Tesla Free-Fall Attack：特斯拉汽車網(wǎng)絡(luò)安全事件紀要

1. 引言

Tesla Free-Fall Attack 是由騰訊科恩實驗室（Tencent Keen Security Lab）于2016年9月對特斯拉Model S汽車實施的一次遠程攻擊事件，揭示了汽車網(wǎng)絡(luò)安全的嚴重漏洞，并引發(fā)了業(yè)界的廣泛關(guān)注。該事件不僅暴露了特斯拉汽車在信息安全方面的薄弱環(huán)節(jié)，還對汽車行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全管理提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。

2. 攻擊流程

2.1 攻擊切入點

攻擊者首先發(fā)現(xiàn)了特斯拉汽車內(nèi)Wi-Fi SSID“Tesla Service”信息，該密碼被明文存儲在QtCarNetManager中，且默認無法自動連接。然而，研究人員注意到，特斯拉的“Tesla Guest”網(wǎng)絡(luò)是由車身修理廠和超級充電站提供的Wi-Fi熱點，并且信息儲存于多輛車的系統(tǒng)中，目的是讓車輛能夠在未來自動連接到該網(wǎng)絡(luò)。通過偽造一個類似的Wi-Fi熱點，并巧妙地將QtCarBrowser的流量重定向到研究人員控制的域名，成功地實現(xiàn)了遠程攻擊。

此外，攻擊者還在車輛處于蜂窩網(wǎng)絡(luò)模式時，通過構(gòu)建特定的惡意域名，利用釣魚攻擊誘使用戶輸入錯誤的地址，從而遠程觸發(fā)瀏覽器漏洞，為后續(xù)的深度入侵打開了通道。

2.2 系統(tǒng)入侵

成功利用瀏覽器漏洞后，攻擊者進一步突破了防御機制，侵入了特斯拉Model S的多個關(guān)鍵系統(tǒng)。這些系統(tǒng)包括儀表盤控制單元（IC）、中央信息顯示屏（CID）、車載網(wǎng)關(guān)（Gateway）等重要部件，為后續(xù)的深層次攻擊提供了平臺。

2.3 CAN總線操控

攻擊者利用突破的權(quán)限，成功向車載的CAN總線注入惡意消息。CAN總線作為汽車內(nèi)部電子控制單元之間的核心通信網(wǎng)絡(luò)，負責(zé)車輛的加速、制動、轉(zhuǎn)向等關(guān)鍵功能。一旦黑客控制了CAN總線，車輛的安全性將遭遇嚴重威脅，攻擊者能夠隨意操控車輛，導(dǎo)致可能發(fā)生極其危險的交通事故。

3. 影響后果

此次攻擊揭示了黑客可以通過無線網(wǎng)絡(luò)（如Wi-Fi或蜂窩網(wǎng)絡(luò)）遠程侵入特斯拉汽車，并操控其核心系統(tǒng)。該事件不僅是一個技術(shù)漏洞，更直接關(guān)乎到駕駛員和乘客的生命安全。如果攻擊者惡意利用這一漏洞，完全可能引發(fā)嚴重的交通事故，甚至導(dǎo)致傷亡。此次事件為全行業(yè)敲響了警鐘，汽車的網(wǎng)絡(luò)安全防護迫在眉睫。

4. 特斯拉應(yīng)對措施

騰訊科恩實驗室在研究報告中詳細闡述了攻擊的過程，并將其研究成果及時提交給特斯拉。特斯拉在10天內(nèi)通過OTA（空中下載軟件更新）發(fā)布了修復(fù)補丁，并引入了代碼簽名保護機制。通過代碼簽名技術(shù)，特斯拉能夠確保車載軟件的完整性和來源的可靠性，從而有效防止惡意代碼的注入和執(zhí)行，大幅提高了車輛的安全性。

5. 研究意義

這次攻擊事件具有深遠的行業(yè)意義。它不僅揭示了特斯拉汽車在網(wǎng)絡(luò)安全上的嚴重漏洞，還為全球汽車行業(yè)敲響了警鐘。隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的進程不斷加速，網(wǎng)絡(luò)安全已成為汽車制造商亟需重視的核心問題。此次事件表明，汽車廠商必須加大技術(shù)研發(fā)力度，提高車輛系統(tǒng)的安全性和抗攻擊能力，以確保駕駛員和乘客的生命安全，并為汽車行業(yè)的長期發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

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二、安全攻擊事件技術(shù)分析及相應(yīng)檢測與緩解措施

以下是對Tesla Free-Fall Attack中涉及的各個攻擊階段（Attack Stages）的技術(shù)分析（Technique）以及相應(yīng)的檢測與緩解措施（Detection and Mitigation）的詳細描述：

漏洞掃描（Vulnerability Scanning）

• 技術(shù)： 攻擊者可能通過漏洞掃描工具掃描汽車系統(tǒng)中的潛在安全漏洞，這是攻擊的初期準備階段。
• 檢測與緩解： 通過網(wǎng)絡(luò)流量分析工具，檢測是否有異常的掃描行為。加強配置強化措施，例如對系統(tǒng)配置的硬化，關(guān)閉不必要的端口和服務(wù)，減少暴露的攻擊面，降低被掃描的風(fēng)險。

惡意Wi-Fi接入點（Rogue Wi-Fi Access Point）

• 技術(shù)： 攻擊者通過設(shè)置惡意Wi-Fi接入點（如偽造的“Tesla Guest”網(wǎng)絡(luò)），誘使用戶連接，從而獲取車輛的系統(tǒng)訪問權(quán)限。
• 檢測與緩解： 使用網(wǎng)絡(luò)接入點監(jiān)控工具識別惡意Wi-Fi熱點，檢測不明接入點。通過加密和認證加強網(wǎng)絡(luò)安全，避免車輛自動連接到未經(jīng)授權(quán)的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。

緩沖區(qū)溢出 - QtCarBrowser上的代碼注入（Buffer Overflow - Code Injection on QtCarBrowser）

• 技術(shù)： 利用QtCarBrowser中的緩沖區(qū)溢出漏洞（CVE-2011-3928）進行代碼注入，從而獲取更高權(quán)限或執(zhí)行惡意代碼。
• 檢測與緩解： 使用堆棧保護、棧溢出保護技術(shù)，阻止攻擊者通過緩沖區(qū)溢出獲取控制權(quán)限。同時，使用代碼審計和靜態(tài)分析工具檢測潛在的漏洞。

ARM漏洞（ARM Vulnerability on Linux）

• 技術(shù)： 攻擊者通過利用Linux系統(tǒng)中的ARM架構(gòu)漏洞（CVE-2013-6282），使得UID為2222的用戶能夠通過特定系統(tǒng)調(diào)用提升權(quán)限，進而獲得root權(quán)限。
• 檢測與緩解： 通過系統(tǒng)調(diào)用過濾和最小權(quán)限原則來限制非授權(quán)操作，檢測是否存在異常的權(quán)限提升行為，及時更新系統(tǒng)漏洞補丁，修補已知漏洞。

禁用AppArmor（Disables AppArmor: reset_security_ops()）

• 技術(shù)： 攻擊者通過調(diào)用reset_security_ops()函數(shù)禁用AppArmor，從而繞過強制訪問控制機制，提升操作權(quán)限。
• 檢測與緩解： 實施細粒度的訪問控制，確保強制訪問控制機制不被繞過。監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)用，檢測是否存在非法操作或?qū)ppArmor的繞過行為。

ECU刷機前僅驗證文件名（ECU Verifies Only Filename Before Flashing）

• 技術(shù)： 在進行ECU刷機時，僅驗證文件名而忽略對代碼簽名的完整性驗證，使得攻擊者能夠繞過安全機制，植入惡意代碼。
• 檢測與緩解： 強化刷機過程中的安全措施，實施全面的代碼簽名驗證，確保刷入的固件來源可靠且未被篡改。

更新網(wǎng)關(guān)ECU規(guī)則（Update Gateway ECU gtw.hex Rules）

• 技術(shù)： 攻擊者通過修改網(wǎng)關(guān)ECU的gtw.hex規(guī)則，嘗試進行橫向移動，將攻擊擴展到其他ECU。
• 檢測與緩解： 引入嚴格的刷機權(quán)限驗證機制，確保只有經(jīng)過認證的更新才可應(yīng)用。使用加密技術(shù)保護ECU間的通信，防止非法規(guī)則更新。

在CAN總線上操控剎車和轉(zhuǎn)向（Manipulate Brakes and Steering on CAN）

• 技術(shù)： 攻擊者通過向CAN總線發(fā)送惡意消息，操控車輛的剎車和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，威脅駕駛員的安全。
• 檢測與緩解： 實施通信隔離，確保CAN總線和其他控制系統(tǒng)的安全。檢測并阻止異常消息的傳遞，及時識別并響應(yīng)可能的攻擊行為。

Wi-Fi到CAN消息丟失（Free-Fall of Messages from Wi-Fi to CAN）

• 技術(shù)： 惡意攻擊可能導(dǎo)致Wi-Fi到CAN總線的消息丟失，進而影響車輛控制系統(tǒng)，導(dǎo)致車輛失控。
• 檢測與緩解： 引入冗余通信機制，確保消息傳遞的可靠性。加強通信協(xié)議的安全性，監(jiān)控和檢測通信鏈路中的異常流量，確保車輛的安全。

通過對Tesla Free-Fall Attack的技術(shù)分析和防御措施的深入研究，我們能夠更好地理解汽車網(wǎng)絡(luò)安全中的復(fù)雜攻擊手段，以及如何通過科學(xué)的防御機制提升汽車系統(tǒng)的安全性。這一事件為全球汽車制造商提供了寶貴的教訓(xùn)，并推動了汽車行業(yè)在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和防護措施的完善。