самолеты
Исследователи безопасности нашли способ взломать самолет Boeing 737 с помощью небольшого устройства размером с монету. Это один из самых широко распространенных самолетов в мире. Поэтому почти наверняка любой читатель этой статьи летал на нем хотя бы раз в жизни.
В рамках новой атаки небольшое устройство необходимо установить в порт, доступный через люк, расположенный снаружи самолета. По словам исследователей, этот порт регулярно оказывается в пределах досягаемости не только команды, технически обслуживающей самолет, но и других сотрудников аэропорта и авиакомпаний. Более того, установить устройство можно менее чем за 60 секунд. Сегодня поговорим о том, что представляет собой это загадочное устройство, на что оно способно и безопасно ли продолжать летать на самолетах Boeing 737.
Почему взломать самолет сложнее, чем автомобиль
К уязвимости персональных компьютеров и телефонов современные люди уже давно привыкли — это, вероятно, самая популярная тема в нашем блоге. Однако также мы рассказывали и об атаках на более экзотические девайсы: автомобили, роботы-газонокосилки, машины для тасовки игральных карт, велосипеды и даже матрасы. Все эти устройства — и не только они — в современном мире являются, по сути, мини- (или, наоборот, макси-) компьютерами.
Самолеты в этом смысле тоже не исключение. Современный авиалайнер буквально напичкан компьютерами, которые отвечают в том числе за критически важные функции — от расчета параметров взлета до управления полетом. Однако есть существенное отличие: производители самолетов, в противоположность разработчикам всяких домашних «умных» устройств, очень серьезно подходят к безопасности, поэтому добраться до этих компьютеров извне гораздо, гораздо сложнее.
Возможно, поэтому идея взлома настоящего самолета давно одолевала наиболее пытливых исследователей. Команда ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Оберлинского колледжа, которая в итоге смогла это сделать, билась над задачей более десяти лет. Как я уже упоминала выше, основное отличие и сложность взлома самолета состоят в том, что его критические системы изолированы от внешнего Интернета. Поэтому в среде исследователей кибербезопасности изучение связанных с ними векторов атаки не считалось таким уж привлекательным занятием — добраться до изолированных систем удаленно крайне затруднительно, а вероятность того, что злоумышленник получит к ним физический доступ, считалась очень низкой.
Пересмотреть последнее убеждение исследователей из Калифорнийского университета Кирилла Левченко и Аарона Шульмана побудили две другие успешные работы — по взлому автомобиля Chevy Impala и изучению устройств для скимминга банковских карт. Первая привела команду к покупке компьютерных компонентов Boeing 737 на вторичном рынке и созданию из них собственного испытательного стенда. А вторая подсказала идею небольшого физического устройства, которое можно подключить непосредственно к внутренним системам самолета.
Изучив электрические схемы Boeing 737, исследователи обнаружили доступный снаружи самолета порт, который защищает лишь незапирающийся люк. При этом порт подключен к каналу связи (шине ARINC 429), по которому обмениваются данными бортовой компьютер управления полетом (FMC) и многофункциональный пульт управления и индикации (MCDU).
Порт находится в отсеке электронного оборудования под кабиной пилотов. Доступ к отсеку снаружи самолета закрывает незапирающийся люк. Источник
«Водитель автобуса» за штурвалом самолета
На собранном испытательном стенде исследователи проверили, что произойдет, если подключиться через найденный порт к шине ARINC 429 и отправить по ней электрические сигналы с большей силой тока, чем у штатных сигналов, которые передают друг другу компоненты Boeing 737. Оказалось, что таким образом легитимные команды можно подменять своими. После этого исследователям оставалось разработать достаточно компактное устройство, которое можно было бы подключить к найденному порту.
Постепенно исследователи смогли создать достаточно небольшое устройство, способное поместиться в незащищенный порт. Получившийся в итоге имплант стоил ученым менее $100 и, судя по всему, был сделан буквально из подручных материалов. В его основе — небольшой микроконтроллер, электроника для работы с шиной и модуль Wi-Fi. Последний потенциально позволяет подключить устройство к доступной пассажирам самолета открытой бортовой сети Wi-Fi, получить таким образом доступ к Интернету и в итоге управлять им удаленно. При этом весь процесс установки устройства в заветный порт занимает менее минуты.
Устройство, созданное исследователями для подключения к системам Boeing 737. Рядом — монета для сравнения размеров. Источник
Экспериментаторы назвали разработанную ими атаку Bus Driver («Водитель автобуса»). Это игра слов: bus по-английски означает не только «автобус», но и «шину» — канал, по которому компоненты системы обмениваются данными. Атака позволяет вмешиваться в этот обмен и подменять передаваемые команды, то есть в некотором смысле «управлять» шиной.
На что способно разработанное исследователями устройство для взлома «Боинга-737»
Незащищенный порт, устройство размером с монету, доступ к шине — это все очень хорошо, но чего исследователи смогли добиться? Какой эффект способен произвести этот миниатюрный имплант? Оказалось, что крайне существенный и потенциально даже фатальный. Получив возможность вмешиваться в обмен данными между бортовым компьютером управления полетом, с одной стороны, и пультом управления и индикации, с другой, исследователи смогли воздействовать сразу на несколько важных параметров работы самолета.
Исследователи проверяют работу Bus Driver на настоящих компонентах авионики Boeing 737. На экране многофункционального пульта управления и индикации (MCDU) запущен интерфейс разработанной ими атаки. Источник
В первую очередь разработанный исследователями имплант для Boeing 737 способен подменять данные, которые используются для расчета параметров взлета и посадки. Например, он позволяет изменить информацию о массе самолета без учета топлива — в рузельтате неверное значение может привести к неправильному расчету необходимых скоростей.
Кроме того, устройство позволяет манипулировать расчетной температурой, которую пилоты используют для определения необходимой тяги двигателей при взлете. В результате самолет может получить неверные параметры для взлета, что в определенных ситуациях может привести, например, к выезду за пределы взлетно-посадочной полосы. Серьезные последствия из-за неправильных расчетов могут возникнуть и при посадке.
Имплант также позволяет изменять маршрут, по которому автопилот ведет самолет. Например, во время длительного перелета незаметного отклонения всего на несколько градусов может оказаться достаточно, чтобы самолет сбился с маршрута и остался без топлива где-нибудь посреди океана.
Помимо этого, потенциальные злоумышленники могут таким образом направить самолет в воздушное пространство страны, через которую не проходит согласованный маршрут. Последствия такого отклонения также могут быть фатальными. В истории гражданской авиации зафиксирован не один случай, когда пассажирские авиалайнеры по ошибке сбивались военными из-за нарушения разрешенной зоны полетов.
Разумеется, вероятность того, что отклонение не обнаружат ни пилоты, ни диспетчеры, крайне мала — но именно из-за сочетания нескольких человеческих ошибок, происходящих одновременно, и случаются катастрофы.
Будучи установленным в соответствующий разъем, имплант почти полностью в нем теряется, поэтому заметить его будет крайне нелегко — если, конечно, не искать его специально. Источник
Наконец, разработанное устройство позволяет не только менять параметры полета, но и скрывать эти изменения от пилотов. Например, злоумышленник может загрузить в бортовой компьютер новый маршрут и одновременно подменить информацию на экране пульта управления и индикации (MCDU) так, чтобы пилоты продолжали видеть прежний.
Впрочем, исследователи отмечают, что в большинстве случаев внимательный экипаж сможет обнаружить несоответствие. Правильные данные отображаются и на других экранах в кабине, а переход на ручное управление позволяет отключить автопилот и вернуть контроль над самолетом.
Так что, пора пересаживаться на поезда?
В заключение поста я постараюсь успокоить аэрофобов со стажем, а также новообращенных из-за этой статьи. Сами исследователи открыто заявляют, что, несмотря на свою работу, все они продолжают летать на самолетах Boeing 737. Разумеется, чтобы не провоцировать неприятности, в своем исследовании они не стали указывать, какой конкретно порт использовался в их экспериментах.
Помимо этого, ученые еще в 2020 году связались с Boeing и рассказали о своих находках. Компания отнеслась к их информации с большим вниманием и работала над решением проблемы.
В частности, исследователи предложили Boeing решить проблему, убрав уязвимый порт или залив его эпоксидной смолой. Это позволит физически исключить возможность подключения постороннего устройства. Есть и более сложные варианты — изменить электрическую защиту внутренних шин таким образом, чтобы устройство не могло заглушать штатные сигналы своими, а также добавить механизмы обнаружения подобных атак.
В долгосрочной же перспективе исследователи предлагают и Boeing, и другим авиастроительным компаниям использовать криптографическую аутентификацию сообщений, которыми обмениваются компоненты авионики.
Прислушались ли представители компании конкретно к этим советам ученых или придумали какие-то собственные способы защиты, остается неизвестно. На запрос журналистов Wired по этому поводу компания ответила достаточно расплывчато:
«Наши технические эксперты уверены, что многоуровневая защита, предусмотренная на самолете, в том числе в конструкции системы и условиях эксплуатации, обеспечивает достаточную защиту, чтобы значительно ограничить возможность и риск реальных атак».
Судя по всему, срочно отказываться от полетов на Boeing 737 не стоит. С другой стороны, автор этого поста с большим уважением относится к поездам, поэтому отговаривать своих читателей от альтернативных вариантов передвижения тоже не станет. О взломе поездов в нашем блоге я также уже рассказывала, однако в том случае цель взлома была конструктивной, а не деструктивной.
Какие еще неожиданные устройства (помимо автомобилей, газонокосилок, тасовальных машин, велосипедов и даже умных матрасов) уже взламывали? Читайте в наших постах:
Советы