컨퍼런스 데프콘 27. 당신의 차는 나의 차입니다. 1 부

연설 브리핑:

우리 중 많은 사람에게 자동차는 평생 가장 비싼 구매 중 하나입니다. 모든 것이 서로 연결된 세상에서 자동차를 원격으로 조종하고 싶어하는 것은 당연한 일입니다. 주차한 위치를 알려주는 알림을 받고, 문을 잠그는 것을 잊었는지 확인하고, 계절에 따라 원격으로 엔진을 시동하여 실내를 예열하거나 냉방하고 싶어하는 것입니다.

이러한 편의성과 마음의 평화를 제공하는 추가 알람 시스템을 제공하는 제조업체가 많이 있습니다. 하지만 디지털 영역에서 자동차에 대한 접근을 보호하는 이러한 시스템 제공자를 얼마나 신뢰할 수 있을까요? 이번 강연에서 Jmaxxz는 이러한 시스템 중 하나를 살펴보고 발견한 내용을 이야기할 것입니다.

Jmaxxz는 August Smart Lock 스마트 홈 시스템(DEFCON 24 토크 "Backdooring The Frontdoor")과 관련된 작업으로 유명합니다. 최근 몇 년 동안 그는 사물 인터넷 기기에 주력해 왔습니다. 그는 DEFCON 24와 DEFCON 25의 IoT 빌리지 제로 데이 섹션에 참여했고 마침내 XNUMX차 자동차 시장 제품인 원격 시동기(이하 RS)를 탐색할 때가 되었다고 결정했습니다.

안녕하세요, 제 이름은 J-Max입니다. 직업은 프로그래머이고, 직업상 해커입니다. 저는 잠금 장치와 관련된 모든 일을 하고 있으며, 이 대화에서 여러분은 제 개인적인 의견을 많이 듣게 될 것이며 이는 과거, 현재 또는 미래의 고용주의 의견과 아무런 관련이 없습니다. 아마 이미 이해하셨겠지만, 우리는 자동차, 특히 원격 시동과 경보 시스템에 대해 이야기할 것입니다. 먼저, 이 맥락에서 중요한 배경 설명부터 시작해 보겠습니다. 많은 사람이 이런 시스템을 불필요한 사치로 여기기 때문입니다.
제가 사는 곳은 꽤 추운데, 제 친구는 레이노병이라는 질병을 앓고 있어요. 추위로 인해 손의 혈관이 경련을 일으키고, 손가락으로 가는 혈류가 급격히 감소하며, 동상이나 조직 괴사의 징후가 나타납니다. 슬라이드는 그것이 보통 어떤 모습인지 보여줍니다.

작년 11월까지도 저는 그녀에게 크리스마스에 무엇을 줄지 아직 결정하지 못했습니다. 그래서 그녀는 집으로 돌아오는 길에 차가 전혀 예열되지 않아 화가 난 채로 공항에서 집으로 돌아왔습니다. 그 순간 저는 그녀에게 원격 엔진 시동 시스템을 제공해야겠다고 결심하고 가장 좋은 옵션을 찾기 시작했습니다. 원격 시동기 시장이 상당히 큰 것으로 나타났으며, 많은 제조업체가 자사 제품에 대한 충분한 정보를 제공하지 않습니다.

그들은 시스템을 설치하는 방법이나 장치를 프로그래밍하는 데 어떤 도구를 사용해야 하는지 알려주지 않습니다. 제 차이고 원격 시동이 가능하기 때문에 제게는 문제가 됩니다. 그리고 그 도구에 접근해야 하거든요. 그래서 좀 더 검색을 해보니 캐나다의 Fortin이라는 회사를 찾았는데, 이 회사는 이런 스타터를 만들고 필요한 모든 서류를 기꺼이 제공해주더군요. 저는 이 제품을 선택했고 적합한 리모컨을 찾기 시작했습니다. 사실, 원격 시동기와 함께 표준 리모컨을 사용하면 작동 범위가 표준 리모컨의 작동 범위로 제한됩니다. 중고 시장에서는 0.8km에서 1.5km 범위에서 작동하는 리모컨이 판매됩니다. 소비자 리뷰에 따르면, 이는 마케팅 전략인데, 실제로는 거리가 훨씬 더 짧기 때문입니다. 이게 문제인 이유는 제 친구가 비행기에서 내리자마자 공항 주차장에서 차 엔진을 시동해야 하기 때문인데, 거기까지 거리는 약 0.8km입니다.

그러니 그녀가 휴대전화를 꺼내 앱을 열고 "엔진 시작" 버튼을 누르면 될 것 같아요. 저는 Fortin 스타터와 완벽하게 호환되는 MyCar라는 타사 제품을 찾았습니다. 자동차에 장착하여 원격 시동 장치에 연결할 수 있는 SIM 카드와 GPS 수신기가 내장된 작은 열쇠 고리입니다. 그러면 모바일 앱을 사용하여 원격으로 엔진을 시동하고, 잠금장치를 해제하는 등의 작업을 할 수 있습니다.

저는 이게 좋을 것 같다고 생각했습니다. 비행기가 착륙하자마자 친구가 엔진을 시동할 수 있고, 그녀가 차에 도착할 때쯤이면 이미 객실이 따뜻해질 테니까요.

그러면 원격 시동기의 작동 원리를 잠깐 살펴보겠습니다. 이를 위해서는 먼저 자동차 엔진이 어떻게 시동되는지 이해해야 합니다. 2년대 중반까지 자동차 시동 장치는 키 스위치 조합의 전통적인 기계식 잠금장치였습니다. 전기 회로를 완성하려면 열쇠를 꽂고 돌려야 했습니다. 그 후, 미국에서는 "이모빌라이저"라고 표시된 자물쇠가 인기를 얻었습니다. 복잡하게 들리지만, 그냥 전자 잠금장치일 뿐입니다. 즉, 전자 잠금 장치의 열쇠인 기계식 잠금 장치가 있고, 전자 잠금 장치는 트랜스폰더로 읽을 수 있는 정보를 담고 있습니다. 전자 잠금장치를 열 때까지 자동차는 시동되지 않습니다. 슬라이드 오른쪽에는 키 XNUMX개가 있습니다. 왼쪽 키는 이모빌라이저용이고, 오른쪽 키는 일반 점화 스위치용입니다. 단순히 자물쇠의 기계적인 부품을 작동시키는 반면, 왼쪽 열쇠는 전자 자물쇠를 열어서 자동차 엔진을 시동합니다.

왜 이 이야기를 하는 걸까요? 원격 시동은 이모빌라이저를 통해 작동합니다. 다음 슬라이드에서는 Fortin EVO One 장치를 이모빌라이저에 연결하는 다이어그램을 볼 수 있습니다. 왼쪽 하단에 IMO로 표시된 한 쌍의 접점을 볼 수 있습니다. 다이어그램의 오른쪽 상단에는 CAN LOW와 CAN HIGH라는 두 개의 선이 있습니다. 이는 차량의 CAN 버스에 연결하기 위한 접점입니다. 원격 스타터를 CAN 버스에 연결하는 이유는 설치 중에 사용되는 연결이 줄어들어 설치 비용을 줄이기 위한 것입니다. 원격 시동기가 CAN 버스에서 데이터를 읽거나 CAN 버스를 통해 명령을 보낼 수 있다면 원격 엔진 시동 시스템의 설치 시간이 단축됩니다.

다이어그램의 왼쪽 상단에는 자동차에 대한 정보를 제어하거나 읽는 데 관련된 GPIO가 많이 있습니다. 예를 들어, 잠금 버튼을 누르면 헤드라이트가 깜박이거나 경적이 울리게 하고 싶을 수 있습니다. 이런 일은 GPIO를 사용하여 제어할 수 있습니다. 다이어그램의 왼쪽 하단에 크고 불편한 커넥터가 보입니다. 이것은 기계적 잠금 장치를 우회하는 인터페이스입니다. 즉, 이 인터페이스는 원격 시동 시스템 릴레이와 전기 잠금 장치 사이에 직접 통신을 제공하므로 열쇠를 시동 장치에 꽂고 돌릴 필요가 없습니다.

다음 슬라이드에서는 원격 시동기를 설치하는 단계를 보여줍니다. 주로 스티어링 컬럼 커버를 제거하고 DS 유닛을 설치하고 연결하는 작업으로 구성됩니다. 보기에는 꽤 무섭지만, 실제로는 간단합니다.

리모컨 자체는 포틴이 데이터 링크라고 부르는 것에 연결됩니다. 이 시스템은 독점적인 물리적 데이터 전송 프로토콜인 UART를 사용합니다. UART는 9600보드의 속도로 데이터를 교환하는 범용 비동기 송신기입니다. 포틴 원격 스타터는 슬라이드에 보이는 두 개의 리모컨과 UART를 통해 간단히 통신합니다.

DS를 설치한 후, 저는 이러한 장치가 자동차의 안전에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 생각해 보았습니다. 당연히 DS는 이모빌라이저를 우회해야 하므로, 차량 도난이나 제어 가로채기 가능성 측면에서 얼마나 안전할까요? 이는 셀룰러 네트워크를 통한 데이터 전송뿐만 아니라 원격 시작 신호 자체에도 적용됩니다. 그래서 저는 제조업체가 사용하는 데이터 전송 프로토콜에 대한 정보를 인터넷에서 검색하기 시작했고, Fortin이 이 프로토콜을 제공하기를 거부한다는 글을 쓴 포럼을 발견했습니다. 그 이유 중 하나는 "EVO는 아마추어를 위한 장난감이 아니라 전문가가 사용하도록 의도된 것이므로 우리는 그런 정보를 배포하지 않습니다."라는 것입니다.

저는 전문가적인 성향을 가지고 있어서 데스크탑에 내 컴퓨터를 직접 만들기로 했습니다. 저는 두 번째 EVO 시스템 장치를 구입하여 자동차를 나타내는 회로 기판을 만들고, 점화를 시뮬레이션하는 스위치, 브레이크 페달을 위한 버튼, 다양한 상태를 나타내는 LED를 추가했습니다.

이 모든 것을 연결한 후, FTI 장치를 연결하여 데이터 링크를 모니터링하고 해당 데이터를 수집하기 시작했습니다. 처음에는 슬라이드와 비슷해 보이지만 무슨 일이 일어나고 있는지 전혀 알 수 없습니다. 하지만 자세히 살펴보면 여기에는 확실히 어떤 구조가 있다는 것을 알 수 있습니다.

리모컨의 버튼을 누를 때마다 안테나가 DS로 보내는 메시지가 항상 0C로 시작하고 0D로 끝나는 것을 보세요. 그러니까 우리가 얻은 것을 나누고, 0C를 시작, 0D를 끝이라고 가정하면, 결국 이런 결과가 나옵니다.

여기에는 이미 어느 정도 구조가 명확하게 나타나 있으므로 무슨 일이 일어나고 있는지 파악할 수 있습니다. 특정 버튼을 눌렀을 때 어떤 메시지가 나타나는지 추적하는 데 시간을 들이면, 각각이 특정 작업에 해당하는 명령 표를 만들 수 있었습니다. 즉, 리모컨의 버튼을 누르면 안테나가 원격 시작 모듈에 이와 같은 명령을 보냅니다.

일반적인 팀 구조는 다음과 같습니다.

리모컨의 버튼을 누르면 안테나가 원격 시동기에 명령을 보냅니다. 0C 바이트에 의해 깨어나고, 그 뒤에 2바이트가 나오는데 이는 전송 방향을 나타낸다고 생각합니다. 이게 흥미로운 이유는 UART가 이미 신호 전송과 수신 방향을 가지고 있기 때문에 이런 바이트를 "쓰레기"로 표시하고 상수로 간주하기 때문입니다. 그 뒤에는 사용자가 실행하고자 하는 명령을 나타내는 단일 바이트가 옵니다. 문을 잠그거나 열거나, 경보를 끄는 등의 작업이 가능합니다. 기본적으로 원격으로 수행하려는 모든 작업은 이 명령과 관련이 있습니다. FF FF F1 페이로드는 메시지가 온 원격 안테나를 식별하는 주소 또는 식별자입니다. DS 블록이 식별자를 인식하지 못하면 명령은 무시됩니다. DS가 식별자를 수락하면 여러 단계로 구성된 절차가 시작됩니다. 여기에는 키가 점화 장치에 있는지, 엔진이 켜져 있는지 꺼져 있는지, 브레이크 페달을 밟았는지 등이 포함됩니다. 실제로 이 프로세스에는 특별한 의미가 없으며, 장치는 이 순간 단순히 ID를 학습하고 있을 뿐입니다.

메시지 끝에는 체크섬이 있는 바이트와 명령의 끝을 나타내는 바이트가 있습니다. 이제 프로토콜이 어떻게 작동하는지 이해했으니, 이에 대해 무엇을 할 수 있을까요? 이 주제에 관한 영상이 몇 개 있습니다. 안타깝게도 어떤 이유에서인지 영상에 소리가 나오지 않아서, 화면에서 무슨 일이 일어나고 있는지 설명드리겠습니다. 대시보드 커버의 스티어링 칼럼 왼쪽에는 Fortin 프로토콜을 이해하는 Particle.IO 펌웨어가 포함된 전자 장치가 들어 있는 흰색 상자가 있습니다. 파란색 끝이 있는 전선은 안테나입니다. 이 장치를 사용하면 자동차 내부에서 원격 시동 장치와 상호 작용하고 노트북 화면에서 무슨 일이 일어나는지 볼 수 있습니다.

그래서 차에 잠금 해제 명령을 보냈지만 DS가 이 안테나에 대해 모르기 때문에 작동하지 않았습니다. 제가 이미 언급했듯이, 이것은 단지 UART일 뿐이며, 이의 특징은 양방향 통신을 지원하는 것입니다. 이를 통해 차량 상태에 대한 정보를 원격으로 받을 수 있습니다. 예를 들어, 엔진이 실제로 시동되거나 멈춘 경우 DS 장치는 해당 메시지를 원격 제어 안테나로 보냅니다. 이 경우, 메시지에는 바로 이 안테나의 주소가 포함됩니다.

문제는 통신이 UART 프로토콜을 통해 이루어지고 UART 버스에 연결된 사람은 누구나 이 메시지가 전송된 주소를 볼 수 있다는 것입니다. 따라서 제 펌웨어에는 기존 안테나의 주소를 복제하는 옵션이 있어서 적절한 명령을 사용하여 이를 수행합니다.

메시지를 생성하려면 자동차 문을 열면 됩니다. 보시다시피 DS는 문이 열렸다는 메시지를 안테나로 보내고 경보가 즉시 작동합니다.

알람을 해제하려면 "잠금 해제" 명령을 보내면 알람 소리가 꺼지고 차량 잠금이 해제됩니다. 이 영상은 소리와 함께 재생하는 데 실패했기 때문에 제 말을 꼭 믿으셔야 합니다. 영상을 다시 재생해 보세요.

음, 소리가 납니다(번역자 주: 동일한 영상이 화면에서 소리와 함께 재생됩니다). 그러니까, 당신은 내가 DS 명령을 보내고 열쇠 없이 경보를 켜는 걸 봤죠. 이제 같은 방식으로 자동차를 시동해 보겠습니다. 자세한 내용은 다음 영상을 시청하세요.

일반적으로 "시작" 명령어만 입력하고 엔진을 시작하려고 하면 작동하지 않습니다. 그 이유는 이 차량이 수동 변속 차량이고 ​​원격 시동 시스템에는 이런 차량에 대한 특별한 절차가 있기 때문입니다. 이 경우에는 열쇠가 점화 장치에 꽂혀 있고 엔진이 작동하는 동안 원격 시동 버튼을 눌러야 합니다. 그런 다음 열쇠를 빼고 차량에서 나와 문을 닫으면 DS가 엔진을 끄고 문을 잠급니다. 이는 운전 중 원격 엔진 시동에 차량이 반응하는 것을 방지하기 위한 조치입니다. 원격 시동은 위험할 수 있기 때문입니다. 하지만 이것은 완전한 보안 기능은 아닙니다. EVO 원격 시동 장치를 살펴보면 이를 증명하기가 꽤 쉽습니다. 루프에 이 노란색 전선이 보이는데, 이 전선은 수동 변속기와 함께 작동하도록 설계되었습니다. 이 블록을 잘라내면 자동변속기가 달린 자동차에 사용할 수 있습니다. 이러한 장치 설계 덕분에 다양한 유형의 변속기가 장착된 차량에 DS를 설치할 때 특별한 설정을 사용하지 않아도 됩니다.

그래서 시스템이 "시작" 명령에 응답하지 않았으므로 이 장치를 다시 제자리에 놓고 이 전선을 잘라서 연결을 끊을 것입니다. 이제 "시동" 명령을 반복하면 소리 신호가 울리고 자동차의 시스템 상태 표시등이 계기판에 켜집니다. 이는 열쇠를 잠금장치에 꽂았을 때와 같습니다.

이 시점에서 우리는 열쇠 없이도 원격으로 시동을 걸 수 있는 차를 가지고 있지만 DS 모듈은 우리에게 필요한 전부가 아닙니다. 일반적인 상황에서는 원격으로 시동을 건 차를 운전해 나갈 수는 없겠지만, 그래도 한번 시도해 봅시다.

핸들 잠금 기능을 해제하려면 트랜스폰더가 없는 일반 키를 점화 스위치에 꽂아야 합니다. 보시다시피, 엔진을 시동하기 전에 열쇠를 위치로 돌리기만 하면 되고, 스바루 임프레자의 스티어링 휠은 완전히 자유롭게 회전하기 시작합니다.

하지만 열쇠가 ​​없으면 브레이크 페달을 밟으면 차가 멈춥니다. 이런 제한을 극복하는 것은 매우 쉽습니다. 자동차가 원격 시동 장치에 브레이크가 눌렸다는 것을 어떻게 알리는지 알아내야 합니다. EVO 모듈 하우징 뒷면에는 여러 가지 색상의 포트가 있습니다. 여기에 CAN 버스 케이블을 연결합니다. 자동차를 원격으로 시동한 후 DS 장치에서 이 케이블을 뽑기만 하면 브레이크 페달을 밟아도 반응하지 않습니다. 이 장치는 스티어링 칼럼 커버 아래에 있으므로 노트북을 통해 "시동" 명령을 내리면 차가 시동되고 문을 열고 차에서 내려 EVO 장치에서 CAN 버스 커넥터를 제거합니다. 보시다시피 자동차 엔진은 돌아가고 있지만 아직 열쇠가 꽂혀 있지 않습니다.

이제 브레이크 페달을 밟더라도 EVO는 페달이 밟혔다는 것을 모르기 때문에 아무 일도 일어나지 않습니다. 그 후에는 운전대를 잡고 브레이크를 밟고 기어 스틱을 '주행' 위치로 옮기면 차가 움직일 겁니다. 이 모든 일은 열쇠 없이도 이루어집니다.

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컨퍼런스 데프콘 27. 당신의 차는 나의 차입니다. 2 부

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출처 : habr.com