Infected Drones

Векторы атак, уязвимости и эксплойты «дрон — наземная станция управления»

Сегодня флот дронов — это один оператор, управляющий десятками или сотнями дронов с единственной наземной станции. Это делает наземную станцию управления ценной целью для противников. Именно там обычно находится пилот, там часто хранятся данные миссий, и это — основной вектор для бокового перемещения по сетям UxS и другим дронам во флоте.

Большинство исследований по безопасности дронов было сосредоточено на атаке на сам дрон. Исследование Infected Drone использует альтернативный подход и показывает, как один скомпрометированный дрон может атаковать наземные станции, которые к нему подключаются. Поскольку большинство программ наземного управления доверяет всему, что присылает дрон, отсутствуют аутентификация, валидация и санитизация, что позволяет данным от скомпрометированного дрона приводить к CRUD-операциям с файлами, выполнению кода или краху на машине оператора.

---

Ответственное использование

Этот репозиторий документирует уязвимости в программном обеспечении наземных станций управления и поставляет рабочий proof-of-concept код для них. Он опубликован исключительно в образовательных целях и для того, чтобы операторы понимали свою подверженность риску, а мейнтейнеры могли воспроизвести и исправить эти проблемы.

Запускайте PoC только против систем, которыми вы владеете или на тестирование которых у вас есть письменное разрешение. Каждый из них написан для стенда: полезные нагрузки — это безобидные маркеры, и ничто здесь не упаковано для использования против чужого воздушного судна или наземной станции. Использование этого материала против систем, которые вы не контролируете, скорее всего незаконно, где бы вы ни находились.

Раздел «Reproduction» для каждой находки указывает, что ей нужно и что она делает. Прочитайте его, прежде чем запускать что-либо.

---

Находки

Легенда:

• ✅ надёжно с этим вектором
• ⚠️ возможно, но условно, с гонками или требует дополнительных шагов
• ❌ неприменимо для этой находки через этот вектор

Класс доставки — это то, что атакующий должен сделать на канале, и он определяет, какие векторы работают. Находкам типа Push достаточно лишь кадра, прибывающего на GCS, поэтому достаточно любого вектора, способного к инъекции. Находки типа Handshake и request/response требуют, чтобы атакующий был или полностью контролировал собеседника в диалоге, что благоприятствует периферии на шине, скомпрометированному компаньону, цепочке поставок или полному MITM.

Столбец Fix ссылается на upstream pull request, если он был отправлен. Десять из пятнадцати находок поставляются с патчем, отправленным в собственный репозиторий вендора.

---

Векторы доставки

Матрица оценивает семь столбцов на каждую находку: пять векторов ниже, плюс два режима SiK-радио (RF-телеметрия), которым ниже посвящён отдельный раздел с учётом нюанса инъекция-против-MITM.

1. Заражённый полётный контроллер, последовательное подключение или цепочка поставок. Локальный атакующий или вредоносный полётный контроллер физически подключается к хосту GCS или радио. Аппарат или прошивка — это то, что оператор не собирал: демо-экземпляр, аренда, изъятый корпус или подержанный аппарат, в прошивку которого имплантировано испускание враждебного MAVLink в момент подключения GCS. Собственная GCS оператора — жертва; «аппарат» был враждебным ещё до того, как его вообще включили. Применимо к каждой находке и является самым чистым способом доставки эксплойтов connect-time handshake. Это распространяется и на криминалистов, которые могут подключаться напрямую к заражённому аппарату или извлекать из него данные. Эти артефакты, если с ними не обращаться должным образом, могут заразить или распространиться на компьютер и сеть аналитика.

2. Вредоносная / поддельная периферия MAVLink на собственной шине аппарата. Сторонняя камера, подвес, ADSB-in, дальномер или любое устройство, которое говорит на MAVLink и само является атакующим. Это легитимный участник на канале, испускающий враждебные кадры. Поддельная «умная камера», рекламирующая отравленные сообщения, делает ровно то же, что и настоящая, только с враждебными значениями.

3. Скомпрометированный бортовой companion-компьютер (Raspberry Pi / Jetson с mavlink-router / MAVProxy). После компрометации он становится конечной точкой аппарата, с полным двунаправленным доступом к каналу и видимостью его живого состояния. Он может ответить на любой handshake и испустить любой push-кадр, что делает его пригодным для каждой находки в этом наборе.

4. WiFi / UDP мост телеметрии (ESP8266 / ESP32 «wifi telemetry»). Любой в точке доступа или LAN может инжектировать данные MAVLink. Это сводит стоимость векторов инъекции к почти нулю и, для атакующего, который также может перехватывать (ARP/AP MITM), включает и полный контроль над handshake.

5. TCP / облачный релей (SITL, mavlink-router TCP, mavp2p, 4G/LTE облачная GCS, такая как коммерческие UAV-cloud сервисы). MITM на релее или любой, кто может достичь открытого TCP-порта, может перезаписывать поток. Облачные/4G-каналы расширяют географический радиус поражения колоссально и часто не имеют взаимной аутентификации.

SiK-радио (RF-канал телеметрии)

Доминирующий путь реальной RF-телеметрии для любительских и prosumer-аппаратов ArduPilot/PX4 — это пара SiK-радио, прозрачный последовательный мост, который не парсит и не валидирует MAVLink, поэтому он не даёт GCS никакой защиты от враждебного контента. Вредоносный SiK-модуль присоединяется к существующему каналу или становится мостом в нём, используя sikw00f. Два режима атаки с очень разной надёжностью:

• Инъекция (одно вредоносное радио). sikw00f может передавать враждебные кадры в общий канал, как только синхронизируется с каналом. Надёжно для одноразовых push/stream сообщений (STATUSTEXT, PARAM_VALUE, CAMERA_INFORMATION и т. д.), ответ не нужен. Ненадёжно для handshake-протоколов (MAVFTP, скачивание параметров/логов), поскольку инжектор должен выиграть гонку за эфирное время и совпасть с session/sequence, которым он не управляет.
• Полный-MITM (пара вредоносных радио). Два радио sikw00f, одно обращено к GCS, другое к аппарату, чтобы быть мостом и перезаписывать кадры в полёте (опционально после глушения для принудительной переассоциации). Это владеет всем диалогом, поэтому надёжно удовлетворяет и handshake.

Примечание: шифрование SiK (AES-128, где поддерживается) поставляется выключенным по умолчанию со статическим общим ключом.