物联网（IoT，Internet of Things）设备

是指能够通过网络连接进行数据交换的物理对象或“事物”，这些设备通常具备传感、通信和执行功能。IoT设备可以收集数据、发送数据到云端进行处理，或接收来自网络的指令并执行特定任务。

官方定义

根据国际电信联盟（ITU）的定义，物联网设备是在网络上具备唯一身份标识（如IP地址）并能够与其他设备进行通信的智能对象。它们可以包括内置的传感器、软件、处理器和网络连接功能，从而能够监测环境、采集数据并进行相应的操作。

主要特征

• 连接性：设备能够通过有线或无线网络连接到互联网或其他设备。

• 智能化：具备一定的计算能力，能够处理数据并做出简单的决策。

• 传感与执行：可以感知外界环境（如温度、湿度、运动等）并做出相应的反应或执行特定任务（如打开灯光、控制阀门）。

• 远程访问和控制：用户或系统可以通过网络对设备进行远程监控和控制。

这些设备通过网络连接和数据处理提高了系统的自动化程度和工作效率，同时带来了新的安全和隐私挑战。

针对物联网（IoT）设备进行渗透测试

由于这些设备的多样性和复杂性，面临着一系列独特的安全挑战。物联网设备不仅连接性强、种类繁多，而且它们的硬件、软件、通信协议和操作环境各不相同，导致传统的渗透测试方法难以有效应对。与此同时，这些设备常常缺乏统一的安全标准，并且在资源受限的条件下运行，使得测试人员需要更加灵活和创新的测试方法，以应对各种新兴的安全威胁。

接下来，我们将探讨这些挑战的具体表现，以及它们对物联网设备渗透测试工作的影响。

设备数量和多样性激增

物联网设备的数量和种类持续快速增长，从智能家居设备到工业控制系统，设备种类繁多。每种设备使用的硬件、软件和通信协议都不同，增加了渗透测试的复杂性。需要针对特定设备类型定制测试方法，以发现和利用潜在的安全漏洞。

协议复杂性和专有协议

物联网设备常使用专有或未广泛采用的协议（如Zigbee、Z-Wave、LoRaWAN等），这些协议可能没有经过充分的安全审查。渗透测试人员需要深入理解这些协议的工作原理，并具备分析和利用协议漏洞的技能。

固件分析和逆向工程

很多物联网设备运行定制固件，缺乏透明的更新机制或漏洞修补策略。对固件进行逆向工程和分析，以发现潜在的安全漏洞和后门，成为渗透测试中的一大挑战。需要有能力提取固件，分析其内容，并识别其中的潜在漏洞。

资源受限设备的攻击面

物联网设备通常具有有限的计算资源和存储能力，导致其安全防护措施较弱，例如缺乏加密或使用硬编码的凭证。测试人员需要开发适用于低资源环境的渗透技术，如侧信道攻击或硬件调试接口（如JTAG、UART）的利用。

供应链安全风险

物联网设备的供应链复杂，涉及多个制造商、开发商和供应商。攻击者可以通过供应链中的漏洞，植入恶意软件或进行硬件篡改。渗透测试需要覆盖供应链安全，分析设备从设计、生产到部署的各个环节中的潜在风险。

缺乏标准化的安全措施

物联网行业缺乏统一的安全标准，不同厂商在设备的安全设计上差异很大。这导致测试人员需要不断调整和适应不同设备的安全体系架构，以便找到合适的攻击途径。

边缘计算的安全挑战

随着边缘计算的发展，越来越多的物联网设备在本地处理数据。这种分布式架构带来了新的攻击面，如边缘设备的数据篡改、未经授权的设备访问，以及边缘节点的通信安全问题。

物联网云平台的安全性

物联网设备通常通过云平台进行管理和数据处理。攻击者可以针对物联网云平台的API、身份验证机制或数据存储进行攻击。渗透测试需要对这些云平台进行全面的安全评估，包括API安全性、云服务配置、数据传输加密等方面。

面对挑战的应对策略

针对物联网（IoT）设备渗透测试的独特挑战，可以通过以下细化的应对策略来更有效地提高测试效率和覆盖范围：

开发适用于物联网的渗透测试工具

• 专用协议分析工具：由于物联网设备使用多种专有协议（如Zigbee、Z-Wave、LoRaWAN等），开发和改进能够解析和分析这些协议的工具至关重要。专用的协议嗅探器、解码器和模糊测试工具可以帮助测试人员更容易地发现协议实现中的安全漏洞。

• 固件提取与分析自动化：针对固件逆向工程的工具需要支持多种固件格式和架构（如ARM、MIPS等），自动化工具可以通过静态分析、二进制差分对比、符号执行等技术，快速检测固件中的硬编码凭证、潜在后门或未修补的漏洞。

• 物理接口测试工具：开发支持多种物理接口（如JTAG、UART、SPI）的工具，能够方便地访问设备的调试接口，对设备进行低层次的渗透测试。此外，还可以结合自动化脚本对硬件调试接口进行批量扫描，节省测试时间。

强化供应链的安全审查

• 审查设备的生产和供应过程：对物联网设备的供应链进行全面的安全审查，从元器件采购、设备制造、软件开发到设备部署的各个环节入手，找出可能的攻击途径。例如，针对设备的生产工艺进行分析，以防止恶意代码在生产过程中被植入。

• 检测固件的可信度：利用代码签名验证和加密技术确保固件更新的安全性。渗透测试可以检查设备是否使用了安全的固件更新机制，以防止攻击者通过供应链污染植入恶意固件。

• 供应商安全合规性评估：为确保供应链安全，要求供应商提供符合国际物联网安全标准（如NIST IoT Security、ISO/IEC 30141）的证明文件，并对其进行独立的安全审查，以评估其安全性合规情况。

提高固件分析能力

• 逆向工程的深入应用：深入学习各种逆向工程技术，包括静态分析、动态调试、符号执行和内存取证等，能够更好地理解固件内部的逻辑结构和潜在漏洞。应开发适应物联网常用架构（如ARM、MIPS）的逆向工程工具链。

• 漏洞自动化挖掘：采用自动化工具来发现固件中的常见安全漏洞（如缓冲区溢出、格式化字符串攻击等），并结合模糊测试工具对固件进行漏洞挖掘，提高漏洞检测的深度和广度。

• 分析设备间通信的固件依赖性：有些物联网设备的固件会影响到设备间通信的安全性。测试人员需要分析不同固件版本对通信协议的实现差异，评估是否存在兼容性问题或安全漏洞。

通过细化以上策略，可以更全面地应对物联网设备渗透测试中的各种挑战，为提高设备安全性提供有效的保障。

最常用，最重要，最直接的方法

在针对物联网（IoT）设备的渗透测试中，最常用的策略是提高固件分析能力。这是因为固件是物联网设备的核心软件，直接控制着设备的行为和通信，因此对其进行深入分析有助于发现设备的多个层面上的安全漏洞。固件分析通常涵盖以下几方面：

• 固件提取和逆向工程：测试人员常常需要从设备中提取固件（通过OTA更新包、物理接口或供应商网站），然后使用逆向工程工具（如IDA Pro、Ghidra）对其进行分析。逆向工程帮助理解固件的内部逻辑和潜在的安全问题。

• 静态和动态分析：固件分析包括静态代码检查和动态行为测试，测试人员可以通过自动化工具检测硬编码凭证、未修补的漏洞或潜在后门。此外，结合调试技术进行动态分析，可以进一步深入挖掘运行时的安全问题。

• 模糊测试：固件分析通常伴随着模糊测试，用来测试固件在处理异常输入或协议边界条件时的表现。模糊测试可以自动化执行，帮助测试人员更高效地找到代码中的漏洞。

原文始发于微信公众号（狐狸说安全）：2024入坑指南——渗透测试的新兴考点IOT物联网安全（3）