隨著智能家居等物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)逐步普及，更多的傳統(tǒng)設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)化呈現(xiàn)急劇增長(zhǎng)趨勢(shì)，智能鎖就是一個(gè)很好的例子，智能鎖鎖可以提供一些典型的功能比如：遠(yuǎn)程解鎖，智能手機(jī)集成，高級(jí)身份驗(yàn)證方法等。但作為一個(gè)個(gè)人安防設(shè)備，安全是消費(fèi)者最為關(guān)注的問(wèn)題，現(xiàn)在我們就來(lái)看看一個(gè)優(yōu)秀智能鎖開(kāi)發(fā)者如何來(lái)從開(kāi)發(fā)角度來(lái)提高安全性。

最近安全實(shí)驗(yàn)室RISCURE在一些智能鎖設(shè)備中設(shè)備中分析了內(nèi)部，反向設(shè)計(jì)了固件和相應(yīng)的智能手機(jī)應(yīng)用程序，并嘗試了幾次攻擊，看看鎖是否可能受到損害?？偨Y(jié)如下：

(1)可以使用外部設(shè)備上的物理攻擊打開(kāi)第一個(gè)鎖，通過(guò)一些練習(xí)，這個(gè)鎖可以在幾分鐘內(nèi)被打開(kāi)。

(2)可以對(duì)無(wú)線通信協(xié)議使用加密攻擊來(lái)打開(kāi)第二個(gè)鎖，使得門在一小時(shí)內(nèi)被遠(yuǎn)程打開(kāi)而不用鎖或門使用物理的方式。

(3)第三把鎖被充分保護(hù)，以抵御測(cè)試者的攻擊。但是也發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)上的副作用：鎖容易受到拒絕服務(wù)的攻擊，阻止合法用戶解鎖。。

這些研究結(jié)果表明，智能鎖可以帶來(lái)新的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該更強(qiáng)調(diào)智能鎖在發(fā)展過(guò)程中的安全。根據(jù)分析，結(jié)合在評(píng)估安全嵌入式設(shè)備方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，這里總結(jié)了以下，對(duì)智能鎖開(kāi)發(fā)人員提供了13條建議。

1:正確使用密碼學(xué)

許多智能鎖依賴于加密算法來(lái)驗(yàn)證用戶并保持身份驗(yàn)證標(biāo)記保密。雖然一般來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)的加密算法是被認(rèn)為非常安全，它們的實(shí)施和組合方式通常決定了實(shí)際情況安全級(jí)別。

避免使用專有的加密協(xié)議

密碼專家對(duì)標(biāo)準(zhǔn)加密算法和協(xié)議進(jìn)行了廣泛的審查和研究。這些標(biāo)準(zhǔn)的算法安全性已經(jīng)非常成熟且經(jīng)過(guò)大量驗(yàn)證，但是一些開(kāi)發(fā)人員卻通過(guò)構(gòu)建新的加密算法或以不設(shè)計(jì)使用的方式組合現(xiàn)有加密算法。但效果往往適得其反，但在許多情況下，由于算法的不成熟，設(shè)備往往更容易受到攻擊。

使用高強(qiáng)度的隨機(jī)數(shù)生成器

對(duì)于安全通信，身份驗(yàn)證和設(shè)備密鑰生成，使用高熵隨機(jī)數(shù)至關(guān)重要。確保用于加密目的的隨機(jī)數(shù)是從高質(zhì)量的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器獲得的，也就是要做到真隨機(jī)性。比如時(shí)間或者其他可預(yù)測(cè)的值作為種子的偽隨機(jī)數(shù)是很容易被黑的。

不要在所有設(shè)備上存儲(chǔ)相同的秘密

如果在其他設(shè)備中也發(fā)現(xiàn)了涉及預(yù)共享密鑰的鎖密碼，主要風(fēng)險(xiǎn)是它很容易受到攻擊而且不需要攻擊者在現(xiàn)場(chǎng)，一般采用一鎖一密的方式是最佳的。

不要使用弱密鑰生成或派生

如果根據(jù)攻擊者已知的可預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)或生成密鑰，那么攻擊者可以直接確認(rèn)密鑰。

安全地存放和運(yùn)輸鑰匙

許多開(kāi)發(fā)人員聲稱具備強(qiáng)大的加密技術(shù)，但重要的是確保保存在硬件中的密鑰不能輕易被讀取，也要確保無(wú)線通信信道或云端系統(tǒng)中的漏洞不被旁路攻擊或者竊聽(tīng)。

2:關(guān)閉測(cè)試和調(diào)試功能

在開(kāi)發(fā)嵌入式設(shè)備時(shí)，開(kāi)發(fā)人員通常使用調(diào)試接口，測(cè)試功能或“后門”來(lái)支持他們的開(kāi)發(fā)過(guò)程。在構(gòu)建生產(chǎn)版本時(shí)，盡可能地關(guān)閉這些調(diào)試機(jī)制，因?yàn)樗鼈儗?duì)于想攻擊該設(shè)備的人來(lái)說(shuō)也非常有用。，測(cè)試者已經(jīng)在智能鎖上使用這些接口來(lái)獲取內(nèi)部存儲(chǔ)器的固件和運(yùn)行時(shí)間。這顯著減少了反向工程和理解固件所需的時(shí)間。

在某些情況下，開(kāi)發(fā)人員選擇使邏輯上無(wú)法訪問(wèn)測(cè)試功能。但是，我們建議從代碼庫(kù)中完全刪除此功能的執(zhí)行，因?yàn)橐恍┻壿嫻艨梢灾匦聠⒂脺y(cè)試功能。此外，保持測(cè)試功能通常會(huì)導(dǎo)致調(diào)試字符串仍然包含在固件中并被引用。這會(huì)導(dǎo)致固件上的逆向工程的可能性。

3:安全更新機(jī)制

與任何其他軟件產(chǎn)品一樣，智能鎖上運(yùn)行的固件可能包含錯(cuò)誤和漏洞。嵌入式設(shè)備通常支持固件升級(jí)，通常使用從網(wǎng)上下載的映像。安全地實(shí)施此更新機(jī)制非常重要。我們推薦：

(1)·正確驗(yàn)證更新映像。例如，通過(guò)在對(duì)新固件編程之前驗(yàn)證加密簽名?！?/p>

(2)防止固件降級(jí)，因?yàn)檫@會(huì)帶來(lái)重新引入漏洞的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)確保未經(jīng)所有者同意，無(wú)法從外部調(diào)用軟件更新機(jī)制。

除了真實(shí)性之外，還應(yīng)考慮固件的機(jī)密性。輕松訪問(wèn)固件，例如，當(dāng)它可以從互聯(lián)網(wǎng)上下載時(shí)，簡(jiǎn)化了反向工程過(guò)程。

4:防止外部設(shè)備的影響

不要信任來(lái)自在惡劣環(huán)境中運(yùn)行的設(shè)備或接口的命令。這包括通過(guò)無(wú)線通信信道發(fā)送的命令以及外部設(shè)備比如安裝在門外的按鍵所發(fā)送的命令。由于攻擊者已經(jīng)（或通過(guò)一些努力可以獲得）控制這些外部設(shè)備，命令可以很容易地監(jiān)控，復(fù)制或修改。

如果外部鍵盤對(duì)用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，則此外部按鍵應(yīng)僅發(fā)送認(rèn)證數(shù)據(jù)到內(nèi)部單元，或者它應(yīng)該執(zhí)行到內(nèi)部單元的安全通道并實(shí)施防篡改。無(wú)論如何，請(qǐng)確保他人難以添加竊聽(tīng)裝備到外部設(shè)備。

5:實(shí)施緩和中繼攻擊

假設(shè)智能鎖在其密鑰（例如，移動(dòng)電話）非常接近時(shí)自動(dòng)打開(kāi)。在這種情況下，攻擊者可以使用另一個(gè)通信通頻道來(lái)縮短智能鎖和所有者智能手機(jī)之間的距離并打開(kāi)鎖。這種中繼攻擊可以看作是一種中間人攻擊，其中通信沒(méi)有被修改。我們建議實(shí)施針對(duì)此類攻擊的緩解措施; 例如，通過(guò)要求所有者的故意行動(dòng)（例如，按下按鈕以打開(kāi)門）或?qū)νㄐ偶訌?qiáng)嚴(yán)格的時(shí)間要求。

6:使用安全編碼實(shí)踐

許多軟件漏洞都是由不安全的編碼實(shí)踐引起的，例如數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的內(nèi)存副本來(lái)自不受信任來(lái)源。這可能導(dǎo)致緩沖區(qū)溢出，從而成功利用智能鎖。我們建議實(shí)施安全編碼實(shí)踐，例如正確的輸入驗(yàn)證，安全的默認(rèn)返回值和深度防御（即實(shí)現(xiàn)多層安全機(jī)制）。

7:防止異常活動(dòng)

在被分析的智能鎖上，我們進(jìn)行了多次攻擊，包括成功和不成功，這將被智能鎖內(nèi)的軟件所識(shí)別如果它可以監(jiān)視異常活動(dòng)的話，通常，暴力攻擊（例如，暴力輸入PIN）或加密攻擊需要對(duì)智能鎖發(fā)送大量的請(qǐng)求以實(shí)現(xiàn)破解的目標(biāo)。

我們建議監(jiān)控通信異?；顒?dòng)并采取適當(dāng)措施。例如，限制對(duì)智能鎖的請(qǐng)求數(shù)并通知所有者。請(qǐng)注意實(shí)施這些應(yīng)對(duì)措施不得導(dǎo)致拒絕服務(wù)（DOS）攻擊的可能性。例如，在十次嘗試失敗后仍保持門關(guān)閉也會(huì)阻止智能鎖的合法用戶進(jìn)門。

8:實(shí)施適當(dāng)?shù)某蜂N支持

在某些情況下，打開(kāi)智能鎖的密鑰可能會(huì)受到損害或丟失，例如當(dāng)帶有智能鎖密鑰的智能手機(jī)被盜時(shí)。另一個(gè)例子是攻擊者試圖出售使用過(guò)的鎖，同時(shí)仍然持有有效的解鎖標(biāo)記。為了防止未經(jīng)身份驗(yàn)證的訪問(wèn)，智能鎖的開(kāi)發(fā)人員應(yīng)該提供撤銷可能受到攻擊的密鑰的功能。我們建議確保撤銷機(jī)制不僅依賴于密鑰設(shè)備來(lái)刪除標(biāo)記，而且還主動(dòng)對(duì)鎖進(jìn)行干涉來(lái) 確保以前有效的密鑰被刪除或被列入黑名單。

9:防止物理攻擊

當(dāng)智能鎖還包括外部單元在惡劣環(huán)境中操作時(shí)，必須考慮對(duì)該外部單元的半侵入性和侵入性攻擊。特別是如果外部單元發(fā)送對(duì)內(nèi)部單元的“機(jī)密”消息，可以將外部單元物理地改變?yōu)槌掷m(xù)發(fā)送“機(jī)密”消息。在沒(méi)有其他漏洞的情況下，攻擊者可能會(huì)嘗試執(zhí)行更高級(jí)的攻擊例如故障注入或側(cè)通道分析。

故障注入攻擊旨在通過(guò)引入環(huán)境異常來(lái)干擾目標(biāo)的正常操作，如電壓尖峰或電磁脈沖。干擾可能導(dǎo)致目標(biāo)跳過(guò)執(zhí)行某些代碼，或執(zhí)行完全不同的代碼 - 從而達(dá)到繞過(guò)身份驗(yàn)證的最終目標(biāo)。這些攻擊特別適合帶外部單元的鎖，攻擊者通常可以控制電源。

側(cè)信道攻擊使用來(lái)自電子電路的泄漏來(lái)恢復(fù)秘密信息。例如，攻擊者可能能夠測(cè)量芯片的功耗或電磁輻射來(lái)恢復(fù)加密算法中使用的密鑰，利用執(zhí)行的漏洞而不是算法本身的弱點(diǎn)。

甚至內(nèi)部單元也可能被側(cè)通道分析或故障注入所攻擊。有一個(gè)最近的例子表明，長(zhǎng)距離邊通道可能攻擊到混合信號(hào)芯片所發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)。像這樣的芯片通常在智能鎖中找到。因此，我們建議，組件在惡劣環(huán)境中運(yùn)行時(shí)受到故障注入和側(cè)通道分析攻擊時(shí)，應(yīng)采取應(yīng)對(duì)措施。

10:拒絕服務(wù)攻擊

與網(wǎng)上的服務(wù)器類似，智能鎖可能會(huì)在使用拒絕服務(wù)（DoS）攻擊的時(shí)候遭受攻擊，攻擊者試圖阻止合法請(qǐng)求來(lái)打開(kāi)門。攻擊者的目標(biāo)可能是為了破壞某個(gè)品牌的聲譽(yù)。攻擊可能是由以下原因引起的：導(dǎo)致某種內(nèi)存損壞的無(wú)效命令。故意保持連接打開(kāi)（例如，藍(lán)牙或Wi-Fi）。中止（惡意）固件升級(jí)嘗試。我們建議考慮這些類型的攻擊，并確保任何外部請(qǐng)求經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)尿?yàn)證和處理。

11:對(duì)于“鑰匙”的攻擊

對(duì)于智能鎖，傳統(tǒng)密鑰由數(shù)字版本取代。這可能是按鍵，智能卡，RFID標(biāo)簽或智能手機(jī)。特別是當(dāng)密鑰在智能設(shè)備上使用時(shí)，例如智能手機(jī)，必須考慮此設(shè)備的攻擊。第三方應(yīng)用程序可能會(huì)嘗試訪問(wèn)身份驗(yàn)證令牌或鑰匙打開(kāi)門。此外，攻擊者可能會(huì)創(chuàng)建一個(gè)請(qǐng)求身份驗(yàn)證令牌的假鎖。智能手機(jī)可能會(huì)認(rèn)為鎖是一個(gè)合法的，并泄露秘密信息。

我們建議在鎖和密鑰之間實(shí)現(xiàn)相互身份驗(yàn)證（雙向認(rèn)證）。

12:保障后端系統(tǒng)

許多智能鎖使用在云端運(yùn)行的后端系統(tǒng)來(lái)保持客戶端更新和管理密鑰或令牌。因此，后端系統(tǒng)的安全性就像鎖本身安全一樣重要。對(duì)后端系統(tǒng)的攻擊甚至可以更好地?cái)U(kuò)展，并允許攻擊者獲得對(duì)大量鎖的控制。對(duì)保護(hù)后端系統(tǒng)的不同方法的詳細(xì)分析超出了本文的目的。我們建議考慮適當(dāng)?shù)陌踩珯C(jī)制。這意味著在很大程度上取決于系統(tǒng)的架構(gòu)。

13:這不僅僅是打開(kāi)門

智能鎖不僅應(yīng)該保護(hù)門?？紤]用戶的隱私也很重要。作為一個(gè)例如，竊賊使用郵件堆積作為居民休假的指標(biāo)。在一個(gè)鎖中我們已經(jīng)確定了可能通過(guò)展示等效數(shù)字來(lái)發(fā)現(xiàn)最后一次使用鎖是什么時(shí)候。這項(xiàng)檢查可以快速執(zhí)行，一個(gè)竊賊可以開(kāi)車和周圍掃描智能鎖幾天，并同時(shí)建立一個(gè)所有房屋的哪些鎖一直沒(méi)被使用的示意圖。由于此信息對(duì)于鎖的所有者不可見(jiàn)，因此他們不知道并且不會(huì)采取任何對(duì)策。