Wi-Fi WPA2 “Kr00k”缝隙分析与复现

颁布功夫 2020-03-26

1.钻研布景


在今年2月份的RSA大会上,ESET的钻研人员公开披露Wi-Fi芯片存在严沉安全缝隙CVE-2019-15126,并将其定名为“Kr00k”。攻击者能够利用“Kr00k”解密无线网络流量,获取传输过程中的敏感数据。


Kr00k缝隙影响部门装置Broadcom和Cypress Wi-Fi芯片的设备,这两家芯片产品被宽泛利用于手机、平板电脑及IOT设备中。守旧估计,全球总计超过10亿的设备受该缝隙的影响。


2.缝隙分析


2.1 缝隙道理


在介绍Kr00k缝隙之前,先单一相识下WPA2和谈。目前基于AES-CCMP的WPA2和谈是Wi-Fi网络中最普遍的尺度。下图是客户端(Station, STA)衔接接入点(Access Point, AP)的新闻交互过程。


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STA和AP在四次握手中,协商会话密钥PTK(Pairwise Transient Key),PTK是由PMK和PKE推算天生,而PMK由ANonce、SNonce和双方MAC地址等推算天生。PTK分为KCK、KEK和TK三部门,其中,KCK用于MIC校验,KEK用于加密GTK,TK为数据加密密钥。四次握手实现后,传输数据使用TK进行加密。


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在WPA2和谈中,解除关联操作能够由未经身份验证和未加密的治理帧触发,Kr00k缝隙与解除关联操作亲昵有关。鄙人图所示中,倒鼐点的衔接会话解除关联后,保留在Wi-Fi芯片中的会话密钥(TK)被置零,若是使用已置零的TK密钥对芯片缓存中的数据进行加密并传输,将导致缝隙产生。


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攻击者利用无线网卡即可实现入侵,通过不休触发解除关联、沉新关联,而后使用全零TK对捕获的数据帧进行解密,从而获取敏感信息。


2.2 固件分析


本文拔取Nexus5中的BCM4339芯片固件进行分析。首先,定位固件中推算ptk的地位,如下图所示。


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而后,对其上层函数wlc_wpa_sup_eapol进行分析。


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wlc_wpa_sup_eapol挪用wpa_pmk_to_ptk时,传入的参数别离为mac1、mac2、Nonce1、Nonce2、pmk、pmk_len、ptk、ptk_len。ptk推算了局被保留在wpa_ptk结构体偏移0x8c地位中。


wlc_sup_attach函数用于处置STA的初始化衔接,该函数对wpa_ptk结构体进行内存分配和初始化,wpa_ptk结构体大幼为0x13C。


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当初始化失败、衔接超时或解除衔接的时辰,则会挪用wlc_sup_detach函数对wpa_ptk结构体进行置零操作。


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3.缝隙验证


3.1 测试环境



设备名称

数量

受影响的设备

Nexus5

1

iphone6s手机

1

Attacker

NETGEAR网卡

2

3.2 测试步骤


(1)对wireshark解密数据包的有关职能进行patch,使其可能成功解密全零TK加密的数据。

(2)使用patch后的wireshark监听指标设备和AP通讯的数据包。

(3)使用指标设备衔接AP并肆意接见网页。

(4)对AP和测试指标发送Disassocation包。

(5)沉复执行步骤(3)和(4),观察wireshark中数据包是否解密。


3.3 测试了局


Nexus 5:


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iphone 6s:


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能够看出,Nexus 5和iphone 6s部门数据被成功解密。


4.影响领域


目前已知受影响的设备有:

Amazon Echo 2nd gen

Amazon Kindle 8th gen

Apple iPad mini 2

Apple iPhone 6, 6S, 8, XR

Apple MacBook Air Retina 13-inch 2018

Google Nexus 5

Google Nexus 6

Google Nexus 6P

Raspberry Pi 3

Samsung Galaxy S4 GT-I9505

Samsung Galaxy S8

Xiaomi Redmi 3S

Asus RT-N12

Huawei B612S-25d

Huawei EchoLife HG8245H

Huawei E5577Cs-321


5.安全建议


设备造作商已颁布的安全建议如下:

?https://support.apple.com/en-us/HT210721

?https://support.apple.com/en-us/HT210722

?https://support.apple.com/en-us/HT210788

?https://www.arubanetworks.com/assets/alert/ARUBA-PSA-2020-003.txt

?https://tools.cisco.com/security/center/content/CiscoSecurityAdvisory/cisco-sa-20200226-wi-fi-info-disclosure

?https://www.huawei.com/en/psirt/security-notices/huawei-sn-20200228-01-kr00k-en

?https://www.microchip.com/design-centers/wireless-connectivity/embedded-wi-fi/kr00k-vulnerability

?https://www.mist.com/documentation/mist-security-advisory-kr00k-attack-faq/

?https://www.zebra.com/us/en/support-downloads/lifeguard-security/kr00k-vulnerability.html