亡羊補(bǔ)牢，為時(shí)未晚智能家居安全如何保障？

中國(guó)信息通信研究院|付凱 李莉 楊子羿

目前，智能家居發(fā)展迅速，但其安全問(wèn)題也日益突出，安全事件頻頻發(fā)生。業(yè)內(nèi)需細(xì)究原因，對(duì)癥下藥，嚴(yán)防死守安全大關(guān)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展，智能家居產(chǎn)業(yè)日益繁榮。由于智能家居應(yīng)用場(chǎng)景的特殊性，其安全問(wèn)題不容忽視，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，不僅會(huì)泄露用戶家庭住址、談話內(nèi)容等隱私信息，還可能造成經(jīng)濟(jì)及人身安全威脅。下文筆者將針對(duì)智能家居安全現(xiàn)狀，梳理智能家居存在的安全隱患，并給出相應(yīng)的防護(hù)建議。

安全事件頻頻發(fā)生

目前，智能家居發(fā)展迅速，蘋(píng)果、亞馬遜等國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)巨頭均推出了智能家居平臺(tái)，為傳統(tǒng)硬件廠商提供智能化解決方案；國(guó)內(nèi)小米、百度等公司也積極推動(dòng)智慧生活應(yīng)用落地，推出小愛(ài)同學(xué)與小度音箱等產(chǎn)品。但其安全問(wèn)題也日益突出，安全事件頻頻發(fā)生。

亞馬遜物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)FreeRTOS被爆出存在13個(gè)安全漏洞，攻擊者可利用這些漏洞破壞設(shè)備，獲取敏感信息以及遠(yuǎn)程運(yùn)行代碼，甚至可獲得設(shè)備最高權(quán)限；思科研究人員發(fā)現(xiàn)三星智能家居平臺(tái)SmartThings Hub存在20多個(gè)漏洞，通過(guò)這些漏洞，攻擊者可執(zhí)行任意代碼，進(jìn)而可攻擊第三方智能家居設(shè)備；智能家居設(shè)備也存在一些漏洞，《智能門(mén)鎖網(wǎng)絡(luò)安全分析報(bào)告》指出，市面上一些智能門(mén)鎖存在安全問(wèn)題，攻擊者無(wú)需密碼即可打開(kāi)門(mén)鎖，給用戶造成經(jīng)濟(jì)損失甚至帶來(lái)人身安全威脅。此外，CNCERT統(tǒng)計(jì)，2017年CNVD共收錄了2440個(gè)有關(guān)聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備（指物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備）的安全漏洞，同比增長(zhǎng)高達(dá)118.4%。

隨著智能家居安全成為熱點(diǎn)研究方向，有業(yè)內(nèi)人士將安全問(wèn)題劃分為3個(gè)方面：平臺(tái)安全、設(shè)備安全和通信安全。目前平臺(tái)安全研究主要集中在身份認(rèn)證與訪問(wèn)控制方案設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備聯(lián)動(dòng)與智能音箱等新場(chǎng)景的安全問(wèn)題；設(shè)備安全研究主要集中在設(shè)備固件漏洞挖掘和設(shè)備側(cè)信道分析等方向；通信安全研究主要集中在協(xié)議漏洞挖掘和網(wǎng)絡(luò)流量分析等方向。

此外，在安全標(biāo)準(zhǔn)方面，筆者通過(guò)梳理國(guó)內(nèi)外智能家居相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于智能家居的標(biāo)準(zhǔn)較少，且沒(méi)有形成一個(gè)完整的體系，相關(guān)部門(mén)應(yīng)加大智能家居安全標(biāo)準(zhǔn)化工作。

四個(gè)層面皆存在安全風(fēng)險(xiǎn)

目前市面上流行的智能家居系統(tǒng)架構(gòu)主要包括云端、設(shè)備終端以及手機(jī)終端。因此，本文將從云端、設(shè)備終端、手機(jī)終端以及通信4個(gè)方面分析其存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)前，智能家居云端面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)主要有以下幾點(diǎn)：一是身份認(rèn)證與鑒別安全，身份認(rèn)證主要用來(lái)驗(yàn)證使用者身份，防范非法用戶對(duì)云端與設(shè)備的訪問(wèn)；二是訪問(wèn)控制安全，訪問(wèn)控制技術(shù)的目的主要是阻止用戶（包括非法與合法用戶）對(duì)受保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行非授權(quán)的訪問(wèn)；三是Web安全，云端一般支持Web服務(wù)，可能會(huì)存在XSS、CSRF及SQL注入等常見(jiàn)的Web漏洞；四是數(shù)據(jù)安全，云端收集大量用戶數(shù)據(jù)，因此云端應(yīng)加密存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)泄露與被修改、刪除等；五是系統(tǒng)安全，當(dāng)云端服務(wù)器或路由器等設(shè)備使用的系統(tǒng)、軟件存在高危漏洞時(shí)，攻擊者可通過(guò)這些漏洞進(jìn)行攻擊。

筆者認(rèn)為，智能家居設(shè)備終端也面臨身份認(rèn)證與鑒別以及訪問(wèn)控制兩大安全風(fēng)險(xiǎn)。為了便于遠(yuǎn)程管理，智能攝像頭、智能網(wǎng)關(guān)等設(shè)備往往都支持Web服務(wù)，因此部分智能家居設(shè)備終端也面臨常見(jiàn)的Web漏洞威脅。此外，智能家居設(shè)備終端還存在以下安全風(fēng)險(xiǎn)。在固件安全方面，因受資源環(huán)境限制，智能家居設(shè)備固件往往較簡(jiǎn)單，攻擊者可下載固件進(jìn)行反編譯，進(jìn)而挖掘可能存在的漏洞。在軟件安全方面，當(dāng)設(shè)備系統(tǒng)軟件存在已知安全漏洞時(shí)，其受到攻擊的風(fēng)險(xiǎn)將大大增加，此外，設(shè)備廠商應(yīng)提供可靠的軟件更新渠道，防止用戶因無(wú)法升級(jí)而受到已知漏洞攻擊。在信道安全方面，攻擊者可使用側(cè)信道攻擊竊取用戶家庭環(huán)境等敏感信息。在芯片安全方面，隨著“英特爾芯片門(mén)事件”的爆發(fā)，芯片安全也亟需重視，當(dāng)設(shè)備使用含有安全漏洞的芯片時(shí)，將毫無(wú)安全可言。在端口與服務(wù)安全方面，攻擊者可對(duì)設(shè)備開(kāi)放的端口和服務(wù)進(jìn)行分析，尋找潛在的攻擊點(diǎn)。

智能家居手機(jī)終端安全風(fēng)險(xiǎn)主要指與智能家居相關(guān)的APP面臨的安全威脅。比如，在APP源代碼安全方面，為快速上線搶占市場(chǎng)，大量手機(jī)APP客戶端并未對(duì)代碼進(jìn)行混淆加固保護(hù)，因此，攻擊者可輕易逆向掃描其源代碼，進(jìn)而挖掘漏洞。在APP更新安全方面，有些手機(jī)APP客戶端未提供更新包驗(yàn)證機(jī)制，攻擊者以將惡意程序植入APP更新包并誘導(dǎo)用戶安裝，進(jìn)而控制智能家居設(shè)備。在短信驗(yàn)證碼安全方面，有些APP客戶端并未對(duì)驗(yàn)證碼進(jìn)行有效性驗(yàn)證，攻擊者可利用短信驗(yàn)證碼繞過(guò)漏洞任意修改其他用戶密碼。在越權(quán)控制方面，越權(quán)控制漏洞屬于訪問(wèn)與控制范疇，部分手機(jī)APP客戶端中部分功能存在越權(quán)漏洞，攻擊者可越權(quán)橫向控制其他用戶設(shè)備或縱向獲取云端或手機(jī)最高管理員權(quán)限。

而智能家居通信協(xié)議主要包括ZigBee、Bluetooth、MQTT、CoAP等。其主要面臨以下安全風(fēng)險(xiǎn)：一是協(xié)議加密，手機(jī)端與云端、云端與設(shè)備終端以及設(shè)備終端與云端之間數(shù)據(jù)若采取明文協(xié)議傳輸，將增大信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)；二是協(xié)議破解，攻擊者可嘗試分析破解通信協(xié)議，進(jìn)而解密加密數(shù)據(jù)或進(jìn)行攻擊；三是重放攻擊，部分協(xié)議設(shè)計(jì)之初未考慮安全因素，可能導(dǎo)致重放攻擊；四是網(wǎng)絡(luò)流量分析，攻擊者可通過(guò)分析設(shè)備產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量，得到用戶家庭環(huán)境或隱私等敏感信息。

智能家居安全防護(hù)建議

對(duì)于智能家居云端，筆者建議從以下幾方面進(jìn)行防護(hù)：設(shè)計(jì)安全的身份訪問(wèn)與鑒別機(jī)制；設(shè)計(jì)安全的訪問(wèn)控制機(jī)制；采取設(shè)置防火墻等Web防護(hù)手段，保護(hù)Web安全，并定期進(jìn)行已知漏洞掃描和滲透攻擊工作；對(duì)用戶密碼等敏感信息進(jìn)行加密存儲(chǔ)，防止用戶隱私泄露，并做好備份與修復(fù)工作；安裝必要的殺毒軟件，及時(shí)關(guān)注系統(tǒng)與軟件升級(jí)公告并做好升級(jí)工作，定期進(jìn)行已知漏洞掃描工作。

在智能家居設(shè)備終端方面，筆者建議從以下幾方面進(jìn)行防護(hù)：設(shè)計(jì)安全的身份訪問(wèn)鑒別機(jī)制；設(shè)計(jì)安全的訪問(wèn)控制機(jī)制；對(duì)固件采取必要的加固與混淆處理，增加逆向破解的成本；做好軟件開(kāi)發(fā)與測(cè)試工作，防止系統(tǒng)軟件出現(xiàn)已知漏洞，譬如采取SDL開(kāi)發(fā)；及時(shí)關(guān)注固件與軟件更新公告，做好升級(jí)工作，減少被入侵風(fēng)險(xiǎn)；采取必要的手段抵御側(cè)信道攻擊；使用或研發(fā)安全芯片，防止出現(xiàn)類似Meltdown和Spectre等漏洞；根據(jù)實(shí)際情況，采用“最小權(quán)限原則”與“默認(rèn)拒絕”策略，默認(rèn)關(guān)閉不必要的服務(wù)與端口。

關(guān)于手機(jī)APP的防護(hù)，可以從以下幾方面著手：設(shè)計(jì)安全的身份訪問(wèn)與鑒別機(jī)制；設(shè)計(jì)安全的訪問(wèn)控制機(jī)制；增強(qiáng)身份驗(yàn)證，明確用戶與權(quán)限之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采取“最小權(quán)限原則”與“默認(rèn)拒絕”策略，防止出現(xiàn)越權(quán)漏洞，此外服務(wù)端需要做好驗(yàn)證，防止出現(xiàn)短信驗(yàn)證碼繞過(guò)問(wèn)題；源代碼進(jìn)行必要的加固、混淆處理，增加逆向破解的成本；手機(jī)安裝必要?dú)⒍拒浖?，及時(shí)關(guān)注APP升級(jí)公告，做好升級(jí)工作，且必須在正規(guī)官方下載地址下載升級(jí)包。

此外，在通信協(xié)議方面，筆者認(rèn)為可以從以下幾方面進(jìn)行防護(hù)：加密傳輸數(shù)據(jù)，并使用安全強(qiáng)度較高的加密算法；使用成熟且安全強(qiáng)度較高的通信協(xié)議，防止協(xié)議被破解；加強(qiáng)認(rèn)證過(guò)程，確保傳輸數(shù)據(jù)與用戶隱私內(nèi)容等不被第三方越權(quán)獲取；采取添加隨機(jī)數(shù)、時(shí)間戳等方式防止重放攻擊。