Seguridad en comunicaciones móviles
Anuncio
www.layakk.com @layakk XI CICLO DE CONFERENCIAS UPM TASSI – AÑO 2015 Seguridad en comunicaciones móviles Un repaso a los ataques conocidos José Picó García David Pérez conde © 2015 Layakk. Todos los derechos reservados. En películas y series… 00:37 © 2015 Layakk 2 En películas y series… © 2015 Layakk 3 Objetivos Resumir el estado de la seguridad en comunicaciones móviles Enumerar y explicar brevemente las vulnerabilidades conocidas Ilustrar lo anterior con algunos ejemplos prácticos (formato video) © 2015 Layakk 4 Tecnología actual VOZ 2G DATOS 3G VOZ y DATOS 4G VOZ y DATOS © 2015 Layakk 5 Terminología Término Descripción SIM Tarjeta inteligente que contiene el IMSI y la Ki del usuario IMSI Identificador del usuario IMEI Identificador del terminal (teléfono / modem) Ki Clave precompartida entre la tarjeta SIM y el operador Kc Clave de sesión (generada dinámicamente en cada sesión) BTS/nodeB/ e-nodeB Estación base. Llamada coloquialmente: “antena del operador” SGSN, GGSN Nodos de la red del operador que cursan el tráfico IP PLMN © 2015 Layakk Red de un operador (Public Land Mobile Network) 6 Arquitectura de red Um D Gr A Gs Red de Datos Gf Gi Otra PLMN Abis Gb AGPRS © 2015 Layakk Gn Gp 7 Interceptación de comunicaciones Cifrado de las comunicaciones GSM GSM cifra, a partir de un momento en la comunicación, la voz y los datos de señalización. Normalmente el cifrado se realiza con el algoritmo A5/1 El algoritmo A5/1 es un algoritmo que genera un bitstream por cada unidad de transmisión (ráfaga). El bitstream se combina (XOR) con la ráfaga a transmitir La generación del bitstream depende de una clave de sesión y del número de trama TDMA. © 2015 Layakk 9 Ataques contra A5/1: A5 Security Project Ráfaga Cifrada Interceptada Ráfaga Conocida Salida Generador Bloques 114-63=51 candidatos a ser buscados 64 bits COUNT Otra Ráfaga Cifrada Interceptada A5/1 © 2015 Layakk 10 ¿Capturar tráfico GSM es difícil? “… the GSM call has to be identified and recorded from the radio interface. […] we strongly suspect the team developing the intercept approach has underestimated its practical complexity. A hacker would need a radio receiver system and the signal processing software necessary to process the raw radio data.” GSMA, Aug.‘09 © 2015 Layakk 11 Sistema de captura de voz: 20€ 10€ 10€ OSMOCOM OSMOCOM Kc KRAKEN Captura ciertos mensajes cifrados pero predecibles © 2015 Layakk 27C3 (Dic.2010) Nohl, Munaut Security Research Labs Escucha y descifra la conversación 12 ¡Suplantación de usuarios! 02:51 © 2015 Layakk 13 13 Cifrado en GPRS El cifrado se realiza entre el SGSN y la MS Algoritmos obligatoriamente soportados por una MS GPRS: GEA0 = NO cifrado GEA1 = Roto mediante algebraic attacks(*) GEA2 ? GEA3 ? Utilizados comúnmente (*)http://events.ccc.de/camp/2011/Fahrplan/attachments /1868_110810.SRLabs-Camp-GRPS_Intercept.pdf © 2015 Layakk 14 Captura de comunicaciones GPRS Confidencialidad de GPRS: en la práctica osmocommBB (layer1 + gprsdecode) 02:00 Ref.: https://http://bb.osmocom.org/ © 2015 Layakk . 15 Cifrado en UMTS (3G) Algoritmos obligatoriamente soportados por una MS UMTS: UEA0 = NO cifrado UEA1 = KASUMI El mismo que se usa en A5/3 Probablemente roto por la NSA para claves de 64 bits. UEA2 = SNOW-3G Ref.: http://events.ccc.de/congress/2014/Fahrplan/system/attachments/2493/original/Mobile_Self_Defens e-Karsten_Nohl-31C3-v1.pd © 2015 Layakk 16 Escucha de UMTS La escucha de UMTS mediante un ataque híbrido radioSS7 es posible también, al igual que en GSM Se necesita un equipo adicional HW/SW para la escucha, demodulación y decodificación de la señal 3G, lo cual ya está resuelto. Ref.: http://events.ccc.de/congress/2014/Fahrplan/system/attachments/2493/original/Mob ile_Self_Defense-Karsten_Nohl-31C3-v1.pd © 2015 Layakk 17 Cifrado en LTE (4G) Algoritmos obligatoriamente soportados por una MS LTE: EEA0 = NO cifrado 128-EEA1 = SNOW-3G 128-EEA2 = AES 128-EEA3 = ZUC (soporte de momento opcional) EA2 Ref: http://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/133400_133499/13340 1/12.14.00_60/ts_133401v121400p.pdf © 2015 Layakk 18 Escucha de LTE El ataque de escucha mediante radioDiameter (equivalente a SS7) parece viable debido a que: La tarea de construir un sistema de bajo coste para escuchar el tráfico LTE es totalmente abordable La definición del equivalente de SS7 en LTE (Diameter) ha arrastrado muchas de las vulnerabilidades existentes en SS7 Ref.: http://media.ccc.de/browse/congress/2014/31c3_-_6531_-_en_-_saal_6__201412272300__ss7map_mapping_vulnerability_of_the_international_mobile_roaming_infrastructure__laurent_ghigonis_-_alexandre_de_oliveira.html#video&t=2 © 2015 Layakk 19 Interceptación de comunicaciones mediante estación base falsa © 2015 Layakk 20 Location Update Procedure MS 1 PLMN INICIO DEL PROCEDIMIENTO LOCATION UPDATING REQUEST 2 (Classmark Interrogation Procedure) 3 (Identification Procedure) 4 (Authentication Procedure) 5 (Start Ciphering Procedure) LOCATION UPDATING ACCEPT © 2015 Layakk 6 21 Interceptación de tráfico GSM con estación base falsa El atacante se convierte en el operador El ataque puede realizarse selectivamente CIFRADO: A5/0 (nulo) 010011101011001110011011000 © 2015 Layakk 22 Laboratorio GSM CAJA DE FARADAY PC USRP © 2015 Layakk 23 Interceptación de llamada mediante estación base falsa 02:52 © 2015 Layakk 24 Interceptación de comunicaciones GPRS/EDGE con estación base falsa http://www.layakk.com/docs/RootedCon2011-AtaquePracticoGPRS.pdf © 2015 Layakk 25 Interceptación de tráfico GPRS/EDGE mediante estación base falsa 02:02 © 2015 Layakk 26 Manipulación de comunicaciones Manipulación de tráfico GSM con estación base falsa El atacante se convierte en el operador El ataque puede realizarse selectivamente CIFRADO: A5/0 (nulo) 010011101011001110011011000 © 2015 Layakk 28 Manipulación de tráfico GSM con estación base falsa 00:56 00:50 Móvil registrándose en la estación base falsa 00:47 Suplantación de origen de llamada Redirección de destino de llamada 00:41 Interceptación de SMS © 2015 Layakk 29 SS7 Redirección Métodos de redirección SS7 Un atacante con acceso a la red SS7 puede potencialmente (si la red no filtra ese tipo de tráfico), redirigir llamadas a su antojo Para ello puedo utilizar 2 métodos: Utilizar el protocolo CAMEL Utilizar el mensaje updateLocation para indicar al HLR de la víctima que está en roaming en su red (falsa) © 2015 Layakk 30 Manipulación de comunicaciones GPRS/EDGE con estación base falsa http://www.layakk.com/docs/RootedCon2011-AtaquePracticoGPRS.pdf © 2015 Layakk 31 Manipulación de comunicaciones GPRS/EDGE con estación base falsa Phising http Phising https Toma de control de un PC Jailbreakme 3.0 silencioso Router GPRS Otros dispositivos © 2015 Layakk 32 Identificación de usuarios Identidad del usuario y del terminal En el Identification Procedure, la estación base puede preguntar al móvil su IMSI y su IMEI, y el móvil está obligado a responder © 2015 Layakk 34 IMSI CATCHER: 2G, 3G, 4G © 2015 Layakk 35 Geolocalización Métodos de geolocalización Servicios de localización GSM – LCS: basados en la red basados en el móvil asistidos Software por el móvil de localización instalado en el móvil © 2015 Layakk 37 Pero… ¿Y si el móvil “no quiere” ser localizado? © 2015 Layakk 38 Decidimos construir un sistema de geolocalización © 2015 Layakk 39 Consola gráfica del sistema de localización 01:00 © 2015 Layakk 40 40 ¿Geolocalización en 3G y 4G? Creemos que se podría hacer de forma muy similar No se podría completar el registro, pero el diálogo previo quizás se pueda alargar lo suficiente © 2015 Layakk 41 Geolocalización mediante SS7 2 posibles métodos Un atacante con acceso a la red SS7 puede potencialmente (si la red no filtra adecuadamente ese tipo de tráfico), interrogar al MSC que está dando servicio al MS víctima acerca de la posición de éste con el mensaje ProvideSubscriberLocation (sin autenticación) Adicionalmente, puede obtenerse el identificador (y por tanto la ubicación) de la celda que está dando servicio al usuario víctima, lo que da una ubicación aproximada de la ubicación del usuario © 2015 Layakk 42 Denegación de servicio Jamming clásico (generación de interferencias) © 2015 Layakk 44 Jamming clásico contra 2G 01:25 © 2015 Layakk 45 Jamming clásico contra 3G 01:48 © 2015 Layakk 46 Jamming inteligente Ejemplo: ocultación de celdas 2G 01:25 © 2015 Layakk 47 Una denegación de servicio diferente… 00:29 . © 2015 Layakk 48 Comparativa de técnicas para llevar a cabo una denegación de servicio GSM Ataque Masivo Ataque Selectivo Ataque Persistente Transparente al usuario Inhibidor de frecuencia Agotamiento de canales de radio en la BTS Redirección mediante estación base falsa Técnica LUPRCC © 2015 Layakk 49 Location Update Procedure MS 1 PLMN INICIO DEL PROCEDIMIENTO LOCATION UPDATING REQUEST 2 (Classmark Interrogation Procedure) 3 (Identification Procedure) 4 (Authentication Procedure) 5 (Start Ciphering Procedure) LOCATION UPDATING ACCEPT / REJECT 6 Reject Cause Code © 2015 Layakk 50 Location Update Procedure Reject Cause Codes Dec 02 03 06 11 12 13 15 OTHER . © 2015 Layakk Hex 0x02 0x03 0x06 0x0B 0x0C 0x0D 0x0F OTHER Descripción IMSI unknown in HLR Illegal MS Illegal ME PLMN not allowed Location Area not allowed Roaming not allowed in this location area No Suitable Cells In Location Area OTHER 51 Comportamiento descrito por la norma ante LU Reject Cause Code: 0x0B (PLMN not allowed) 3GPP TS 24.008 - 4.4.4.7 "The mobile station shall delete any LAI, TMSI and ciphering key sequence number stored in the SIM/USIM, reset the attempt counter, and set the update status to ROAMING NOT ALLOWED (and store it in the SIM/USIM according to subclause 4.1.2.2). The mobile station shall store the PLMN identity in the ‘forbidden PLMN list’.The MS shall perform a PLMN selection when back to the MM IDLE state according to 3GPP TS 23.122. An MS in GAN mode shall request a PLMN list in GAN (see 3GPP TS 44.318) prior to performing a PLMN selection from this list according to 3GPP TS 23.122." . © 2015 Layakk 52 Pruebas de comportamiento ante LU Reject Cause Code: 0x0B (PLMN not allowed) Intentos de conexión del móvil en el tiempo desde el primer rechazo . © 2015 Layakk 53 Comportamiento descrito por la norma ante LU Reject Cause Code: 0x02 (IMSI unknown in HLR) Cause Code: 0x03 (Illegal MS) Cause Code: 0x05 (Illegal ME) 3GPP TS 24.008 - 4.4.4.7 "The mobile station shall set the update status to ROAMING NOT ALLOWED (and store it in the SIM/USIM according to subclause 4.1.2.2), and delete any TMSI, stored LAI and ciphering key sequence number and shall consider the SIM/USIM as invalid for non-GPRS services until switch-off or the SIM/USIM is removed.” . © 2015 Layakk 54 Pruebas de comportamiento ante LUReject Terminales probados en el laboratorio 0x02 IMSI unknown in HLR 0x03 Illegal MS 0x06 Illegal ME Nokia 6210 (Simyo) © 2015 Layakk 55 Pruebas de comportamiento ante LUReject Terminales probados en el laboratorio 0x02 IMSI unknown in HLR 0x03 Illegal MS 0x06 Illegal ME Nokia 3210 (Simyo) © 2015 Layakk 56 Pruebas de comportamiento ante LUReject Terminales probados en el laboratorio 0x02 IMSI unknown in HLR 0x03 Illegal MS 0x06 Illegal ME Nokia N97(Movistar) © 2015 Layakk 57 Pruebas de comportamiento ante LUReject Terminales probados en el laboratorio 0x02 IMSI unknown in HLR 0x03 Illegal MS 0x06 Illegal ME Sony-Ericsson T290i (Movistar) © 2015 Layakk 58 Pruebas de comportamiento ante LUReject Terminales probados en el laboratorio 0x02 IMSI unknown in HLR 0x03 Illegal MS 0x06 Illegal ME Siemens A55 (Simyo) © 2015 Layakk 59 Pruebas de comportamiento ante LUReject Terminales probados en el laboratorio 0x02 IMSI unknown in HLR 0x03 Illegal MS 0x06 Illegal ME Motorola C123 (Simyo) © 2015 Layakk 60 Pruebas de comportamiento ante LUReject Terminales probados en el laboratorio 0x02 IMSI unknown in HLR 0x03 Illegal MS 0x06 Illegal ME iPhone (Movistar) © 2015 Layakk 61 Escenario de aplicación . © 2015 Layakk 62 LURCC en 3g y 4g En teoría, el ataque LURCC es posible también en 3G y probablemente también en 4G Que sepamos, la prueba práctica no ha sido realizada © 2015 Layakk 63 Otros ataques Ataques mediante mensajes Ataques WAP-Push Se envía contenido malicioso (por ejemplo de configuración del terminal) mediante un mensaje del tipo WAP-Push El contenido es aceptado bien sea por un error del usuario o porque el terminal está incorrectamente configurado y acepta el contenido sin la intervención del destinatario. Ataques MMS Los más comunes son aquellos que envían un link a contenido malicioso destinado a explotar alguna vulnerabilidad del software del terminal Ataques mediante SMS en modo PDU © 2015 Layakk Se envía un SMS con contenido destinado a la SIM que consigue saltarse los controles de seguridad de la misma e instalar ese contenido. 65 Atacando la SIM para obtener Ki Ataque OTA (Over-the-air) Ref.: https://www.blackhat.com/us-13/archives.html#Nohl © 2015 Layakk 66 Atacando la SIM para obtener Ki Ataque OTA (Over-the-air) Ref.: https://www.blackhat.com/us-13/archives.html#Nohl © 2015 Layakk 67 Atacando la SIM para obtener Ki Ataque OTA (Over-the-air) Ref.: https://www.blackhat.com/us-13/archives.html#Nohl © 2015 Layakk 68 Atacando la SIM para obtener Ki Ataque OTA (Over-the-air) Ref.: https://www.blackhat.com/us-13/archives.html#Nohl © 2015 Layakk 69 Atacando la SIM para obtener Ki Ataque OTA (Over-the-air):Impacto FUNCIONES ESTANDAR DEL STK FUNCIONES ACCESIBLES SI SE VULNERA LA PROTECCIÓN DE LA SAND BOX DE JAVA Envío de SMS Acceso a Ki Realizar llamadas Acceso al resto de claves OTA Teclear tonos DTMF Acceso a los procesos de Java Enviar códigos USSD Escritura en Flash o EEPROM Interrogar al terminal por su localización Abrir contenido en un navegador Ref.: https://www.blackhat.com/us-13/archives.html#Nohl © 2014 Layakk 70 Ataque mediante femtocelda manipulada BH US 2011 - Borgaonkar, Golde, Redon Jul’11 – The Hacker’s Choice – Vodafone http://wiki.thc.org/vodafone © 2015 Layakk 71 Ataques contra la banda base © 2015 Layakk 72 Ataques a la banda base CPU de banda base Ejemplo de exploit: ATS0=1 Nota: la CPU de BB suele tener acceso a audio y video https://www.usenix.org/conference/woot12/24-baseband-attacks-remoteexploitation-memory-corruptions-cellular-protocol http://www.blackhat.com/html/bh-dc-11/bh-dc-11-archives.html#Weinmann © 2015 Layakk 73 Conclusiones GSM Características de seguridad Autenticación de la red Confidencialidad de la identidad del usuario Confidencialidad en las comunicaciones de señalización y de usuario Autenticación del usuario © 2015 Layakk 75 GPRS/EDGE Autenticación de la red • Tampoco existe Confidencialidad de la identidad del usuario • Idéntico problema a GSM (uso de identificadores temporales –PTMSI- y obligatoriedad de contestar a la red ante la solicitud de IMSI) Confidencialidad de la información de datos y señalización • Comprometida por: • Obligatoriedad de soportar GEA/0 • Criptoanálisis del algoritmo GEA/1 Autenticación del usuario • Comprometida por la posibilidad de obtener GPRS Kc © 2015 Layakk . 76 UMTS Características principales de seguridad Autenticación bidireccional Confidencialidad de las comunicaciones Integridad de las comunicaciones Confidencialidad de la identidad del usuario © 2015 Layakk 77 LTE Notas sobre la seguridad LTE Características mejoradas en el nivel RRC y NAS: Mejor protección de los datos de identificación del usuario IMEI no se transmite sin protección de integridad Protección de datos de señalización útiles para geolocalización se transmiten cifrados Mejor protección de integridad Protección de integridad del protocolo RRC Protección de integridad con validez de contexto de seguridad EPS Soporte a cifrado (opcional) en señalización NAS y RRC Vulnerabilidades heredadas: El protocolo Diameter hereda muchas de las vulnerabilidades descubiertas en los protocolos SS7 Nuevas potenciales vulnerabilidades: La red core LTE es totalmente IP, lo cual genera nuevas vías potenciales de ataque que tienen que ser estudiadas a fondo. © 2015 Layakk 78 Recomendaciones Contramedidas USUARIOS Proteger nuestras comunicaciones con mecanismos extremo a extremo Prohibir en nuestros terminales el uso de 2G Detectar posibles ataques con estación base falsa: https://opensource.srlabs.de/projects/snoopsnitch Conocer el estado de nuestro operador respecto a la seguridad © 2015 Layakk http://gsmmap.org http://ss7map.p1sec.com/ 80 Contramedidas OPERADORES Desplegar completamente 3G/4G y eliminar la cobertura 2G Realizar algunas tareas de configuración que pueden mitigar algunas de las vulnerabilidades expuestas Acciones de mitigación que hacen más difícil la implementación real de muchos de los ataques sobre el interfaz de radio expuestos Implementar SMS Home Routing Establecer mecanismos adicionales de filtrado de mensajes SS7 © 2015 Layakk 81 Para saber más…. www.layakk.com @layakk XI CICLO DE CONFERENCIAS UPM TASSI – AÑO 2015 Seguridad en comunicaciones móviles Un repaso a los ataques conocidos José Picó García David Pérez conde © 2015 Layakk. Todos los derechos reservados.
