[SecurityCamp2018] Talk of LoRaWAN's Security

セキュリティ・キャンプ全国大会のLT大会の資料です．LoRaWANのセキュリティについて少しお話します．

Transcript

1. ͜Ε͔Β΋ͬͱ੝Γ্͕Δ͸ͣͷ
   -18"/ʹ͍ͭͯͷ ·͡Ίͳ
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   ిؾ௨৴େֶେֶӃ ೥
   !@UPLJOB
   ηΩϡϦςΟɾΩϟϯϓશࠃେձ -JHIUOJOH5BML
   

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2. "HFOEB
   nࣗݾ঺հ
   n-18" -18"/
   ͱ͸ʁ-P3B8"/ͱ͸ʁ
   nηΩϡϦςΟ͖ͯͳ࿩
   n΋͏গ͠۩ମతʹ
   n·ͱΊ
   

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3. ࣗݾ঺հ
   nશࠃେձ`ͦͷଞνϡʔλɼ4FD)BDL`
   nॴଐɿిؾ௨৴େֶେֶӃ ޿ౡࢢཱେֶଔ
   
   p情報ネットワーク専攻 NOTセキュリティ
   pR社でバイトしてます
   pD社で自動車セキュリティをする予定
   nݚڀɿ-P3B8"/ʹ͓͚ΔωοτϫʔΫޮ཰Խʹ͍ͭͯ
   pかつては自動車のセキュリティについて研究
   pMAC層や物理層とか少し詳しいかもしれない
   nڵຯɿ3BT1Jɼ"84ɼࣗಈंηΩϡϦςΟɼ*P54FDɼͳͲ
   )(
   

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4. ࠷ۙΑ͘ฉ͘-18"/ͱ-P3B8"/
   *P5
   
   
   
   ۙڑ཭
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   km
   -18"/-PX1PXFS8JEF"SFB/FUXPSL
   ྫ
   -P3B8"/ɼ4JHGPYɽ-5..ɼ8J'J )BMMPX BI
   
   →Long Range WAN
   

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5. -P3B8"/ͷಛ௃
   n௒ʂলిྗ
   p通常の乾電池で１０年持つなど
   n௒ʂ௕ڑ཭௨৴Մೳ
   p最大１０km以上とも言われている
   n໔ڐෆཁͰར༻Մೳʴن֨΍ඪ४͕ެ։͞Ε͍ͯΔ
   GW
   n௒ʂ௨৴଎౓͕஗͍
   p送信できるデータはわずか
   n௒ʂ௨৴͕ඇޮ཰
   pMACにpureALOHAを採用
   LoRa→
   ←LoRaWAN
   (~10km)
   Server
   
   
   
   

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6. https://news.goo.ne.jp/article/newswitch/business/newswitch-8880.html
   “IoT>LP5</]?S@C
   (#)OWURM87”
   413_D:H%*$ 5<9F"K
   `' &"IJA^/]?S"
   @C
   ,Z-/[0N\Y!XQ
   Z-=2".B6E";
   V5<G8"T+
   

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7. -P3B8"/ͷηΩϡϦςΟ جຊ
   nͲΜͳ߈ܸ͕͋Δʁ
   pEvasedropping/盗聴
   uトラフィックを盗聴，他の攻撃の参考になったりする
   pReplay attack/リプレイ攻撃
   u盗聴したデータをそのまま再送する．データの中身が不明でもOK．
   pMan in the middle attack/中間者攻撃
   uやりとりの間に割り込んでデータを（場合によってはリアルタイムに改ざ
   んして）中継する
   pDenial of service/DoS攻撃
   pKey cracking
   

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8. -P3B8"/ͷηΩϡϦςΟ ൃల
   pセッションハイジャック
   uこの場合ほとんど中間者攻撃と同じ
   p不正なアクセスポイントの設置
   uもともとあるゲートウェイ，もしくは完全に新しいゲートウェイとして動作
   様々な攻撃が可能に
   pゲートウェイに対する改ざん
   uゲートウェイは遠隔ログイン可能な場合が多く，不正に改ざん利用される可能性
   pMACスプーフィング
   uLoRaWANではMACアドレスを利用せず，独自の割当アドレスを利用している
   そこで，そのアドレスを勝手になりすまし，データの不正取得などの可能性
   

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9. ࣮ࡍʹͲΜͳײ͡Ͱ߈ܸͰ͖ͦ͏ʁ
   ʙωοτϫʔΫϨϕϧͰ߈ܸʙ
   ࢀߟɿ
   -P3B8"/ 4QFDJGJDBTUJPO W BWBJMBCMFBUMPSBBMMJBODFPSH SFG
   
   &T &FG WBO l-P3B8"/ WVMOFSBCJMJUZBOBMZTJT JO
   WBMJEBUJPOPGQPTTJCMFWVMOFSBCJMJUJFTJOUIF
   -P3B8"/ QSPUPDPMTQFDJGJDBUJPO z.BTUFSTUIFTJT 0QFO6OJWFSTJUFJU/FEFSMBOE
   

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10. ͲΜͳ߈ܸʁ
    nμ΢ϯϦϯΫ௨৴ʢήʔτ΢ΣΠˠϊʔυʣʹண໨
    pLoRaWANにおいて様々な設定はMACメッセージで行われる
    uDutyCycle，参加，通信タイミング，チャンネルなど
    pClass Bビーコンによる情報の通知，ノードの受信ウィンドウの操作
    u周期的に動作する各ノードにイベント的にダウンリンク通信を行う
    pReplay attack/リプレイ攻撃
    u盗聴したデータをそのまま再送する．データの中身が不明でもOK．
    「MACメッセージ」と「ビーコン」のリプレイ攻撃について紹介
    

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11. -P3B8"/ ."$ .FTTBHF 'PSNBU
    Preamble PHDR PHDR CRC PHY Payload CRC
    MHDR MAC Payload MIC
    FHDR FPort FRM Payload
    Dev Addr FCtrl FCnt FOpts
    Phy
    Phy Payload
    MAC Payload
    FHDR
    MH
    DR
    Dev Addr FCtrl FCnt FOpts FPort FRM Payload MIC
    8 32 8 16 120 8 N 32 (bit)
    !"
    ' /
    
    
    MAC
    FPort
    0x00
    CID
    0xXX Payload
    FRM Payload
    MIC#$&%
    Phy Payload
    

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12. ."$ϝοηʔδͷϦϓϨΠ߈ܸ
    nϝοηʔδͷྫ
    MIC
    
    
    0x00 0x01 0x19 0x76 → 0x76 0x19 0x01 0x00
    

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13. ."$ϝοηʔδͷϦϓϨΠ߈ܸ
    nద੾ͳ.*$ͱΧ΢ϯλΛઃఆग़དྷͨ৔߹
    n͔͠͠ɺ.*$ͷܭࢉʹ͸"&4ΞϧΰϦζϜ͕࠾༻͞Ε͍ͯΔ
    p鍵が奪われない限り、計算能力的に現実時間的に攻撃は不可能・・・
    
    MIC
    128bit
    left 32-bits of a CMAC results
    into ( 1 / 232 ) * 2128 = 296
    

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14. ."$ϝοηʔδͷϦϓϨΠ߈ܸ
    n࣮͸҉߸Խ΍.*$ͷܭࢉखॱͳͲ͸֤ࣗͷ࣮૷ʹґଘ͍ͯ͠Δ
    nྫ͑͹ɾɾɾ
    p以前のLoRaWAN SpecificationではFOptsの暗号化がマストになっていなかった
    u現在のSpecification v１．１では暗号化がMUSTとなっている
    pこうした細かいところの実装をセキュリティを意識して実装すべき
    nԿ͕ى͜Δʁ
    pMAC層はネットワーク層より先に実行される（レイヤー的に）
    p暗号化されていない（平文）＋MICはネットワーク層で計算される
    →先にMACコマンドが処理されてしまう！
    

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15. ·ͱΊ
    n-P3B8"/͍ͬͯΖ͍ΖͰ͖ͦ͏ʂ
    p実際に最近IoTベンチャー増えてますよね
    n."$ίϚϯυͷͳΓ͢·͠͸೉ͦ͠͏͕ͩɺɺɺʁ
    p野外にノードは配置されるし、物理的なハックも不可能ではないかも・・・
    p暗号化とMICの処理はきちんと，新しい仕様をきちんと確認する
    nͳΓ͢·͞ΕͨΒେมͳͷͰ͔ͬ͠ΓͱରࡦΛͶ͓͖ͬͯ·͠ΐ͏
    p扱うデータの種類にも着目
    nࠓޙػձ͕͋Ε͹)BDL3'Λ͔ͭͬͯి೾ϨϕϧͰͷϋοΫΛ͍ͨ͠ʂ
    » 現在機材貸与申請中
    nΑ͍ϋοΫिؒʹ͠·͠ΐ͏ʂ
    

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