Кивино гнездо: Песня троянского коня

Стабильное возрастание доли компьютерной начинки в современных автомобилях порождает рост сугубо компьютерных проблем. Некоторые из них оказываются довольно неожиданными.

В одном из эпизодов гиперпопулярного некогда сериала "Секретные материалы" была сцена, где некий "гений электроники" хакнул и угнал автомобиль с помощью особого компакт-диска, вставленного в стереосистему машины. Среди знающей компьютерной публики этот эпизод обычно характеризовали тогда примерно такими раздражёнными словами: "Вот блин, ну до чего же глупый народ пишет сценарии для телесериалов..."

Откуда черпали свои идеи создатели "Икс-файлов", теперь уже не суть важно. Куда важнее то, что сейчас довольно большая объединённая команда исследователей-учёных из университетов Калифорнии и Вашингтона представила работу о принципиальной возможности хакинга современных автомобилей именно таким вот экзотическим образом. Доклад по итогам их исследований и экспериментов был сделан на мартовской сессии официального научно-технического органа США с предлинным названием - "Комитет Национальной академии наук по электронным системам управления автомобилей и их непреднамеренному ускорению".

Эта исследовательская команда, которую возглавляют два молодых профессора, Стефан Сэведж из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Тадаёси Коно из университета Вашингтона, уже не первый год занимается изучением всевозможных слабостей в работе автомобильных компьютерных систем. Отыскивая дыры в компьютерной защите машин и демонстрируя пути к эффективному использования этих дыр потенциальными злоумышленниками, учёные пытаются помочь автоиндустрии в создании реально безопасных транспортных средств.

Многие из прежних открытий этой команды докладывались на прошлогоднем Симпозиуме IEEE по безопасности и приватности, проходившем в мае 2010 в Окленде (соответствующую статью из докладов симпозиума можно найти здесь). В работе подробно описаны критичные с точки зрения безопасности нюансы, характерные для внутренней работы сетей, составленных из компьютерных компонентов в современных автомобилях. В частности, эксперименты с реальными машинами подтверждали, что умелый хакер ныне вполне способен без ведома автовладельца вырубать двигатель, запирать двери, отключать тормоза, фальсифицировать показания спидометра и так далее. Причем вредоносные программы, способные порождать аварийные ситуации, могут затем бесследно и полностью самоуничтожаться, создавая видимость самопроизвольного отказа оборудования.

В тех экспериментах, правда, для установки вредоносных кодов исследователям приходилось сначала подключить свой ноутбук к системе внутренней диагностики машины-жертвы. Однако в новой работе целью исследования было отыскание путей для проникновения в компьютерную сеть машины без непосредственного контакта. То есть моделировалась максимально реалистичная ситуация, в которой злоумышленник не имеет возможности влезть в чужую машину со своим ноутбуком.

Несмотря на столь существенные ограничения, исследователям и тут удалось найти множество методов для электронного взлома автомобиля: через каналы встроенной в машину системы Bluetooth, через телефонные сети сотовой связи или, наконец, через особо заточенные музыкальные файлы.

Об атаке, сосредоточенной на стереосистеме автомобиля, имеет смысл рассказать подробнее. Добавляя фрагменты дополнительного кода в цифровой музыкальный файл, учёные сумели превратить записанную на CD песню, по сути дела, в троянского коня. Когда такой файл воспроизводится автомобильным плеером, эта "песня троянского коня" способна перепрограммировать прошивку стереосистемы, в итоге предоставляя злоумышленникам точку входа в систему для изменения прочих компьютерных компонентов машины. При этом каналами внедрения для таких автомобильных троянцев могут становиться общепринятые каналы свободного распространения музыки, вроде файлообменных сетей.

Продемонстрировав множество путей для "контактного и бесконтактного" проникновения в автомобильные компьютерные системы, исследователи предупреждают, что на горизонте обозначились и совершенно новые типы автомобильных атак. Например, воры получают возможность, с одной стороны, дистанционно отдавать машине команду на открытие дверей, а с другой - докладывать свои координаты GPS и VIN (идентификационный номер транспортного средства) куда-то на "центральный сервер". Иначе говоря, крупный похититель автомобилей с индустриальными амбициями может просто прекратить кражи сам, а вместо этого продавать в качестве сервиса свои возможности другим ворам помельче. Тогда вор, имеющий заказ на определённого типа машины в заданном географическом регионе, мог бы просто запросить "центральную службу" выявить нужные ему автомобили и отпереть их, когда понадобится...

Публикация в интернете основных моментов столь любопытного нового исследования, естественно, породила в форумах оживленные дискуссии, среди неспециалистов окрашенные сильнейшим недоверием и недоумением. Главный вопрос вокруг столь "крутого хака", как взлом автомобиля с помощью аудиофайла, сводился к следующему: "Ведь ежу понятно, что так быть не должно! Почему аудиосистема не отделена от системы контроля и управления автомобилем?"

Вполне можно постичь, зачем аудиосистема в современной машине может подключаться к сетям беспроводной связи: многие люди сегодня привыкли и постоянно хотят слушать трансляцию музыки из интернета. То, что автомобильные плееры CD/MP3 должны иметь логику для воспроизведения цифровых аудиофайлов, тоже понятно. Но почему, спрашивается, инженеры автоиндустрии решили, что это хорошая идея - проводить трафик данных от совершенно несущественной для машины подсистемы через всю остальную систему управления автомобилем?

Сведущие в этом деле специалисты отвечают на эти вопросы примерно так. Даже если процессор CD/MP3-плеера физически представляет собой совершенно отдельное устройство, он все равно должен взаимодействовать (и это ключевой момент) с блоком управления ECU (Electronic Control Unit). Потому что вся электроника, включая аудиоплеер, должна реагировать на управляющие сигналы системы о состоянии машины: о статусе двигателя (включён он или выключен) или о статусе системы управления (рулевым колесом и так далее). Причем все эти устройства - ECU, MP3-плеер, подсистемы управления машиной - напрямую подсоединены к единой шине, которая идёт через весь автомобиль.

Сделано так по той причине, что единая шина - это намного более эффективное с точки зрения затрат решение, нежели куча проводов, протянутых к каждому отдельному устройству (масса и цена таких проводов растут в геометрической прогрессии относительно возрастания числа устройств). Ну а оборотной стороной этого выигрыша и становится то, что аудиоплеер, подсоединённый к единой шине, в принципе получает возможность влиять даже на ECU, посылая в магистраль специально подобранные пакеты. Такого рода сигналы, к примеру, действительно способны передать в ECU команду на прекращение работы гидравлики тормозов - и у автомобиля резко отказывает тормозная система.

Полный текст статьи с подробностями и итогами этого исследования ("Comprehensive Experimental Analyses of Automotive Attack Surfaces" by Stefan Savage, Tadayoshi Kohno et al.) пока что не выложен авторами в свободный доступ в интернете. Но в обозримом будущем работа должна, по идее, появиться на сайте AutoSec.org, посвящённом компьютерной безопасности автомобилей.