Drones Infectados

Vetores de ataque, vulnerabilidades e exploits de Estação de Controle em Solo para Drones

As frotas de drones hoje consistem em um operador pilotando dezenas ou centenas de drones a partir de uma única estação em solo. Isso torna a estação de controle em solo um alvo valioso para adversários. É onde o piloto geralmente está localizado, frequentemente armazena dados de missão e é um vetor privilegiado para movimento lateral em redes UxS e outros drones em uma frota.

A maior parte da pesquisa de segurança de drones tem se concentrado em atacar o drone. A pesquisa Infected Drone adota uma abordagem alternativa e destaca como um único drone comprometido pode atacar estações em solo que se conectam a ele. Como a maioria dos softwares de controle em solo confia em tudo que o drone envia, há uma falta de autenticação, validação e sanitização, permitindo que dados de um drone comprometido levem a CRUD de arquivos, execução de código ou uma falha na máquina do operador.

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Uso responsável

Este repositório documenta vulnerabilidades em softwares de estação de controle em solo e fornece código de prova de conceito funcional para elas. É publicado apenas para fins educacionais e para que operadores entendam sua exposição e para que mantenedores possam reproduzir e corrigir esses problemas.

Execute os PoCs apenas contra sistemas que você possui ou tem permissão escrita para testar. Cada um deles é escrito para um ambiente de teste: os payloads são marcadores benignos, e nada aqui é empacotado para uso contra a aeronave ou estação em solo de outra pessoa. Usar este material contra sistemas que você não controla é provavelmente ilegal onde quer que você esteja.

A seção Reprodução de cada achado declara o que ele precisa e o que ele faz. Leia antes de executar qualquer coisa.

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Achados

Legenda:

• ✅ confiável com esse vetor
• ⚠️ possível, mas condicional, instável ou requer etapas extras
• ❌ não aplicável para este achado via esse vetor

Classe de entrega é o que o atacante precisa fazer no link, e isso decide quais vetores funcionam. Achados do tipo Push precisam apenas que um frame chegue à GCS, então qualquer vetor com capacidade de injeção é suficiente. Achados do tipo Handshake e request/response precisam que o atacante seja, ou controle totalmente, o par conversacional, o que favorece um periférico no barramento, um companion comprometido, a cadeia de suprimentos ou um MITM completo.

A coluna Fix vincula o pull request upstream onde um foi submetido. Dez dos quinze achados vêm com um patch registrado contra o próprio repositório do fornecedor.

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Vetores de entrega

A matriz pontua sete colunas por achado: os cinco vetores abaixo, mais os dois modos de rádio SiK (telemetria RF), que recebem seu próprio destaque abaixo dada a nuance de injeção vs MITM.

1. Controlador de voo infectado, conexão serial ou cadeia de suprimentos. Um atacante local ou um controlador de voo malicioso é fisicamente conectado ao host da GCS ou ao rádio. O veículo ou firmware é algo que o operador não construiu: uma unidade de demonstração, aluguel, airframe apreendido ou aeronave de segunda mão, cujo firmware é implantado para emitir MAVLink hostil no momento em que uma GCS se conecta. A própria GCS do operador é a vítima; o "veículo" era hostil antes mesmo de ser ligado. Aplica-se a todos os achados, e é a forma mais limpa de entregar exploits de handshake em tempo de conexão. Isso se estende a analistas forenses que podem se conectar diretamente a ou extrair dados de um veículo infectado. Esses artefatos, se não forem tratados adequadamente, podem infectar ou se espalhar para o computador e a rede do analista.

2. Periférico MAVLink malicioso / falsificado no próprio barramento do veículo. Uma câmera de terceiros, gimbal, ADSB-in, telêmetro ou qualquer dispositivo que fala MAVLink e é ele próprio o atacante. É um participante legítimo no link emitindo frames hostis. Uma "câmera inteligente" falsificada anunciando mensagens envenenadas está fazendo exatamente o que uma real faz, apenas com valores hostis.

3. Companion computer comprometido a bordo (Raspberry Pi / Jetson executando mavlink-router / MAVProxy). Uma vez comprometido, ele se torna o endpoint do veículo, com acesso bidirecional total ao link e visibilidade de seu estado ao vivo. Ele pode responder qualquer handshake e emitir qualquer frame push, o que o torna viável para todos os achados neste conjunto.

4. Bridge de telemetria WiFi / UDP (ESP8266 / ESP32 "wifi telemetry"). Qualquer um no ponto de acesso ou LAN pode injetar dados MAVLink. Isso reduz o custo dos vetores de injeção a quase zero e, para um atacante que também pode interceptar (ARP/AP MITM), permite controle total de handshake também.

5. Relay TCP / cloud (SITL, mavlink-router TCP, mavp2p, GCS em nuvem 4G/LTE como serviços comerciais de UAV-cloud). MITM no relay, ou qualquer um que consiga alcançar a porta TCP exposta, pode reescrever o stream. Links de nuvem/4G ampliam o raio de impacto geográfico enormemente e frequentemente carecem de autenticação mútua.

Rádio SiK (link de telemetria RF)

O caminho de telemetria RF real dominante para aeronaves ArduPilot/PX4 de hobby e prosumer é um par de rádios SiK, uma bridge serial transparente que não analisa nem valida MAVLink, então oferece à GCS zero proteção contra conteúdo hostil. Um módulo SiK rogue se junta ou faz bridge de um link existente usando sikw00f. Dois modos de ataque, com confiabilidade muito diferente:

• Injeção (um rádio rogue). sikw00f pode transmitir frames hostis no canal compartilhado uma vez sincronizado ao link. Confiável para mensagens push/stream de disparo único (STATUSTEXT, PARAM_VALUE, CAMERA_INFORMATION, etc.), sem necessidade de resposta. Não confiável para protocolos de handshake (MAVFTP, download de param/log) já que o injetor deve vencer uma corrida de tempo de antena e corresponder a uma sessão/sequência que ele não controla.
• Full-MITM (par rogue). Dois rádios sikw00f, um voltado para a GCS, um voltado para o veículo para fazer bridge e reescrever frames em trânsito (opcionalmente após jamming para forçar re-associação). Isso controla toda a conversa, então também satisfaz handshakes de forma confiável.

Nota: a criptografia SiK (AES-128, onde suportada) vem desativada por padrão com uma chave compartilhada estática.