物联网操做系统安全性分析

物联网操做系统安全性分析

bt0sea · 2015/09/10 20:49

 

0x00 前言

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物联网目前是继移动互联网以后的又一个将来IT发展的蓝海。智能设备的不断涌现已经在不知不觉中占领咱们的生活，颠覆咱们的原有的思惟模式，记得前几年我还带着一块天梭的机械手表，近段时间地铁好多人都佩戴iWatch等智能手表。还有智能手环、智能灯等在不断的改变咱们的生活方式。那么这些智能设备具体的IT架构是什么？他们的安全性设计如何？对于信息安全工做者，有必要研究一下。

物联网操做系统，其实和传统的windows操做系统大同小异，可是通过一段时间的调研，才发现它不光由本地物联网设备上的操做系统组成，还包括提供物联网终端设备支持的云端架构。因此，咱们的安全研究范围锁定在如下3个方面：

1. IoT终端和云端通信协议的安全
2. 物联网终端安全
3. 云端IT架构的安全性

0x01 物联网云协议安全性分析

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针对于智能家居等物联网设备，接入到互联网进行数据交换，安全风险性就很是大，若是处理很差，可能就会像黑客电影中桥段：经过网络把你家的智能门锁打开。

那么，物联网操做系统具体怎么链接互联网呢？

其中物联网终端（例如：灯泡）有两种链接方式，

1. 链接IoT gateway网关，再经过IoT gateway网关 链接家里的wifi路由器上网。
2. 物联网设备直接经过本身的wifi模块（或者直接集成GPRS/3G/4G链接模块）链接家中路由器上网。

这两种链接方式都有现实存在的意思，直连的通常都是大型家电设备，由于节点量比较少，互联网能够经过物联网协议直接控制，wifi模块信号强。可是像插座、灯泡这种小的终端设备仍是链接到IoT gateway网关中转后再链接互联网。

那么物联网协议都有哪些呢？

那么，从商业模式上分析，大公司通常是经过移动端（手机开发SDK）、云端（创建开源物联网云平台）、设备端（物联网链接硬件和软件SDK）、而后使开发者经过众筹方式，开发硬件，可是传递到云端的数据归物联网公司平台拥有。最后经过本身的电商销售渠道卖给用户。经过上述流程物联网生态系统，拥有物联网大数据，在资本市场上大捞一笔。

很显然，若是要研究物联网通信协议，就必须了解作为展现和输入输出设备的手机端物联网SDK调用，物联网设备端硬件支持的协议SDK、以及云端对以上各类协议支持的具体体现。

国外市面上有不少开源的协议。

• AllSeen Alliance AllJoyn
• 开放互联网联盟 Open Interconnect Iotivity

国内在这些开源协议之上有创建了一层物联网操做系统。

• 技术型的华为LiteOS，重点在嵌入式物联网设备。（伪开源，到目前为止github上没看到上传的源码）
• 业务型的京东智能云，重点是经过众筹吸引硬件开发团队合做。经过本身互联网商城销售。
• 固然还有一些创新型公司

那么，咱们先分析一下其相关的SDK，是怎么处理数据的：

（一）物联网终端设计

安全层能够看出通常在协MQTT等议栈中实现，若是协议栈中没有实现，那只能在Application SDK API中实现。

在终端实现其安全特性还有几个问题要考虑：

1. 物联网终端的内存和硬盘都颇有限。
2. 物联网终端电源有限，不少安全设计，例如：心跳检测时间不能太近等。

通常和云通信会有Cloud key 和本身设备自己的private key。经过SSL隧道交换秘钥。

和云端通信函数。

同时，查看了iOS手机端控制部分，因为是部分开源，dot m实现函数已经屏蔽，没法了解其内部逻辑。

小结：因为某云厂商相应的硬件端源码开发不彻底，只能看到这些，同时、强烈鄙视这种伪开源的行为。

能够看出使用非对称秘钥加密传输数据到云端。同时，发现设置开发测试模式和生产环境的云端链接域名。固然，证书验证等没看到。

（二）物联网云端设计

云端设计、通常要有几个模块要考虑：

1. 帐号处理模块：主要是和用户互交。
2. 设备管理模块：绑定用户和设备的关系。
3. OTA模块：升级固件功能
4. 定时执行模块：按期执行相关任务
5. 大数据分析模块：这个要看具体的应用了，好比说：全国路由器信号排行榜，以及你战胜了多少人的路由器。等

固然，还有不少功能，就不一一讲解。先举例说明一下OTA模块

No.1 OTA(Over The Air) 服务 推送文件到设备端。

• @param $deviceId 整数，是要被升级的设备的逻辑ID。
• @param $toVersion 字符串，表示升级的目标版本号，如：2-0-3。
• @param $OTAHash字符串， 验证逻辑固件。

文件存储服务。向BlobStore服务上传文件。

• @param $bucket 给定的类别名字。
• @param $filePath 要被上传的文件的本地路径。
• @param $name 能够指定文件被上传后在服务器端的存储名字。若是未指定，则使用从$filePath在提取到的文件名。

提供存储服务是为了进行固件升级。同时，物联网硬件开发商能够在本身的私有云中上传固件，而后存储到物联网云平台，更新给联网的物联网终端设备。

No.2 设备管理模块：这里面设计一个带时间限制分享码（其实就是web服务中的session的意思）

设计设备的管理员用户获取设备的分享码。

• @param $deviceId 要操做的对象的逻辑ID。整数。
• @param $user ACUser对象，表示该设备的管理员用户。
• @param $timeout 生成的分享码的有效时长。以秒为单位。

小结：云端对多租户的设计，主要体如今不一样DNS域名隔离不一样的企业物联网应用。服务器端么法发现使用HTTPS的通信协议，难道是云服务商为了节省成本？设备分享码的设计确实很前卫。

0x02 物联网操做系统安全建议

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目前，物联网还在发展之中，把通信协议直接裸奔在固件上也无可厚非。可是仍是有几条提醒各位物联网玩家。

1. 当物联网设备无网络链接时、云端马上通知。
2. OTA升级、出现重大安全漏洞要厂商直接推送更新固件。
3. 设置强密码Policy 要求12位以上，同时使用数字、特殊符号和字母的组合。若是条件容许尽可能使用双因素方式认证（Two-factor authentication）
4. 使用SSL/TLS链接云端传输数据(HTTPS+ AES 128bit encryption)，尽可能不要在物联网终端设备上存储数据，以避免被黑。若是必须在本地存储请加密，同时加密备份到云端一份。若是再安全一点可使用TPM处理，把秘钥存储到相似U盘的设备当中作认证。
5. 若是使用SSL，检查两端(服务器和客户端)的证书，不容许使用自签名证书。
6. 云端处理好多租户问题，尽可能作到操做系统层面、数据层面的隔离。