智能门锁网络清静剖析报告

宣布时间 2018-11-14
目录
 小序
 1、智能门锁市场现状与生长趋势
 2、智能门锁手艺生长现状
2.1 智能门锁组网手艺


2.2 智能门锁开锁模式


2.2.1 牢靠密码开锁模式


2.2.2 暂时密码开锁模式


2.2.3 生物钥匙开锁模式


2.2.4 智能卡钥匙开锁模式


2.2.5 手机APP开锁模式


 3、智能门锁清静危害与案例剖析
3.1 清静危害模子


3.2 智能门锁清静危害


3.2.1 生物钥匙攻击


3.2.2 牢靠密码清静


3.2.3 固件窃取和逆向


3.2.4无线馈电攻击


3.3 移动应用清静危害


3.4 近场通讯清静危害


3.4.1 RFID门锁攻击


3.4.2 315Mhz无线电门锁攻击


3.5 网络通讯清静危害


3.6 云平台效劳清静危害


 4、危害提防和清静建议
4.1 门锁用户


4.2 门锁厂商


4.3 行业羁系和指导


国家互联网应急中心网络清静应急手艺国家工程实验室
凯旋国际游戏起劲防御实验室（ADLab）
北京同余科技有限公司
云丁网络手艺（北京）有限公司


小序

2016年起，，，随着物联网、云盘算、大数据等手艺的一直成熟和普遍应用，，，加上资源的助推，，，智能家居异军突起，，，成为新兴工业势力。。。。智能门锁作为智能家居工业中的代表性产品之一，，，生长潜力很是重大，，，2017年智能门锁产值凌驾百亿元，，，市场规模靠近800万把，，，预计2020年智能门锁市场规模将抵达4000万把。。。。 


智能门锁是一个典范的物联网系统，，，其整个系统由感知层、传输层和应用层组成，，，包括智能门锁装备、智能家庭网关、手机APP和云端效劳等组件。。。。其中传输层与应用层手艺为现有互联网手艺，，，相对成熟稳固。。。。在感知层，，，用户身份认证方法主要有牢靠密码、暂时密码、指纹、掌纹、人脸、RFID、NFC和APP等，，，近场接入手艺主要有WIFI、蓝牙、Zigbee、433Mhz和 315MHz等。。。。随着智能门锁的盛行，，，种种清静隐患也一直被袒露出来，，，指纹复制、密码猜解、强磁滋扰、APP误差、近场通讯挟制、WIFI流量挟制和云端效劳误差等种种智能门锁的清静事务已经被媒体普遍报道。。。。


智能门锁的清静将会直接导致小我私家和家庭的生命工业清静，，，其主要性勿需多言。。。。本报告重点关注智能门锁的网络清静问题，，，首先剖析了智能门锁的生长趋势，，，梳理了智能门锁的种种开锁手艺。。。。接下来深入剖析了智能门锁的各项联网手艺，，，并凭证智能门锁的组网系统架构提出了其清静危害模子，，，同时连系详细的智能门锁清静误差举行案例验证剖析。。。。最后从小我私家用户、厂商和行业主管等几个方面划分提出了几点智能门锁网络清静的建议，，，希望能给智能门锁行业提供一些参考。。。。




1、智能门锁市场现状与生长趋势


智能门锁是指区别于古板机械锁的基础上刷新的一类门锁，，，在用户清静性、识别性和治理性方面越发智能化和轻盈化的锁具。。。。广义上说，，，具有指纹门锁、密码门锁、蓝牙门锁或者APP互联网门锁等任一功效的门锁均可称为智能门锁。。。。


据《鲸准研究院-2018中国智能门锁行业深度研究报告》数据，，，2017年智能门锁销量约800万套，，，行业总产值凌驾100亿元，，，在2016年的基础上实现了翻倍增添，，，2018年有望继续翻倍。。。。阻止2018年6月尾，，，我国4亿家庭智能门锁渗透率在5%左右，，，3000万套B端运营的租赁公寓渗透率在10%左右，，，未来生长空间重大。。。。


到2020年，，，我国智能门锁年销量将凌驾 4000万套，，，市场规模将超400亿元。。。。2018、2019和2020三年将是智能门锁生长的黄金三年，，，到2022年，，，我国4亿家庭的智能门锁渗透率将抵达35%，，，抵达2018年西欧的水平，，，公寓端的渗透率将凌驾50%。。。。


从手艺生长趋势方面说，，，智能门锁的联网方法现在主要是WIFI和蓝牙，，，别的尚有Zigbee、433MHz和 315MHz等，，，由于WIFI和NB-IoT优势很是显着，，，未来将会成为智能门锁的主流联网方法。。。。




2、智能门锁手艺生长现状


2.1 智能门锁组网手艺

智能门锁的整体组网为典范的物联网三层结构，，，即感知层、传输层和应用层。。。。其中感知层由智能门锁和智能手机APP组成，，，传输层包括家庭智能网关和移动通讯基站等，，，应用层即为智能门锁云平台。。。。下图列示了现在常见的智能门锁的联网计划，，，差别厂商差别型号的门锁往往选择其中一种或几种毗连方法实现联网。。。。



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图2-1 典范的智能门锁组网手艺


在感知层，，，由于受到功耗的限制，，，大部分智能门锁接纳电池供电，，，其通讯方法主要有蓝牙、ZigBee、NB-IoT、433MHz和315MHz等。。。。也有部分门锁有条件接纳交流电供电，，，该类门锁通常接纳WIFI方法与云端举行通讯。。。。


在传输层，，，其通讯方法主要有家用宽带（WIFI/以太网）和移动通讯（3G/4G）。。。。


应用层即智能门锁的云端效劳，，，主要认真智能门锁的装备接入、身份认证、逻辑控制、数据剖析和营业展示等。。。。现在智能门锁云端效劳主要安排在云上，，，如阿里云、AWS、Azure和腾讯云等，，，以及各厂商自己的私有云上。。。。


2.2 智能门锁开锁模式


2.2.1 牢靠密码开锁模式


用户在装置牢靠密码智能门锁的时间，，，需要先举行门锁初始化，，，并完成密码设置，，，该密码存储在智能门锁的固态存储空间，，，同时也会上传到云端举行存储。。。。


在用户开锁时，，，在门锁上输入密码，，，若是输入的密码与预先设置的密码一致，，，则可翻开门锁。。。。



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图2-2 牢靠密码开锁模式


2.2.2 暂时密码开锁模式


在暂时密码开锁模式下，，，户主会通过手机APP从云端获取目今时段开锁的暂时密码，，，并通过短信、微信或者手机APP等方法将暂时密码发送给访客。。。。


访客在门锁上输入吸收到的暂时密码后，，，门锁会将该密码与云端自动天生的目今时段暂时密码举行比照，，，若是乐成，，，则开锁。。。。



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图2-3 暂时密码开锁模式


2.2.3 生物钥匙开锁模式


现在，，，市面上常用且稳固可靠的智能门锁开锁生物特征主要有指纹、掌纹、虹膜和人脸等。。。。


该类门锁在装置的历程中，，，会将指纹、掌纹、虹膜和人脸等生物特征初始化到智能门锁固态存储或者云端。。。。


用户开锁时，，，门锁需要收罗用户的指纹、掌纹、虹膜和人脸特征，，，并古板到云端与初始化特征举行比照，，，若是比照乐成，，，则开锁。。。。



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图2-4 生物钥匙开锁模式


2.2.4 智能卡钥匙开锁模式


用于智能门锁开锁的智能卡主要有RFID卡、NFC卡和CPU卡三类，，，该类门锁主要应用在旅馆和公寓等场景。。。。


使用RFID卡的门锁，，，门禁治理系统会在RFID卡中写入代表该卡身份的字符串，，，在开锁时，，，门锁提取RFID卡中的字符串，，，并传输到云端举行比照，，，比照乐成，，，则开锁。。。。


使用NFC卡和CPU卡的门锁，，，门禁治理系统会在NFC卡和CPU卡中写入代表该卡身份的私钥和公钥，，，在开锁时，，，该卡通过门锁与云端举行双向身份认证，，，若是认证乐成，，，门锁吸收到云端的开锁指令，，，翻开门锁。。。。



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图2-5 智能门禁卡开锁模式


2.2.5 手机APP开锁模式


接纳手机APP开锁的门锁，，，在初始化的历程中，，，云端会将门锁与指定手机上的APP举行绑定。。。。


在用户开锁时，，，用户在手机APP上完成身份认证，，，然后在手机上点击开锁按钮，，，智能门锁就会吸收到云端下发的开锁指令，，，然后翻开门锁。。。。



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图2-6 手机APP开锁模式




3、智能门锁清静危害与案例剖析


3.1 清静危害模子


凭证智能门锁的组网系统架构，，，其清静危害可以划分为以下五个方面：智能门锁清静危害（针对智能门锁装备的攻击）、移动应用清静危害（针对智能门锁手机APP的攻击）、近场通讯清静危害(针对WIFI、ZigBee、蓝牙、433和315等通讯方法的攻击)、网络清静危害（针对家庭智能网关和有线数据阻挡的攻击）和应用清静危害（针对智能门锁云平台的攻击）。。。。



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图3-1 智能门锁网络清静危害模子


3.2 智能门锁清静危害


3.2.1 生物钥匙攻击


智能门锁的常用生物钥匙中，，，虹膜和人脸的伪造难度较高，，，已知的攻击危害较小，，，但指纹和掌纹有较高的伪造危害，，，难度低，，，已经较量常见。。。。



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图3-2 指纹识别攻击

3.2.2 牢靠密码清静


在使用牢靠密码的智能门锁中，，，经常泛起使用默认密码、后门密码、密码逻辑误差和短密码等问题，，，并保存密码走漏等征象。。。。



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图3-3 牢靠密码攻击


3.2.3 固件窃取和逆向


攻击者拆开智能门锁后，，，通过专用工具从固件存储器中读取固件内容，，，然后逆向剖析固件保存的误差，，，再连系其它攻击手段对误差举行使用。。。。



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图3-4固件读取


3.2.4 无线馈电攻击


（1）原理剖析


无线馈电是一项应用普遍的手艺，，，包括电磁炉、无线充电、非接触卡等。。。。一些智能门锁由于设计缺陷，，，在布线及电路设计时没有思量电磁滋扰问题。。。。攻击者可以使用特斯拉线圈通过无线电波滋扰，，，使得智能门锁的内部电路爆发直流馈电。。。。


若是这种直流馈电足够高，，，将触发智能门锁小型电机驱动锁芯实现开锁。。。。唬�； ；蛘叩贾翸CU的逻辑异常而重启，，，有的智能门锁默认重启后会自动开锁。。。。



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图3-5 开锁电路图


（2）案例剖析


2018年5月26日，，，第九届中国（永康）国际门业展览会上，，，一位女士以一个小黑盒一连翻开了多家品牌的智能门锁，，，最短的时间只有3秒，，，一篇名为《谁人女人毁了整个指纹锁行业》的文章迅速蹿红，，，成为智能门锁圈的恶梦。。。。


“小黑盒”的原理是特斯拉线圈通电后，，，可能爆发两种效果：一是使用智能门锁电路的馈电系统驱动电流翻开门锁；；； ；二是该线圈爆发强电磁脉冲攻击智能门锁芯片，，，会造成芯片死机并重启，，，有的智能门锁默认重启后会自动开锁。。。。



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图3-6 “小黑盒”开锁图


3.3 移动应用清静危害


（1）原理剖析


移动应用APP中保存种种常见的清静危害，，，如：移动端APP代码中或者固件中使用牢靠的加解密密钥；；； ；移动端APP代码没有接纳加固和混淆手艺使得代码被完整逆向，，，进而相识并破解开锁机制然后结构控制指令举行攻击；；； ；开发职员遗留的代码BUG问题，，，有可能导致绕过相关权限验证；；； ；移动端操作系统泛起相关误差，，，导致被植入恶意代码进而控制手机实现攻击；；； ；移动端APP和装备之间的认证问题，，，若是移动端APP和装备之间的认证历程泛起误差，，，这就容易导致中心人攻击，，，即伪造一个假移动端APP和真实装备举行通讯抵达诱骗目的进而实现攻击。。。。


攻击者使用智能门锁对应的APP保存的这些误差或缺陷，，，绕过智能门锁、APP和云端效劳预先设定的逻辑，，，实现非授权的开锁操作。。。。


（2）案例剖析


某品牌智能门锁保存密码重置误差（误差编号CNVD-2017-03908）。。。。我们通过逆向智能门锁APP，，，剖析其代码逻辑及智能门锁APP与云端网络交互的报文，，，掌握了相关云端接口的界说。。。。发明该品牌锁的某个营业接口缺少用户正当性验证，，，攻击者可以使用已经掌握的用户信息，，，绕过正当性验证举行密码重置。。。。攻击者使用重置后的密码完成登录后，，，可以举行开锁和修改用户信息等操作。。。。在此研究基础上，，，我们又做了进一步的清静剖析，，，发明了一个影响更大的清静问题：攻击者通过该误差可以获取该智能门锁产品的所有用户资料，，，包括手机号和开门密码。。。。由于该误差不依赖手机验证码，，，这种攻击具有更大的隐藏性，，，因此危害更大。。。。



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图3-7 移动应用清静案例


3.4 近场通讯清静危害


3.4.1 RFID门锁攻击


（1）原理剖析


RFID卡中存储代表持卡人身份信息的字符串，，，而一样平常的RFID卡中的信息以明文形式存储，，，或者仅经由简朴处置惩罚后存储，，，攻击者可以读取其中的信息，，，并复制到其卡片中，，，从而获取持卡人的授权。。。。


（2）案例剖析


某品牌智能门锁为RFID门锁，，，测试职员从淘宝上购置简朴的RFID读写器，，，即可从已有的RFID卡中读守信息，，，并写入到新的RFID卡中，，，并通过新的RFID正常翻开门锁。。。。


该类RFID卡经常以小区门禁、楼宇门禁和旅馆房卡等形式泛起，，，造成的影响面极大。。。。



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图3-8读取门禁卡信息


3.4.2 315Mhz无线电门锁攻击


（1）原理剖析


无线电门锁响应指定的无线电信号，，，而一样平常的无线电门锁的信号是牢靠的，，，攻击者可以重放无线电信号或对信号举行简朴处置惩罚，，，从而伪造真适用户开关门锁的行为。。。。


（2）案例剖析


某品牌智能门锁保存无线电信号重放攻击误差（误差编号CNVD-2018-02695）。。。。该门锁为无线电门锁，，，测试职员从淘宝上购置简朴的无线电收发器，，，即可抓取无线电门锁开关门信号，，，并存储此无线电数据包到外地，，，通过重放包括开锁信号的无线电数据包即可翻开门锁。。。。


该类无线电门锁经常以车库门禁、家庭门禁和汽车门等形式泛起，，，这种攻击行为可形成重大清静隐患。。。。



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图3-9 使用无线电工具重放信号开锁


3.5 网络通讯清静危害


（1）原理剖析


有的智能门锁直接通过WIFI信号毗连到互联网，，，而其它通讯方法的门锁毗连到响应的网关后，，，也会通过WIFI信号毗连到互联网，，，与此同时，，，手机APP在家时，，，也会通过WIFI毗连到智能门锁和云端效劳器。。。。�？ Ｋ剂康酱笞诘闹悄苊潘ㄑ缎榻幽擅魑拇�，，，或者加密传输历程中保存误差，，，通过攻击WIFI路由器、智能家居网关，，，或者截持WIFI信号，，，可以实现对智能门锁的控制。。。。


（2）案例剖析


某品牌智能门锁保存设计误差（误差编号CNVD-2016-12586）。。。。测试职员通过WIFI信号抓取，，，剖析出APP与智能门锁云端效劳之间的通讯是明文传输，，，并识别出智能门锁开门和关门的特定命据包。。。。


测试职员在挟制WIFI信号后，，，即可通过WIFI信号重放攻击的方法，，，实现对门锁的控制。。。。



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图3-11 WIFI信号挟制实现开关门操作


3.6 云平台效劳清静危害


（1）用户身份判别误差


未限制密码重漂后，，，未限制不法上岸次数，，，重置密码的短信验证码又外地爆发或者保存于返回数据包中。。。。


（2）会见控制误差


后端信息系统没有对数据包中主要会见控制参数举行校验，，，导致越权操作。。。。唬�； Ｉ杏斜４嬖冻檀胫葱形蟛�，，，可以举行root权限下令执行。。。。主要回话信息被挟制。。。。


（3）云治理平台系统保存web清静问题


常见的web清静误差同样保存于智能门锁云治理平台，，，例如，，，SQL注入、恣意文件上传、失效的身份验证和回话治理、跨站剧本攻击、不清静的直接工具引用、清静设置过失、敏感信息泄露、功效级会见控制缺失、跨站请求伪造、使用含有已经保存误差的组件和未验证的重定向和转发等误差。。。。




4、危害提防和清静建议 


凭证智能门锁危害模子，，，智能门锁面临的清静危害包括智能门锁清静危害、移动应用清静危害、近场通讯清静危害、网络清静危害和应用清静危害等五个方面的危害。。。。


智能门锁的清静问题一旦被黑客关注并使用，，，将会给用户带来很是直接的经济和工业损失，，，并给社会造成极为严重的负面影响。。。。接下来将从用户、厂商和行业三个角度，，，划分给出一些针对性的刷新意见和步伐。。。。


4.1 门锁用户


关于小我私家用户来说，，，首先只管选用着名品牌厂商生产、性价比适合自身的智能门锁产品。。。。其次若是家庭选择装置了智能家庭网关装备，，，应只管选择具有清静功效的装备，，，如近场通讯清静监控和流量清静监控等相关清静功效，，，对常见的攻击行为举行监控即可有用提高家庭清静。。。。


4.2 门锁厂商


（1）确实提高移动应用的清静质量


智能门锁厂商通过在移动应用设计历程中引入清静设计，，，在移动应用测试历程中增添清静测试，，，并通过清静加固等手段增强移动应用的抗剖析能力，，，可以较好地提高移动应用的清静质量。。。。


（2）增强智能门锁清静设计把关


智能门锁厂商在设计的历程中，，，通过提高电磁屏障、关闭调试接口和调试功效、加固固件、增添指纹活性检测、实验RFID加密、榨取简朴密码、动态快速升级固件等多种清静步伐，，，可以确实提高智能门锁的抗攻击能力。。。。


（3）提高网络清静防护水平


智能门锁系统中智能门锁、移动应用和云端效劳三者之间，，，都应该接纳规范的加密传输方法举行通讯，，，优先选择接纳国家密码治理部分批准使用的密码算法和密码算法使用规范，，，以确保网络通讯的清静。。。。


（4）一连包管云端效劳清静


在提高应用层清静危害方面，，，应该在云端效劳设计历程中引入清静设计，，，在产品测试历程中引入清静测试，，，在效劳上线后，，，举行一连的渗透测试和危害评估，，，选择具有清静防护实力的云效劳平台，，，并安排相关的云端清静防护产品或效劳，，，对云端实验从物理层、虚拟化层、主机层、网络层、数据层到应用层的全系统、全方位、全时段的清静监控与运维，，，形成完整的清静防护步伐，，，确保云端效劳的高度清静。。。。


4.3 行业羁系和指导


关于智能门锁整体行业，，，相关行业部分应该组织制订一套完善的清静实验标准，，，笼罩智能门锁系统从妄想、设计、开发、测试、安排、上线到运营的所有历程，，，强化整个行业的清静意识，，，确实提高整个行业整体的产品清静水平。。。。同时组织制订配套的智能门锁网络清静产品检测规范，，，联网智能门锁产品上市前应举行网络清静相关检测和认证。。。。


凯旋国际游戏起劲防御实验室（ADLab）

ADLab建设于1999年，，，是中国清静行业最早建设的攻防手艺研究实验室之一，，，微软MAPP妄想焦点成员，，，“黑雀攻击”看法首推者。。。。阻止现在，，，ADLab已通过CVE累计宣布清静误差近1000个，，，通过 CNVD/CNNVD累计宣布清静误差近500个，，，一连坚持国际网络清静领域一流水准。。。。实验室研究偏向涵盖操作系统与应用系统清静研究、移动智能终端清静研究、物联网智能装备清静研究、Web清静研究、工控系统清静研究、云清静研究。。。。研究效果应用于产品焦点手艺研究、国家重点科技项目攻关、专业清静效劳等。。。。