се използва за аутентикация на устройства и потребители, както и за проверка на целостта на фърмуера и настройките на SIM картата както при роуминг, така и при работа в домашната мрежа.

Резюмираме

Решението на установените проблеми със сигурността на 5G може да бъде представено чрез обединение на три подхода:

• внедряване на федеративна модел на 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, която решава въпросите на взаимодействие с устройствата в роуминг.

Практическото реализиране на тези мерки изисква време и сериозни разходи, но развертането на мрежи 5G протича навсякъде, което означава, че трябва да започнем работа по отстраняване на уязвимостите веднага.

Източник: habr.com