Während Technikbegeisterte gespannt auf die massenhafte Einführung der fünften Generation von Netzwerken warten, reiben sich Cyberkriminelle die Hände und erwarten neue Gelegenheiten zur Profitmaximierung. Trotz aller Bemühungen der Entwickler weist die 5G-Technologie Sicherheitsanfälligkeiten auf, deren Identifizierung durch die mangelnde Erfahrung im Umgang mit den neuen Bedingungen erschwert wird. Wir haben ein kleines 5G-Netz untersucht und drei Arten von Schwachstellen entdeckt, über die wir in diesem Beitrag berichten werden.
Gegenstand der Untersuchung
Betrachten wir ein einfaches Beispiel – ein nicht öffentliches Modell-5G-Netz eines Campus (Non-Public Network, NPN), das über öffentliche Kommunikationskanäle mit der Außenwelt verbunden ist. Genau solche Netzwerke werden in naher Zukunft als Standard in allen Ländern eingesetzt, die ins Rennen um 5G eingestiegen sind. Die potenzielle Umgebung für die Bereitstellung solcher Netzwerke umfasst "smarte" Unternehmen, "smarte" Städte, Büros großer Unternehmen und andere ähnliche Orte mit einem hohen Maß an Kontrolle.
Infrastruktur des NPN: Ein internes Unternehmensnetz ist über öffentliche Kanäle mit dem globalen 5G-Netz verbunden. Quelle: Trend Micro
Im Gegensatz zu den Netzwerken der vierten Generation konzentriert sich das 5G-Netz auf die Verarbeitung von Echtzeitdaten, wodurch seine Architektur einem mehrschichtigen Aufbau ähnelt. Die Ebenenstruktur ermöglicht eine vereinfachte Interaktion durch die Standardisierung von APIs für die Kommunikation zwischen den Schichten.
Vergleich der Architekturen von 4G und 5G. Quelle: Trend Micro
Das Ergebnis sind erweiterte Möglichkeiten zur Automatisierung und Skalierung, die für die Verarbeitung großer Datenmengen aus dem Internet der Dinge (IoT) entscheidend sind.
Die im 5G-Standard verankerte Isolierung der Ebenen führt zu einem neuen Problem: Sicherheitssysteme, die innerhalb des NPN-Netzwerks arbeiten, schützen das Objekt und seine private Cloud, während Sicherheitssysteme öffentlicher Netzwerke ihre interne Infrastruktur schützen. Der Datenverkehr zwischen NPN und externen Netzen gilt als sicher, da er von geschützten Systemen stammt, tatsächlich wird er jedoch von niemandem gesichert.
In unserer aktuellen Studie präsentieren wir mehrere Szenarien von Cyberangriffen auf 5G-Netzwerke, die ausnutzen:
- SIM-Karten-Schwachstellen,
- Netzwerkschwachstellen,
- Schwachstellen im Identifikationssystem.
Lassen Sie uns jede Schwachstelle näher betrachten.
SIM-Karten-Schwächen
Eine SIM-Karte ist ein komplexes Gerät, das sogar eine Reihe integrierter Anwendungen wie das SIM Toolkit (STK) enthält. Eine dieser Anwendungen, der S@T Browser, kann theoretisch verwendet werden, um interne Betreiberseiten zu besuchen, wird jedoch seit 2009 nicht mehr aktualisiert und hat längst ihre Funktion an andere Programme abgegeben.
Das Problem ist, dass der S@T Browser anfällig ist: Eine speziell präparierte Dienst-SMS kann die SIM-Karte hacken und sie dazu bringen, Befehle auszuführen, die der Hacker benötigt, ohne dass der Benutzer des Telefons oder Geräts etwas Ungewöhnliches bemerkt. Dieser Angriff wird als bezeichnet und bietet Angreifern zahlreiche Möglichkeiten.
Der Simjacking-Angriff in 5G-Netzen. Quelle: Trend Micro
Insbesondere ermöglicht er es Angreifern, den Standort des Abonnenten, die Geräte-ID (IMEI) und die Zelle (Cell ID) zu übertragen sowie das Telefon dazu zu bringen, eine Nummer zu wählen, eine SMS zu senden, einen Link im Browser zu öffnen und sogar die SIM-Karte zu deaktivieren.
In den 5G-Netzen wird diese Schwachstelle von SIM-Karten zu einem ernsthaften Problem, insbesondere angesichts der Anzahl angeschlossener Geräte. Obwohl kann in den fünften Generationen weiterhin möglich sein. Und da alles derzeit funktioniert, ist mit einem schnellen Austausch der bestehenden SIM-Karten nicht zu rechnen.
Missbräuchliche Nutzung von Roaming. Quelle: Trend Micro
Der Einsatz von Simjacking ermöglicht es, die SIM-Karte zwingen in den Roaming-Modus zu versetzen und sie mit einem Mobilfunkmasten zu verbinden, der vom Angreifer kontrolliert wird. Dadurch erhält der Angreifer die Möglichkeit, die Einstellungen der SIM-Karte zu ändern, um Telefongespräche abzuhören, schadhafte Software zu installieren und verschiedene Arten von Angriffen unter Verwendung des Geräts mit der gehackten SIM-Karte durchzuführen. Dies wird durch die Tatsache erleichtert, dass die Interaktion mit Geräten im Roaming außerhalb der für Geräte im "Heimnetzwerk" festgelegten Sicherheitsverfahren erfolgt.
Netzwerk-Schwachstellen
Angreifer können die Einstellungen einer kompromittierten SIM-Karte ändern, um ihre Ziele zu erreichen. Die relativ einfache und heimliche Durchführung von Simjacking-Angriffen ermöglicht es, diese kontinuierlich durchzuführen und die Kontrolle über immer mehr Geräte langsam und geduldig zu übernehmen () und die Netzwerke Stück für Stück abzuschneiden, ähnlich wie bei Salami (). Solch eine Auswirkung ist äußerst schwer zu verfolgen, und in einem komplexen, verteilten 5G-Netzwerk ist es praktisch unmöglich.
Schrittweise Integration in das 5G-Netzwerk unter Verwendung von Low-and-Slow- und Salami-Angriffen. Quelle: Trend Micro
Da 5G-Netzwerke keine integrierten Sicherheitsmechanismen für SIM-Karten haben, werden Angreifer allmählich in der Lage sein, ihre eigenen Regeln innerhalb des 5G-Kommunikationsbereichs zu etablieren, indem sie gestohlene SIM-Karten für den Diebstahl von Mitteln, die Authentifizierung auf Netzwerkebene, die Installation von Malware und andere illegale Aktivitäten nutzen.
Besonders besorgniserregend ist das Aufkommen von Werkzeugen auf Hackerforen, die den automatisierten SIM-Karten-Diebstahl mittels Simjaking ermöglichen. Die Anwendung solcher Mittel in 5G-Netzen gibt Angreifern nahezu unbegrenzte Möglichkeiten, Angriffe zu skalieren und vertrauenswürdigen Datenverkehr zu modifizieren.
Identifizierungsanfälligkeiten
Die SIM-Karte wird zur Identifizierung des Geräts im Netzwerk verwendet. Wenn die SIM-Karte aktiv ist und ein positives Guthaben aufweist, wird das Gerät automatisch als legitim angesehen und erweckt auf Ebene der Entdeckungssysteme keinen Verdacht. Gleichzeitig macht die Verwundbarkeit der SIM-Karte die gesamte Identifikationssystematik anfällig. IT-Sicherheitssysteme können ein illegal verbundenes Gerät, das sich im Netzwerk mit gestohlenen Identitätsdaten über Simjaking registriert, einfach nicht nachverfolgen.
Somit erhält ein Hacker, der sich über eine gehackte SIM-Karte mit dem Netzwerk verbindet, Zugriff auf das Niveau des tatsächlichen Eigentümers, da IT-Systeme die Geräte, die auf Netzwerkebene identifiziert wurden, nicht mehr überprüfen.
Die garantierte Identifizierung zwischen Software- und Netzwerkebene schafft ein zusätzliches Problem: Kriminelle können absichtlich "Rauschen" für Erkennungssysteme erzeugen, indem sie ständig verschiedene verdächtige Aktivitäten im Namen von kompromittierten legitimen Geräten ausführen. Da die Arbeit automatischer Erkennungssysteme auf der Analyse von Statistiken basiert, werden die Schwellenwerte für Alarme allmählich steigen, was dazu führt, dass auf echte Angriffe nicht reagiert wird. Langfristige Einwirkungen dieser Art können das Funktionieren des gesamten Netzwerks erheblich beeinträchtigen und statistische "blinde Zonen" für Erkennungssysteme schaffen. Kriminelle, die solche Zonen kontrollieren, können Datenangriffe innerhalb des Netzwerks und auf physische Geräte durchführen, Denial-of-Service-Angriffe organisieren und anderen Schaden anrichten.
Lösung: einheitliche Identitätsüberprüfung
Die Schwachstellen im untersuchten NPN-Netzwerk 5G sind das Ergebnis uneinheitlicher Sicherheitsverfahren auf der Kommunikationsebene, der SIM-Karten und Geräte sowie auf der Ebene des Roaming-Interaktions zwischen Netzwerken. Um dieses Problem zu lösen, ist es notwendig, nach dem Prinzip der Null-Vertrauen-Architektur () die Authentifizierung der ins Netzwerk eintretenden Geräte in jeder Phase sicherzustellen, indem ein föderatives Modell für Identifizierung und Zugriffsverwaltung ().
) eingeführt wird. Das ZTA-Prinzip besteht darin, die Sicherheit aufrechtzuerhalten, auch wenn das Gerät unkontrolliert, sich bewegend oder außerhalb des Netzwerkperimeters ist. Das föderative Identifizierungsmodell ist ein Sicherheitsansatz für 5G, der eine einheitliche, konsistente Architektur für Authentifizierung, Zugriffsrechte, Datenintegrität und andere Komponenten und Technologien in 5G-Netzwerken gewährleistet.
Dieser Ansatz schließt die Möglichkeit aus, ein «Roaming»-Turm in das Netzwerk einzuführen und die erbeuteten SIM-Karten darauf umzuleiten. IT-Systeme können somit effektiv die Verbindung von nicht autorisierten Geräten erkennen und parasitären Datenverkehr blockieren, der statistisches Rauschen erzeugt.
Um die SIM-Karte vor Änderungen zu schützen, müssen zusätzliche Integritätsprüfungen integriert werden, möglicherweise realisiert durch eine SIM-Anwendung auf Blockchain-Basis. Diese Anwendung kann zur Authentifizierung von Geräten und Benutzern eingesetzt werden sowie zur Überprüfung der Integrität der Firmware und der Einstellungen der SIM-Karte, sowohl im Roaming als auch im heimischen Netzwerk.
Zusammenfassung
Die Lösung der identifizierten Sicherheitsprobleme von 5G lässt sich durch die Kombination von drei Ansätzen darstellen:
- Implementierung eines föderativen Modells zur Identitäts- und Zugriffsverwaltung, das die Integrität der Daten im Netzwerk gewährleistet;
- Sicherstellung vollständiger Sichtbarkeit von Bedrohungen durch die Implementierung eines verteilten Registers zur Überprüfung der Legitimität und Integrität von SIM-Karten;
- Etablierung eines grenzenlosen, verteilten Sicherheitsystems, das die Interaktion mit Geräten im Roaming adressiert.
Die praktische Umsetzung dieser Maßnahmen erfordert Zeit und erhebliche Investitionen, jedoch schreitet der Ausbau von 5G-Netzen überall voran. Daher sollten wir sofort mit der Beseitigung von Schwachstellen beginnen.
Quelle: habr.com
