Hackowanie kart SIM apokalipsą mobilnego bezpieczeństwa?

Serwis Forbes.com ostrzegł właśnie przed interesującymi podatnościami odkrytymi przez Karstena Nohla. Błędy oprogramowania oraz słabości kryptograficzne pozwalają najprawdopodobniej na zdalne przejęcie całkowitej kontroli nad sporym odsetkiem kart SIM. Spójrzmy, czym grozi taki scenariusz.

SIM

Karta SIM (ang. Subscriber Identity Module) to dobrze wszystkim znana karta inteligentna, której głównym zadaniem jest identyfikowanie oraz uwierzytelnianie abonenta usług komórkowych.

To co jest już mniej oczywiste, to fakt, że karta ta jest swego rodzaju minikomputerem i zawiera między innymi pamięć ROM oraz RAM. ROM zawiera system operacyjny oraz preinstalowane oprogramowanie, a cały układ jest zdolny do wykonywania apletów Javy dzięki wykorzystaniu technologii Java Card.

Java Card to platforma pozwalająca na uruchamianie specjalnie przygotowanych apletów Javy właśnie w środowisku kart inteligentnych i jest standardem wspieranym przez praktycznie wszystkie wyprodukowane do tej pory (około 6 miliardów) karty SIM.

Operatorzy, na przykład w celu zaktualizowania informacji zgromadzonych na karcie, mają możliwość zdalnego uruchamiania apletów Java Card. Dzieje się to z wykorzystaniem metody znanej jako programowanie OTA (ang. Over-the-air programming). W praktyce uruchomienie takiego programu jest wywołane przesłaniem przez operatora specjalnie przygotowanej i niewidocznej dla abonenta, binarnej wiadomości SMS.

Podatność

Protokół OTA weryfikuje przesłane aplety z wykorzystaniem metod kryptograficznych. Jeśli podpis (w tym wypadku chodzi najprawdopodobniej o skrót przesłanych danych wyznaczony za pomocą klucza współdzielonego) jest błędny, karta odmawia wykonania poleceń i w niektórych przypadkach odpowiada błędem, który sam jest podpisany (zawiera skrót wiadomości) kluczem zapisanym na karcie SIM. Każda z kart dysponuje własnym unikalnym kluczem, który jest wykorzystywany przez operatora właśnie w procesie zdalnego uruchamiania programów.

Jak się okazało, na podstawie odpowiedzi karty, Nohl był w wielu przypadkach w stanie odzyskać klucz szyfrujący. Jest to możliwe dzięki temu, że część operatorów wykorzystuje w swych kartach standard symetrycznego szyfrowania DES (ang. Data Encryption Standard), który został opracowany w 1975 roku i od lat nie jest już uznawany za zapewniający wystarczający poziom bezpieczeństwa.

DES — funkcja „F”

Będąc już w posiadaniu odpowiedniego klucza, potencjalny intruz jest w stanie przesłać do karty SIM i wykonać w jej środowisku dowolny aplet. Wykradanie danych, niekontrolowane rozsyłanie kosztownych wiadomości SMS, możliwość zdalnego sklonowania karty SIM, czy nawet podsłuchiwanie rozmów w czasie rzeczywistym, to tylko niektóre z zagrożeń związanych z tego typu atakiem.

Nohl znalazł również podatność w samym środowisku uruchomieniowym Java Card, a dokładniej w implementowanej przez nie piaskownicy (ang. sandbox) ograniczającej swobodę uruchamianych aplikacji. Dzięki temu przesłane złośliwe aplety mają nieograniczoną możliwość działania.

Reasumując, znając wyłącznie numer telefoniczny skojarzony z podatną karta SIM, w ciągu kilku minut możliwe jest przejęcie całkowitej kontroli nad docelowym urządzeniem.

Apokalipsa mobilnego bezpieczeństwa?

Do tej pory bezpieczeństwo kart SIM nie było zbyt często kwestionowane, a głównym zagrożeniem dla użytkowników usług komórkowych zdawał się być malware infekujący systemy operacyjne samych urządzeń.

Oczywiście powyższy scenariusz ataku (w praktyce niezależny od modelu używanego telefonu czy innego urządzenia mobilnego!) brzmi bardzo poważnie, na chwilę obecną nie ma jednak żadnej pewności co do ilości podatnych kart SIM oraz zakresu operatorów stosujących przestarzałe standardy kryptograficzne.

W trakcie swych badań Nohl przetestował około 1000 kart SIM i na tej podstawie oszacował, że podatnych na opisany atak może być około pół miliarda urządzeń. Wiadomo też, że operatorzy pracują już nad poprawkami mającymi wyeliminować podatności, a do tej pory nie są znane przypadki praktycznego wykorzystania tego typu ataków.

Badacz ponadto szacuje, że przy wykorzystaniu upublicznionych obecnie informacji, opracowanie praktycznego ataku zajęłoby co najmniej 6 miesięcy. Na chwilę obecną z pewnością nie ma więc powodów do paniki.

Wszystkie szczegóły swych odkryć Nohl zaprezentuje już niedługo w trakcie zbliżającej się konferencji Black Hat USA 2013.

– Wojciech Smol, (wojciech.smol<at>sekurak.pl)