Affrontare le vulnerabilità di sicurezza nelle reti 5G
Questo articolo mette in evidenza i problemi di sicurezza nei processi di autenticazione 5G e le loro implicazioni.
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Indice
La sicurezza delle reti mobili, in particolare del 5G, è una preoccupazione importante sia per gli utenti che per i fornitori di servizi. Un aspetto critico di questa sicurezza è il contesto di sicurezza, che viene utilizzato durante il processo di autenticazione. Questo contesto è fondamentale per garantire che gli utenti possano connettersi in modo sicuro alle reti mobili senza il rischio che le loro informazioni vengano compromesse.
In questo articolo parleremo delle vulnerabilità associate al contesto di sicurezza nelle reti 5G. Spiegheremo come gli attaccanti possano sfruttare queste debolezze e cosa si può fare per migliorare la sicurezza.
Cos'è il Contesto di Sicurezza?
Il contesto di sicurezza è un insieme di informazioni che viene creato durante il processo di autenticazione tra il dispositivo di un utente mobile e la rete. Questo contesto è importante per eseguire azioni successive come registrarsi rapidamente alla rete.
Quando un utente vuole connettersi a una rete mobile, il dispositivo e la rete passano attraverso un processo di autenticazione chiamato procedura di Autenticazione e Accordo delle Chiavi (AKA). Durante questo processo, vengono generati e memorizzati sia sul dispositivo dell'utente che sulla rete chiavi di sicurezza e identificatori importanti.
Il contesto di sicurezza può essere memorizzato nella scheda USIM (Universal Subscriber Identity Module) o nel chip di baseband del dispositivo mobile. La scheda USIM contiene informazioni vitali come chiavi di autenticazione e l'identità dell'utente, necessarie per connettersi in modo sicuro alla rete.
Vulnerabilità nel Contesto di Sicurezza
Nonostante le misure in atto per proteggere il contesto di sicurezza, sono state identificate vulnerabilità che potrebbero consentire agli attaccanti di sfruttarlo. Ecco alcune delle principali debolezze:
1. Protezione Insufficiente della Scheda USIM
La prima vulnerabilità riguarda il contesto di sicurezza memorizzato nella scheda USIM. Gli operatori hanno implementato un sistema di controllo accessi basato su PIN per proteggere le informazioni. Tuttavia, molti utenti mantengono il PIN predefinito, il che rende più facile per gli attaccanti accedere ai dati sensibili utilizzando semplici strumenti hardware o malware.
In molti casi, gli utenti non sono consapevoli dell'importanza di cambiare i loro PIN predefiniti, lasciando i loro conti esposti a potenziali minacce. Inoltre, alcuni operatori potrebbero avere misure inadeguate per prevenire l'accesso non autorizzato alla scheda USIM.
2. Contesto di Sicurezza nel Chip di Baseband
Un'altra vulnerabilità deriva dal modo in cui il contesto di sicurezza è memorizzato nel chip di baseband del dispositivo mobile. Gli standard 3GPP prevedono che il contesto di sicurezza debba essere eliminato se la scheda USIM viene rimossa, ma questo non sempre avviene correttamente.
Se un utente passa il proprio dispositivo mobile in modalità aereo o lo spegne, il dispositivo non riesce sempre a rilevare se la scheda USIM è stata rimossa o sostituita. Questo significa che un attaccante potrebbe inserire una scheda USIM falsa con la stessa identità di quella della vittima mentre il telefono è spento o in modalità aereo, consentendo loro di accedere alla rete come se fossero l'utente legittimo.
Attacchi che Sfruttano le Vulnerabilità
Date queste vulnerabilità, gli attaccanti possono eseguire diversi tipi di attacchi che possono portare a violazioni della privacy e accesso non autorizzato.
1. Attacchi di impersonificazione
Gli attacchi di impersonificazione si verificano quando un attaccante ottiene l'accesso all'identità di un altro utente per connettersi alla rete mobile. Questo può avvenire attraverso vari metodi:
Utilizzando la Scheda USIM: Se un attaccante riesce a leggere il contesto di sicurezza memorizzato nella scheda USIM di una vittima, può replicare gli identificatori necessari e connettersi alla rete fingendo di essere la vittima. Ciò può essere fatto con un lettore di schede o software che sfrutta le debolezze nel dispositivo.
Utilizzando il Chip di Baseband: Se l'attaccante conosce l'identità permanente della vittima (che a volte può essere facilmente ottenuta), può creare una scheda USIM falsa con questa identità e inserirla nel proprio dispositivo. Se il dispositivo dell'utente originale è spento o in modalità aereo, l'attacco può procedere inosservato.
2. Bypass dell'Autenticazione con un Solo Tap
Molte reti ora offrono l'autenticazione con un solo tap, che consente agli utenti di accedere rapidamente alle applicazioni utilizzando token forniti dall'operatore. Se un attaccante ha impersonato con successo un utente, può bypassare questo processo di autenticazione e accedere agli account della vittima, sollevando significativi problemi di privacy.
3. Spoofing della Posizione
Gli operatori in genere tracciano gli utenti in base alla loro connessione a specifiche torri cellulari. Se un attaccante falsifica la propria posizione utilizzando un contesto di sicurezza rubato, può ingannare gli operatori riguardo ai reali spostamenti della vittima. Questo può essere particolarmente pericoloso in situazioni in cui i servizi basati sulla posizione sono critici.
Importanza di Affrontare Queste Vulnerabilità
Le implicazioni di queste vulnerabilità sono serie. Non solo possono portare a furti d'identità e accesso non autorizzato a informazioni personali, ma possono anche minare la fiducia nelle reti mobili. Se gli utenti credono che le loro informazioni non siano sicure, potrebbero esitare a utilizzare servizi che dipendono dalla connettività mobile.
Per mantenere un ambiente mobile sicuro, è cruciale affrontare queste vulnerabilità attraverso una combinazione di misure di sicurezza migliorate da parte degli operatori, maggiore consapevolezza degli utenti e conformità agli standard nei protocolli delle reti mobili.
Contromisure Raccomandate
Per combattere queste vulnerabilità, possono essere implementate diverse contromisure:
1. Maggiore Sicurezza della Scheda USIM
Gli operatori dovrebbero migliorare le caratteristiche di sicurezza delle schede USIM per prevenire l'accesso non autorizzato. Questo potrebbe includere:
- Forzare il cambio del PIN obbligatorio durante il processo di attivazione.
- Garantire che le schede USIM abbiano misure anti-manomissione più robuste.
- Implementare metodi di autenticazione biometrica per proteggere ulteriormente le informazioni sensibili.
2. Audit di Sicurezza Regolari
Gli operatori dovrebbero condurre regolarmente audit delle loro pratiche di sicurezza per garantire la conformità agli standard di settore. Questo include testare la robustezza delle loro difese contro attacchi potenziali e apportare gli aggiornamenti necessari in base alle minacce emergenti.
3. Educazione degli Utenti
Educare gli utenti sull'importanza di proteggere i propri dispositivi e account è essenziale. Gli utenti dovrebbero essere informati su:
- L'importanza di cambiare i PIN predefiniti.
- Come riconoscere tentativi di phishing e minacce di malware.
- L'importanza di aggiornare regolarmente i propri dispositivi mobili e applicazioni.
4. Protocolli Migliorati
Gli standard stabiliti dalla 3GPP dovrebbero essere rivisti per includere disposizioni più robuste per verificare la validità dei contesti di sicurezza. Questo potrebbe comportare la considerazione di più parametri oltre all'identità permanente, che può rendere più difficile per gli attaccanti impersonare con successo gli utenti.
5. Coordinamento tra Produttori e Operatori
La collaborazione tra produttori di dispositivi mobili e operatori è essenziale per migliorare la sicurezza complessiva. I produttori dovrebbero garantire che i dispositivi possano rilevare accuratamente lo stato delle schede SIM, soprattutto in condizioni critiche come la modalità aereo.
Conclusione
Le vulnerabilità associate ai contesti di sicurezza nelle reti 5G presentano rischi significativi per gli utenti e i fornitori di servizi. Comprendendo queste vulnerabilità e implementando le contromisure raccomandate, le parti interessate possono migliorare la sicurezza delle reti mobili.
Man mano che la tecnologia continua a evolversi, è essenziale rimanere vigili e proattivi nella lotta contro le potenziali minacce. Gli utenti mobili dovrebbero essere sempre consapevoli della propria sicurezza, e gli operatori devono assumersi la responsabilità di fornire un ambiente sicuro e protetto. Costruire la fiducia degli utenti è fondamentale per il continuo successo dei servizi mobili, specialmente in un mondo sempre più interconnesso.
Titolo: Attacks Against Security Context in 5G Network
Estratto: The security context used in 5G authentication is generated during the Authentication and Key Agreement (AKA) procedure and stored in both the user equipment (UE) and the network sides for the subsequent fast registration procedure. Given its importance, it is imperative to formally analyze the security mechanism of the security context. The security context in the UE can be stored in the Universal Subscriber Identity Module (USIM) card or in the baseband chip. In this work, we present a comprehensive and formal verification of the fast registration procedure based on the security context under the two scenarios in ProVerif. Our analysis identifies two vulnerabilities, including one that has not been reported before. Specifically, the security context stored in the USIM card can be read illegally, and the validity checking mechanism of the security context in the baseband chip can be bypassed. Moreover, these vulnerabilities also apply to 4G networks. As a consequence, an attacker can exploit these vulnerabilities to register to the network with the victim's identity and then launch other attacks, including one-tap authentication bypass leading to privacy disclosure, location spoofing, etc. To ensure that these attacks are indeed realizable in practice, we have responsibly confirmed them through experimentation in three operators. Our analysis reveals that these vulnerabilities stem from design flaws of the standard and unsafe practices by operators. We finally propose several potential countermeasures to prevent these attacks. We have reported our findings to the GSMA and received a coordinated vulnerability disclosure (CVD) number CVD-2022-0057.
Autori: Zhiwei Cui, Baojiang Cui, Li Su, Haitao Du, Hongxin Wang, Junsong Fu
Ultimo aggiornamento: 2023-03-20 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2303.10955
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.10955
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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