汽车安全测试学习
汽車安全測試
CAN
controller area network - 汽車所有/某些 部件之間進行通信的中樞
CAN流量是通過UDP而不是TCP進行傳輸的
OBD
要訪問汽車的CAN總線，您必須能夠訪問駕駛室診斷端口。雖然當前的診斷標準和端口有數百種之多，但如今OBD-II已經成為了事實標準，幾乎所有汽車都使用這種診斷端口。實際上，汽車修理工診斷汽車故障時，使用的就是它。通過OBD可以直接訪問CAN，并且是最直接的方式。另外，OBD-II也很容易找到：通常位于前排乘客或駕駛員座位附近的某個地方，而且不需要螺絲刀就能連接使用。
安裝SDL庫
sudo apt-get install libsdl2-dev libsdl2-image-dev -y環境安裝
安裝Can-utils
sudo apt-get install can-utils -yCan-utils主要由5個工具組成：
下載表盤模擬器
git clone https://github.com/zombieCraig/ICSim準備虛擬CAN網絡
通過瀏覽ICSim目錄，可以找到有一個叫setup_vcan.sh的shell腳本：
我們可以運行下面的命令，來設置一個虛擬接口：
./setup_vcan.sh要驗證vcan0接口是否能夠正常工作
ifconfig vcan0模擬器運行
現在，終于可以運行模擬器了。不過，要想運行ICSim模擬器，至少需要兩個組件：一個儀表盤和一個控制器，這樣才能模擬加速、剎車、門控、轉向燈等。另外，操作過程中，我們至少需要3個終端窗口，其中兩個窗口分析顯示儀表盤、控制器，另一個窗口執行其他命令。
首先編譯剛剛git下載的項目
make控制面板的執行
要運行控制面板，你必須運行一個名為icsim的文件，參數為vcan0（我們之前創建的接口）：
./icsim vcan0到目前為止，儀表板將不會有任何動作，包括速度表、燈光、剎車或車門。這是因為vcan0接口還沒有動作，為了模擬它，我們必須啟動控制器。
控制面板可以通過以下命令啟動：
./controls vcan0Vcan0是虛擬的CAN接口，ICSim將通過它發送和接收CAN幀。一旦啟動控制面板，速度表會出現一些波動。這是由于控制面板所模擬的噪音而造成的。
啟動控制面板后，我們就可以使用鍵盤上的按鍵來模擬各種運動。
使用以下組合鍵，可以對ICSim控制面板進行相應的修改：
一旦按下向上箭頭和向左箭頭鍵，就會看到左轉向燈閃爍
CAN報文
上圖展示的是我們記錄下來的CAN報文。如果按列看的話，第一列是接口，第二列是仲裁ID，第三列是CAN報文的大小，它不能大于8（如果你考察一下CAN幀的話，就明白為什么不能大于8了），第四列是CAN數據本身。
一旦我們理解了CAN報文，我們就可以進一步通過ODB-II向CAN總線注入修改過的數據包，以篡改速度表或其他東西。
在我們開始展示ICSim之前，讓我們看看其他工具是如何工作的。為此，我們首先要配置一下虛擬接口。
設置虛擬CAN接口
sudo modprobe can上述命令將為CAN加載內核單元。此外，我們還需要為虛擬機加載內核單元。
sudo modprobe vcan我們可以通過下面的命令，來驗證是否加載了所需的內核單元：
lsmod | grep can該命令將顯示是否加載了CAN和VCAN。
現在，我們來配置虛擬接口：
sudo ip link add dev vcan0 type vcan sudo ip link setup vcan0我們可以通過以下命令，來驗證虛擬CAN接口是否已經配置成功：
ifconfig vcan0一旦配置好了虛擬CAN接口，就可以通過該接口發送/接收CAN數據包了。現在，讓我們使用一個名為CANEN的can-utils實用程序來創建虛擬CAN數據包。
cangen-創建can幀
實際上，cangen可以為教育用途而創建各種CAN幀。 要使用cangen，你必須指定用于創建CAN幀的接口。
cangen vcan0Vcan0是我們之前創建的虛擬CAN接口。
既然已經創建了CAN幀，接下來，我們不妨看看這個幀到底長啥樣。實際上，有很多工具可以用來查看幀，其中之一就是Wireshark。為此，我們可以在創建完CAN幀后，啟動Wireshark。
其中，vcan0是用來創建CAN幀的接口。一旦點擊了數據包對應的接口，就會顯示CAN幀的內容。此外，我們還可以查看關于CAN幀的詳細信息。
查看can幀
wireshark
在vcan0里面還有其他的實用工具，比如cansniffer和candump，它們的作用和Wireshark差不多
candump
candump vcan0對于各列，簡單介紹如下：第一列是CAN接口，第二列是ID，第三列是CAN報文的大小，第四列是報文本身。
此外，candump還可以用來記錄幀。在進行重放攻擊時，需要先記錄相應的幀，然后，用canplayer這樣的小工具來重放這些幀。為了記錄CAN幀，可以添加命令選項-l。
candump -l vcan0當記錄CAN幀時，將創建一個前綴為candump的文件，后跟創建日期。
如果想查看文件的內容，可以在Linux上使用cat命令
我們使用candump記錄的數據可以使用canplayer之類的實用程序進行播放。
canplayer-播放can數據
顧名思義，canplayer可以用來播放CAN幀；當您需要進行重放攻擊時，該工具就會派上用場了。首先，需要記錄CAN幀，然后，使用canplayer播放這些CAN幀。
假設我們想要篡改轉速表，但是，我們不知道轉速表讀數對應于哪個ID，也不知道對應的CAN報文中含有哪些內容。理想情況下，您應該首先使用帶有標志-l的candump命令來丟棄和記錄幀，然后使用canplayer播放記錄的幀。
使用輸入文件時，需要為Canplayer命令提供-i選項：
canplayer -I canfile.log除此之外，canplayer還有其他幾個非常有用的選項，大家可以通過man canplayer命令來學習它們。
cansniffer-過濾can數據
使用CAN嗅探器來查看CAN數據的變化。這對于查看特定字節的變化是非常有用的。Cansniffer有一個-c選項，能夠通過顏色來展示字節的變化。這個工具的工作方式為：比較字節當前值和之前的值，如果存在差異，就用字節的顏色變化來加以表示。當你想知道當對汽車進行的操作是否導致CAN數據發生變化時，這個功能會非常有用。
cansniffer -c vcan0我發現cansniffer非常有用，因為它還可以進行ID過濾。因此，如果只想查看來自某個特定ID的幀，比如說0x011，你可以根據ID進行過濾。
在開始嗅探時，我們可以先按-，后跟00000000，這將清除所有的幀；然后，使用+添加要過濾的ID，按回車。這樣你就可以過濾相應ID的幀了。
cansend-發送can數據
Cansend用于將CAN幀發送到一個特定的CAN接口。
cansend interface frame我們將在ICSim中用到所有這些工具。
ICSim實戰
我們已經在第一篇文章中介紹了如何安裝ICSim。現在，讓我們啟動ICSim并嗅探CAN幀。
./icsim vcan0 ./controls vcan0如果您已經嚴格執行了上一篇文章中介紹的步驟，現在就應該能夠看到上面的輸出內容。你可能還注意到，速度表指針會來回抖動，這是由于噪音造成的，是很正常的現象。
嗅探由ICSim創建的CAN幀
我們將使用can-utils提供的cansniffer工具來捕獲數據包。下面，我們可以打開一個新的終端，用以下命令來啟動cansniffer：
cansniffer -c vcan0命令選項-c的作用，是用顏色指示幀字節的變化情況。
CAN幀的變化非常快，這是因為有大量數據高速傳輸。在一輛真正的汽車中，這是非常常見的。
為此，我們可以使用ID進行過濾。如果你想只考察ID為40C的幀，你可以先按-，然后按00000000，再按回車鍵，以從cansniffer中刪除所有的ID對應的數據；然后，按+，然后按要過濾的ID，再按回車鍵即可。
這里，我用上面提到方法過濾了ID為40c的幀。我們可以試著按向上的方向鍵來加油門，然后觀察CAN幀的變化速度。在這里，變化是通過顏色來指示的。大家可以多嘗試一下。
重放攻擊
理解如此龐大的數據將是相當困難的。另外，從這個大量的數據中找到所需幀的ID也是不可能的。
因此，你需要捕獲數據包，然后執行一些操作，比如打開閃光燈或在連接后踩油門，然后分割數據包，進行重放攻擊，看看是否有效。
現在，我們要用ICSim執行重放攻擊，前提是已經啟動了ICSim，并且能夠用cansniffer查看幀。現在，我們將使用帶有-l選項的candump命令來記錄和保存幀，與此同時，我們將通過按左、右方向鍵來加油門，以激活閃光燈。
candump -l vcan0現在，停止candump，我們將看到一個candump-XXXXX.log文件被創建。
重放CAN幀
為了重放這些數據包，我們將使用canplayer工具。由于我們要使用一個文件作為canplayer工具的輸入，所以，我們需要啟用-I選項。
canplayer -I candump-2019XXXXXX.log你可以看到，重放攻擊已經發生了，閃光燈以及速度表應該像我們之前那樣工作。
在真實的汽車中，CAN總線可能會復雜得多，而且CAN幀的出現速度也會快得多，所以定位ID可能相當困難。因此，為了方便識別ID，你可以按照下面的步驟進行操作
分割CAN幀并執行重放攻擊
如果你想把CAN幀分成兩份，并分別進行重放攻擊，最好的方法是使用candump捕獲CAN幀，并使用工具wc來計算CAN幀的數量，然后使用split把它平均分成兩份。
現在，你可以使用canplayer來單獨重放這些CAN幀。
好了，本系列的第二篇文章到此就要結束了。我們已經表明，一旦我們能夠進入車輛并執行一些動作，如加油門、打開轉向燈和打開車門，我們就可以進行進一步的安全測試。因此，通過一些程序和低成本的組件，我們能夠獲得一輛車的全部訪問權限。
SavvyCAN
如今，已經有很多種軟件都可以用于監控和過濾CAN通信。其中，有昂貴的專有工具，也有免費的開源工具。
這篇文章的目的，是向大家介紹如何免費對汽車進行安全測試，所以，昂貴的工具不在我們的介紹范圍之內。
在前面的文章中，我已經詳細介紹了這些昂貴的CAN通信工具的廉價和免費的替代品。實際上，像can-utils、Wireshark這樣的工具就非常好用。
但是，SavvyCAN為我們提供了更多的功能。對于初學者來說，它提供了一個很好的GUI，可以幫助你輕松地瀏覽、過濾數據包、ID等。對于那些已經進入汽車安全測試領域的人來說，SavvyCAN提供了真正偉大的功能——我個人最喜歡的功能包括以腳本方式來處理CAN幀。
下面，讓我們來看看官方網站對SavvyCAN的定義：
“SavvyCAN是一個基于多個QT平臺的C++程序，主要用于CAN數據的逆向分析和捕獲。它最初是為了介紹EVTVDue和CANDUE等EVTV硬件的用法而編寫的。此后，它被擴展到適用于任何socketCAN兼容設備，以及Macchina M2和Teensy 3.x板。它可以同時捕獲并發送至多個總線和CAN攝像機。”與can-utils相比，SavvyCAN非常容易上手。還是那句話，爭論哪個工具最好，哪個工具不好是沒有意義的，主要看是否適合自己。
在Ubuntu上安裝和運行SavvyCAN
wget https://github.com/collin80/SavvyCAN/releases/download/V199.1/SavvyCAN-305dafd-x86_64.AppImage下載appimage時，無需安裝，直接運行相應的可執行文件即可！
chmod 744 SavvyCAN-305dafd-x86_64.AppImage ./SavvyCAN-305dafd-x86_64.AppImage我們建議大家不妨花點時間來熟悉SavvyCAN的界面。如果您想在Macchina M2或其他兼容的硬件上使用SavvyCAN，無需額外安裝任何東西。
我們打算將SavvyCAN與ICSim搭配使用，所以，我們還需要安裝qtserialbus。
打開SavvyCAN窗口后，導航到Connection -> Open Connection Window -> Add New Connection選項，會發現qtserialbus是處于關閉狀態的。
為了在SavvyCAN中使用qtserialbus，首先需要完成相應的安裝工作。
安裝qt5
wget https://download.qt.io/archive/qt/5.14/5.14.2/qt-opensource-linux-x64-5.14.2.run下載qt5后，我們需要安裝/運行它，具體命令如下所示：
chmod a+x ./qt-opensource-linux-x64-5.14.2.run ./qt-opensource-linux-x64-5.14.2.run這里需要注冊或者登錄，記下路由名稱，因為后面會用到的。
一旦安裝了qt5，接下來就得安裝qtserialbus了，因為該軟件沒有包含在官方的Ubuntu存儲庫中，所以，我們還得自己動手，才能豐衣足食。
安裝qtserialbus
sudo apt install qtdeclarative5-dev qttools5-dev g++ git clone https://github.com/qt/qtserialbus cd qtserialbus /home/y0g3sh/Qt5.14.2/5.14.2/gcc_64/bin/qmake . make sudo make install編譯SavvyCAN
為了使用qtserialbus，我們還需要通過qmake編譯之前下載的SavvyCAN的AppImage文件，具體命令如下所示：
git clone https://github.com/collin80/SavvyCAN cd SavvyCAN /home/y0g3sh/Qt5.14.2/5.14.2/gcc_64/bin/qmake CONFIG += debug make注意，安裝過程可能需要一些時間，請耐心等待。
安裝就緒后，請啟動ICSim模擬器，以及除can-utils以外的所有工具——在這里，我們不會借助于can-utils來記錄CAN通信，而是使用SocketCAN。
原理和can-utils一樣，只不過圖形界面更加直觀以及方便
總結
- CAN操作
- 創建
- 重放
- 過濾
- 發送
- 通過OBD-II獲得對CAN的訪問權限
- 真實環境操作
- 嗅探CAN流量
- ICsim模擬
- wireshark/candump嗅探
- CAN流量的分析與逆向工程
- 數據包分析
- 第一列是接口
- 第二列是仲裁ID
- 第三列是CAN報文的大小
- 第四列是CAN數據本身。
- 數據包分析
- 重放攻擊
- candump記錄can包
- canplayer重放can包
參考
- https://en.iguru.gr/car-hacking-apolytos-odigos-part/
- https://en.iguru.gr/car-hacking-apolytos-odigos-part-2/
- https://en.iguru.gr/car-hacking-apolytos-odigos-part-iii/
總結
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