Nosec资讯 2024年07月05日
解读:SpaceX Starlink 星链破解
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比利时鲁汶大学安全研究员Lennert Wouters在Black Hat安全大会上演示了成功破解SpaceX星链终端的过程,获得了设备的ROOT权限,并能够执行任意指令。研究人员通过分析固件、利用侧信道攻击等技术,最终实现了对终端的破解。

🤔研究人员Lennert Wouters通过拆解Starlink终端,发现通过UART调试口输入“falcon”可以终止启动过程,进入UBoot界面。此外,研究人员还发现设备在某些坐标地点会启用开发者登录模式,并利用芯片封装的漏洞,尝试使用侧信道攻击,如激光故障注入、电磁故障注入等方法。

🕵️‍♂️Lennert Wouters分析了STM ARM TFA-A的工作流SoC根信任过程,发现BL1从EMMC加载BL2证书,并进行签名验证,随后加载BL2固件,最后校验SHA512(BL2)是否与证书中包含的哈希匹配。研究人员尝试使用有效签名、hash、固件启动,以及排除有效证书等方法,但最终未能取得突破。

🛠️Lennert Wouters意识到侧信道攻击难度较大,并设计了一款便携的小工具Modchip来替代树莓派、示波器等设备,用于实施侧信道攻击。Modchip可以贴合在终端设备PCB上面,伪造固件升级,最终实现对终端的破解。

🚀研究人员Lennert Wouters的破解过程揭示了Starlink终端存在安全漏洞,提醒我们关注物联网设备的安全问题,并采取必要的措施进行防护。

🛡️Starlink终端破解的难度很大,研究人员分析固件的过程非常复杂,这也反映了星链系统在安全方面所做的努力。

Starlink 是伊隆·马斯克(Elon Musk)旗下私人航天公司 SpaceX 推出的卫星互联网业务,主要为全球偏远地区和网络信号无法覆盖的地区提供网络服务。目前该业务已经发展到 3000 多颗卫星。

八月,在拉斯维加斯召开的 Black Hat 安全大会上,比利时鲁汶大学(KU Leuven)的安全研究员Lennert Wouters现场演示成功破解了SpaceX的星链终端,获取了设备的ROOT权限,可在设备执行任意指令操作。

星链系统主要由空中卫星群、地面网关、用户终端三部分组成:


Lennert的本次议题主要是围绕用户终端部分。

拆盖部分,列出了油管、推特上对Starlink同样感兴趣的极客同行,对拆盖感兴趣的可自行查找、参考相关视频:


初步拆开盖板,发现以太网、电源以及UART调试接口:


接入UART调试口,发现在启动过程中输入“falcon”  (SpaceX的猎鹰运载火箭) 可终止启动过程,从而进入UBoot界面:


UART调试口还打印出了Development login是否启用:


拆开后的PCB全貌大致如下:

SOC、安全芯片、内存 固态存储芯片:


将SD卡读卡器接入eMMC测试点,拷贝固件内容,并对固件进行解压、提取系统文件:


有意思的是:如果设备检测到在某些坐标地点会启用开发者登录模式:


因为芯片封装的一些问题,芯片背面是暴露出来的,Lennert考虑到可以使用侧信道攻击,如激光故障注入(Laser Fault Injection)、BBI(Body Bias Injectio) 电磁故障注入(Electromagnetic Fault Injection)


最终,实现了对终端的ROOT破解:


鲁汶大学分析了STM ARM TFA-A的工作流


SoC 根信任:

1.BL1从EMMC加载BL2证书;

2.BL1校验证书的签名;

3.BL1从eMMC加载BL2固件;

4.BL1校验SHA512(BL2)是否与证书中包含的哈希匹配。


尝试使用有效签名、hash、固件启动:


尝试排除有效证书:


在审计固件中提取的文件时,发现SpaceX通过 Yubikey接入SSH,Lennert意识到自己使用侧信道已经南辕北辙偏离地有点远了 (But I was already too far down the rabbit hole …)


考虑到实验室的设备比较笨重,不便于移动,价格也过于高昂。Lennert决定自己设计一个便携的小工具,取代树莓派、示波器,以及用于实施侧信道攻击的工具。

在扫描了终端PCB面板后,Modchip被设计了出来:


有趣的是,在设计这块终端电路板时,星链工程师们在其上印制上了“人类制造于地球”(Made on Earth by humans)的字样:


Wouters则在自己的modchip上幽默了一把,印上了“人类在地球上制造的故障”(Glitched on Earth by humans)。不愧是理工男另类的交流,颇有惺惺相惜的味道。


Modchip可以很合适地贴合在终端设备PCB上面:


Lennert伪造了一个固件升级,通过modchip替代掉原有的固件:


Starlink终端破解难度不小,分析固件快吐了;

来源:MGClouds蘑菇云

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