Исследователи в области безопасности нашли способ взломать Boeing 737 с помощью устройства размером не больше монеты. 737-й — один из самых распространенных пассажирских самолетов в мире, и вы наверняка хотя бы раз летали на нем.
Атака требует установки небольшого устройства в порт, доступный через люк, расположенный снаружи самолета. По словам исследователей, доступ к этому порту регулярно имеют не только технические специалисты, но и персонал аэропорта и авиакомпаний. Более того, установка этого устройства занимает менее 60 секунд. Давайте разберемся, что это за загадочное устройство, на что оно способно и можно ли по-прежнему безопасно летать на Boeing 737.
Почему взломать самолет сложнее, чем автомобиль?
В целом мы привыкли к мысли, что компьютеры и телефоны, которыми мы пользуемся, могут быть взломаны. Вероятно, это самая популярная тема в этом блоге. Однако мы также писали об атаках на менее очевидные цели: автомобили, роботы-газонокосилки, автоматические шафл-машинки, велосипеды и даже матрасы. В современном мире все эти устройства (и многие другие) содержат крошечные (а иногда и не очень) компьютеры.
Самолеты — не исключение. Современный авиалайнер буквально напичкан компьютерами, некоторые из которых отвечают за критически важные функции: от расчета параметров взлета до управления самим полетом. Однако есть существенная разница: производители авиалайнеров, в отличие от большинства производителей гаджетов для «умного дома», очень серьезно относятся к безопасности, что делает доступ к этим системам извне гораздо более сложной задачей.
Возможно, именно поэтому идея взлома реального самолета годами будоражила умы самых любопытных исследователей безопасности. Команда из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Оберлинского колледжа (исследователи, которые в итоге приняли вызов) потратила более десяти лет на решение этой проблемы. Как упоминалось выше, главная сложность взлома самолета заключается в том, что его критические системы не подключены к внешнему интернету. По этой причине изучение векторов атак на самолеты не считалось особенно перспективным в сообществе кибербезопасности: крайне сложно удаленно добраться до изолированных систем, а вероятность того, что злоумышленник сможет получить к ним физический доступ, считалась очень низкой.
Два других успешных проекта изменили этот подход для исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего Кирилла Левченко и Аарона Шульмана: взлом Chevrolet Impala и исследование скиммеров для банковских карт. Взлом автомобиля подтолкнул их команду к приобретению подержанных компонентов Boeing 737 и созданию собственного испытательного стенда. Исследования скиммеров навели их на мысль о небольшом физическом устройстве, которое может подключаться напрямую к внутренним системам самолета.
Изучив электрические схемы Boeing 737, исследователи обнаружили порт, доступный снаружи самолета и защищенный лишь незапертым люком. Этот порт подключается к шине данных под названием ARINC 429, которая соединяет компьютер управления полетом (FMC) самолета с его многофункциональным блоком управления и индикации (MCDU).
Порт находится в отсеке с электроникой под кабиной пилотов. Снаружи самолета он прикрыт лишь незапертым люком. Источник
«Водитель автобуса» за штурвалом
На своем испытательном стенде исследователи проверили, что произойдет, если они подключатся к шине ARINC 429 через этот порт и отправят электрические сигналы, более мощные, чем те, что обычно передаются между компонентами Boeing. Оказалось, что это дает им возможность подменять аутентичные команды своими собственными. На этом этапе оставалось только создать устройство, достаточно маленькое, чтобы поместиться в обнаруженный порт.
Постепенно команда разработала устройство, достаточно компактное, чтобы вставить его в незащищенный порт. Финальная версия, которая обошлась менее чем в 100 долларов, по всей видимости, была собрана из общедоступных компонентов: небольшого микроконтроллера, электроники для связи с шиной и Wi-Fi модуля. Последний потенциально мог бы облегчить подключение устройства к общедоступной Wi-Fi сети на борту самолета, предоставляя злоумышленнику доступ в интернет и, в конечном итоге, позволяя управлять устройством удаленно. Кроме того, установка всего этого в порт занимает менее минуты.
Устройство, разработанное исследователями для подключения к системам Boeing 737. Монета рядом дает представление о масштабе. Источник
Исследователи назвали свою атаку «Bus Driver» («Водитель автобуса»), что, очевидно, является игрой слов: «bus» (шина) относится как к пассажирскому транспортному средству, так и к каналу данных, позволяющему компонентам системы обмениваться информацией. Атака позволяет злоумышленнику проникнуть в этот канал, подменять отправляемые команды и таким образом управлять «шиной».
Каковы реальные возможности импровизированного устройства для взлома Boeing 737?
Незащищенный порт, устройство размером с монету, доступ к шине — все это звучит интересно, но чего на самом деле удалось добиться исследователям? Какой ущерб может нанести этот крошечный вставной модуль? Оказывается, он может причинить немало вреда, с потенциально смертельными последствиями. Получив возможность изменять данные, передаваемые между компьютером управления полетом и блоком управления и индикации, исследователи обнаружили, что они могут влиять на несколько критических аспектов работы самолета.
Исследователи тестируют устройство Bus Driver на реальном авионическом оборудовании Boeing 737. Их интерфейс атаки работает на экране MCDU. Источник
Прежде всего, модуль может изменять данные, используемые для расчета параметров взлета и посадки. Например, он может изменить зарегистрированную массу самолета без топлива, что нарушит расчет скоростей, необходимых для безопасного взлета.
Устройство также может манипулировать оценочным значением температуры, которое пилоты используют для определения тяги двигателей, необходимой для взлета. Предоставление системе неверных значений при определенных условиях может привести к тому, что самолет получит недостаточную тягу для безопасного взлета или даже выкатится за пределы взлетно-посадочной полосы. Ошибочные расчеты во время посадки несут не менее серьезные риски.
Модуль также может изменять маршрут, по которому следует пилот. Во время длительного полета отклонения всего на несколько градусов, достаточно незаметного, может быть достаточно, чтобы сбить самолет с курса и привести к нехватке топлива где-нибудь над океаном.
Идя дальше, злоумышленник мог бы использовать устройство, чтобы направить самолет в воздушное пространство страны, не входящей в его утвержденный план полета. Такое отклонение также может иметь смертельные последствия: история гражданской авиации знает несколько случаев, когда авиалайнеры по ошибке сбивались военными после того, как случайно оказывались в регулируемом воздушном пространстве.
Конечно, риск того, что подобное отклонение останется незамеченным как пилотами, так и авиадиспетчерами, очень мал, но катастрофы имеют тенденцию происходить именно при накоплении нескольких человеческих ошибок.
После установки модуль практически незаметен внутри порта и его очень трудно обнаружить, если вы не знаете, где искать. Источник
Наконец, устройство не ограничивается возможностью изменять параметры полета, оно также предлагает возможность скрыть эти изменения от пилотов. Например, злоумышленник может загрузить новый маршрут в бортовой компьютер, одновременно изменив отображение на экране MCDU. Таким образом, пилот по-прежнему видит исходный маршрут.
Тем не менее, исследователи отмечают, что в большинстве случаев внимательный экипаж должен заметить отклонение. Правильные данные по-прежнему отображаются на других экранах в кабине, а переход на ручное управление позволяет пилотам отключить автопилот и взять управление самолетом на себя.
Итак, должны ли мы все вернуться к поездам?
В заключение я постараюсь успокоить людей, давно страдающих аэрофобией (а также всех, кого эта статья могла встревожить). Сами исследователи говорят, что, несмотря на все, что они узнали, они продолжают летать на Boeing 737. Кроме того, чтобы не создавать проблем в реальном мире, они намеренно не уточнили точный порт, используемый в их экспериментах.
Исследователи также связались с Boeing в 2020 году, чтобы поделиться своими выводами. Boeing отнесся к информации серьезно и работал над решением проблемы.
В частности, исследователи предложили Boeing удалить уязвимый порт или запечатать его эпоксидной смолой, чтобы физически исключить возможность подключения кем-либо неавторизованного устройства. Это также подразумевает более сложные варианты, такие как перепроектирование электрической защиты внутренней шины, чтобы вредоносное устройство не могло подменять реальные сигналы, и добавление систем, способных обнаруживать такие атаки на ранней стадии.
В долгосрочной перспективе исследователи рекомендуют Boeing, а также другим авиастроителям, внедрить криптографическую аутентификацию для сообщений, передаваемых между компонентами авионики.
Boeing официально не сообщал, последовал ли он этому совету или применил собственные исправления. Отвечая на вопрос журналистов Wired по этому поводу, компания дала довольно расплывчатый ответ:
«Наши технические эксперты убеждены, что уровни защиты, внедренные в самолете, включая проектирование системы и операционную среду, обеспечивают достаточное смягчение последствий, чтобы значительно ограничить осуществимость и риск атак в реальном мире».
В конечном счете, по-видимому, нет необходимости запрещать полеты на Boeing 737 в данный момент. Тем не менее, я очень уважаю поезда, поэтому не буду пытаться отговорить вас от путешествий на поезде или использования других средств передвижения. На самом деле, я уже упоминал о взломе поездов в этом блоге, но в том случае цель была скорее конструктивной, чем деструктивной.
Автомобили, газонокосилки, шаффл-машинки, велосипеды, умные матрасы: это даже не исчерпывающий список устройств, которые удалось взломать хакерам. Что еще было взломано? Узнайте из наших других статей: Ботнеты на колесах: массовый взлом бортовых камер Взлом автомобилей через Bluetooth Пять взломов, которые (по большей части) были шуткой Уязвимости игрушечного робота позволяют вести шпионаж. Взломаны роботы-пылесосы Ecovacs
Автомобили, газонокосилки, шаффл-машинки, велосипеды, умные матрасы: это даже не исчерпывающий список устройств, которые удалось взломать хакерам. Что еще было взломано? Узнайте из наших других статей:
- Ботнеты на колесах: массовый взлом бортовых камер
- Взлом автомобилей через Bluetooth
- Пять взломов, которые (по большей части) были шуткой
- Уязвимости игрушечного робота позволяют вести шпионаж.
- Взломаны роботы-пылесосы Ecovacs