智能门锁网络安全分析汇报

颁布功夫 2018-11-14
目录
 引言
 1、、、智能门锁市场近况与发展趋向
 2、、、智能门锁技术发展示状
2.1 智能门锁组网技术


2.2 智能门锁开锁模式


2.2.1 固定密码开锁模式


2.2.2 一时密码开锁模式


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、、、智能门锁安全风险与案例分析
3.1 安全风险模型


3.2 智能门锁安全风险


3.2.1 生物钥匙攻击


3.2.2 固定密码安全


3.2.3 固件窃取和逆向


3.2.4无线馈电攻击


3.3 移动利用安全风险


3.4 近场通讯安全风险


3.4.1 RFID门锁攻击


3.4.2 315Mhz无线电门锁攻击


3.5 网络通讯安全风险


3.6 云平台服务安全风险


 4、、、风险防备和安全建议
4.1 门锁用户


4.2 门锁厂商


4.3 行业监管和领导


国度互联网应急中心网络安全应急技术国度工程尝试室
OG东方厅积极防御尝试室（ADLab）
北京同余科技有限公司
云丁网络技术（北京）有限公司


引言

2016年起 ，，，随着物联网、、、云推算、、、大数据等技术的不休成熟和宽泛利用 ，，，加上本钱的助推 ，，，智能家居异军突起 ，，，成为新兴产业权势。�！！！Ｖ悄苊潘魑悄芗揖硬抵械拇硇圆分� ，，，发展潜力极度巨大 ，，，2017年智能门锁产值超过百亿元 ，，，市场规模靠近800万把 ，，，预计2020年智能门锁市场规模将达到4000万把。�！！！� 


智能门锁是一个典型的物联网系统 ，，，其整个系统由感知层、、、传输层和利用层组成 ，，，蕴含智能门锁设备、、、智能家庭网关、、、手机APP和云端服务等组件。�！！！Ｆ渲写洳阌肜貌慵际跷钟谢チ际� ，，，相对成熟不变。�！！！Ｔ诟兄� ，，，用户身份认证方式重要有固定密码、、、一时密码、、、指纹、、、掌纹、、、人脸、、、RFID、、、NFC和APP等 ，，，近场接入技术重要有WIFI、、、蓝牙、、、Zigbee、、、433Mhz和 315MHz等。�！！！Ｋ孀胖悄苊潘氖⑿� ，，，各类安全隐患也不休被露出出来 ，，，指纹复制、、、密码猜解、、、强磁滋扰、、、APP缝隙、、、近场通讯劫持、、、WIFI流量劫持和云端服务缝隙等各类智能门锁的安全事务已经被媒体宽泛报道。�！！！�


智能门锁的安全将会直接导致小我和家庭的性命财富安全 ，，，其重要性勿需多嘴。�！！！１净惚ㄖ氐愎刈⒅悄苊潘耐绨踩侍� ，，，首先分析了智能门锁的发展趋向 ，，，梳理了智能门锁的各类开锁技术。�！！！＝酉吕瓷羁谭治隽酥悄苊潘母飨盍际� ，，，并凭据智能门锁的组网系统架构提出了其安全风险模型 ，，，同时结合具体的智能门锁安全缝隙进行案例验证分析。�！！！Ｗ詈蟠有∥矣没�、、、厂商和行业主管等几个方面别离提出了几点智能门锁网络安全的建议 ，，，但愿能给智能门锁行业提供一些参考。�！！！�




1、、、智能门锁市场近况与发展趋向


智能门锁是指区别于传统机械锁的基础上改进的一类门锁 ，，，在用户安全性、、、鉴别性和治理性方面越发智能化和轻便化的锁具。�！！！９阋迳纤� ，，，拥有指纹门锁、、、密码门锁、、、蓝牙门锁或者APP互联网门锁等任一职能的门锁均可称为智能门锁。�！！！�


据《鲸准钻研院-2018中国智能门锁行业深度钻研汇报》数据 ，，，2017年智能门锁销量约800万套 ，，，行业总产值超过100亿元 ，，，在2016年的基础上实现了翻倍增长 ，，，2018年有望持续翻倍。�！！！＝刂�2018年6月底 ，，，我国4亿家庭智能门锁渗入率在5%左右 ，，，3000万套B端运营的租赁公寓渗入率在10%左右 ，，，将来发展空间巨大。�！！！�


到2020年 ，，，我国智能门锁年销量将超过 4000万套 ，，，市场规模将超400亿元。�！！！�2018、、、2019和2020三年将是智能门锁发展的黄金三年 ，，，到2022年 ，，，我国4亿家庭的智能门锁渗入率将达到35% ，，，达到2018年欧美的水平 ，，，公寓端的渗入率将超过50%。�！！！�


从技术发展趋向方面说 ，，，智能门锁的联网方式目前重要是WIFI和蓝牙 ，，，此外还有Zigbee、、、433MHz和 315MHz等 ，，，由于WIFI和NB-IoT优势极度显著 ，，，将来将会成为智能门锁的主流联网方式。�！！！�




2、、、智能门锁技术发展示状


2.1 智能门锁组网技术

智能门锁的整体组网为典型的物联网三层结构 ，，，即感知层、、、传输层和利用层。�！！！Ｆ渲懈兄阌芍悄苊潘椭悄苁只鶤PP组成 ，，，传输层蕴含家庭智能网关和移动通讯基站等 ，，，利用层即为智能门锁云平台。�！！！Ｏ峦剂惺玖舜丝坛＜闹悄苊潘牧婊� ，，，分歧厂商分歧型号的门锁往往选择其中一种或几种衔接方式实现联网。�！！！�



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图2-1 典型的智能门锁组网技术


在感知层 ，，，由于受到功耗的限度 ，，，大部门智能门锁选取电池供电 ，，，其通讯方式重要有蓝牙、、、ZigBee、、、NB-IoT、、、433MHz和315MHz等。�！！！Ｒ灿胁棵琶潘星疤嵫∪』セ坏绻┑� ，，，该类门锁通常选取WIFI方式与云端进行通讯。�！！！�


在传输层 ，，，其通讯方式重要有家用宽带（WIFI/以太网）和移动通讯（3G/4G）。�！！！�


利用层即智能门锁的云端服务 ，，，重要掌管智能门锁的设备接入、、、身份认证、、、逻辑节制、、、数据分析和业务展示等。�！！！Ｄ壳爸悄苊潘贫朔裰匾渴鹪谠粕� ，，，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 固定密码开锁模式


用户在装置固定密码智能门锁的时辰 ，，，必要先进行门锁初始化 ，，，并实现密码设置 ，，，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进行存储。�！！！�


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 ，，，则可打开门锁。�！！！�



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图2-2 固定密码开锁模式


2.2.2 一时密码开锁模式


在一时密码开锁模式下 ，，，户主会通过手机APP从云端获取当前时段开锁的一时密码 ，，，并通过短信、、、微信或者手机APP等方式将一时密码发送给访客。�！！！�


访客在门锁上输入接管到的一时密码后 ，，，门锁会将该密码与云端自动天生确当前时段一时密码进行对比 ，，，若是成功 ，，，则开锁。�！！！�



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图2-3 一时密码开锁模式


2.2.3 生物钥匙开锁模式


目前 ，，，市面上常用且不变靠得住的智能门锁开锁生物特点重要有指纹、、、掌纹、、、虹膜和人脸等。�！！！�


该类门锁在装置的过程中 ，，，会将指纹、、、掌纹、、、虹膜和人脸等生物特点初始化到智能门锁固态存储或者云端。�！！！�


用户开锁时 ，，，门锁必要采集用户的指纹、、、掌纹、、、虹膜和人脸特点 ，，，并传统到云端与初始化特点进行对比 ，，，若是对比成功 ，，，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重要有RFID卡、、、NFC卡和CPU卡三类 ，，，该类门锁重要利用在酒店和公寓等场景。�！！！�


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 ，，，并传输到云端进行对比 ，，，对比成功 ，，，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进行双向身份认证 ，，，若是认证成功 ，，，门锁接管到云端的开锁指令 ，，，打开门锁。�！！！�



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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


选取手机APP开锁的门锁 ，，，在初始化的过程中 ，，，云端会将门锁与指定手机上的APP进行绑定。�！！！�


在用户开锁时 ，，，用户在手机APP上实现身份认证 ，，，而后在手机上点击开锁按钮 ，，，智能门锁就会接管到云端下发的开锁指令 ，，，而后打开门锁。�！！！�



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图2-6 手机APP开锁模式




3、、、智能门锁安全风险与案例分析


3.1 安全风险模型


凭据智能门锁的组网系统架构 ，，，其安全风险能够划分为以下五个方面：：：智能门锁安全风险（针对智能门锁设备的攻击）、、、移动利用安全风险（针对智能门锁手机APP的攻击）、、、近场通讯安全风险(针对WIFI、、、ZigBee、、、蓝牙、、、433和315等通讯方式的攻击)、、、网络安全风险（针对家庭智能网关和有线数据拦截的攻击）和利用安全风险（针对智能门锁云平台的攻击）。�！！！�



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图3-1 智能门锁网络安全风险模型


3.2 智能门锁安全风险


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 ，，，已知的攻击风险较小 ，，，但指纹和掌纹有较高的伪造风险 ，，，难度低 ，，，已经比力常见。�！！！�



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图3-2 指纹鉴别攻击

3.2.2 固定密码安全


在使用固定密码的智能门锁中 ，，，时时出现使用默认密码、、、后门密码、、、密码逻辑缝隙和短密码等问题 ，，，并存在密码泄漏等景象。�！！！�



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图3-3 固定密码攻击


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 ，，，而后逆向分析固件存在的缝隙 ，，，再结合其它攻击伎俩对缝隙进行利用。�！！！�



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图3-4固件读取


3.2.4 无线馈电攻击


（1）道理分析


无线馈电是一项利用宽泛的技术 ，，，蕴含电磁炉、、、无线充电、、、非接触卡等。�！！！Ｒ恍┲悄苊潘捎谏杓迫钡� ，，，在布线及电路设计时没有思考电磁滋扰问题。�！！！９セ髡吣芄焕锰厮估呷νü尴叩绮ㄗ倘� ，，，使得智能门锁的内部电路产生直流馈电。�！！！�


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。�！！！；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）案例分析


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陆续打开了多家品牌的智能门锁 ，，，最短的功夫只有3秒 ，，，一篇名为《那个女人毁了整个指纹锁行业》的文章迅速蹿红 ，，，成为智能门锁圈的噩梦。�！！！�


“小黑盒”的道理是特斯拉线圈通电后 ，，，可能产生两种成效：：：一是利用智能门锁电路的馈电系统驱动电流打开门锁；二是该线圈产生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 移动利用安全风险


（1）道理分析


移动利用APP中存在各类常见的安全风险 ，，，如：：：移动端APP代码中或者固件中使用固定的加解密密钥；移动端APP代码没有选取加固和混合技术使得代码被齐全逆向 ，，，进而相识并破解开锁机制而后机关节制指令进行攻击；开发人员遗留的代码BUG问题 ，，，有可能导致绕过有关权限验证；移动端操作系统出现有关缝隙 ，，，导致被植入恶意代码进而节制手机实现攻击；移动端APP和设备之间的认证问题 ，，，若是移动端APP和设备之间的认证过程出现缝隙 ，，，这就容易导致中央人攻击 ，，，即伪造一个假移动端APP和真实设备进行通讯达到糊弄主张进而实现攻击。�！！！�


攻击者利用智能门锁对应的APP存在的这些缝隙或缺点 ，，，绕过智能门锁、、、APP和云端服务预先设定的逻辑 ，，，实现非授权的开锁操作。�！！！�


（2）案例分析


某品牌智能门锁存在密码重置缝隙（缝隙编号CNVD-2017-03908）。�！！！Ｎ颐峭ü嫦蛑悄苊潘鳤PP ，，，分析其代码逻辑及智能门锁APP与云端网络交互的报文 ，，，把握了有关云端接口的界说。�！！！７⑾指闷放扑哪掣鲆滴窠涌诙倘庇没Ш戏ㄐ匝橹� ，，，攻击者能够利用已经把握的用户信息 ，，，绕过合法性验证进行密码重置。�！！！９セ髡呃弥刂煤蟮拿苈胧迪值锹己� ，，，能够进行开锁和批改用户信息等操作。�！！！Ｔ诖俗暄谢∩� ，，，我们又做了进一步的安全分析 ，，，发现了一个影响更大的安全问题：：：攻击者通过该缝隙能够获取该智能门锁产品的全数用户资料 ，，，蕴含手机号和开门密码。�！！！Ｓ捎诟梅煜恫灰览凳只橹ぢ� ，，，这种攻击拥有更大的荫蔽性 ，，，因而危海�：Ω�。�！！！�



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图3-7 移动利用安全案例


3.4 近场通讯安全风险


3.4.1 RFID门锁攻击


（1）道理分析


RFID卡中存储代表持卡人身份信息的字符串 ，，，而通常的RFID卡中的信息以明文大局存储 ，，，或者仅经过单一处置后存储 ，，，攻击者能够读取其中的信息 ，，，并复制到其卡片中 ，，，从而获取持卡人的授权。�！！！�


（2）案例分析


某品牌智能门锁为RFID门锁 ，，，测试人员从淘宝上采办单一的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正常打开门锁。�！！！�


该类RFID卡时时以小区门禁、、、楼宇门禁和酒店房卡等大局出现 ，，，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）道理分析


无线电门锁响应指定的无线电信号 ，，，而通常的无线电门锁的信号是固定的 ，，，攻击者能够重放无线电信号或对信号进行单一处置 ，，，从而伪造真实用户开关门锁的行为。�！！！�


（2）案例分析


某品牌智能门锁存在无线电信号重放攻击缝隙（缝隙编号CNVD-2018-02695）。�！！！８妹潘尴叩缑潘� ，，，测试人员从淘宝上采办单一的无线电收发器 ，，，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本地 ，，，通过重放蕴含开锁信号的无线电数据包即可打开门锁。�！！！�


该类无线电门锁时时以车库门禁、、、家庭门禁和汽车门等大局出现 ，，，这种攻击行为可形成巨大安全隐患。�！！！�



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图3-9 利用无线电工具重放信号开锁


3.5 网络通讯安全风险


（1）道理分析


有的智能门锁直接通过WIFI信号衔接到互联网 ，，，而其它通讯方式的门锁衔接到相应的网关后 ，，，也会通过WIFI信号衔接到互联网 ，，，与此同时 ，，，手机APP在家时 ，，，也会通过WIFI衔接到智能门锁和云端服务器。�！！！Ｋ伎嫉酱罅康闹悄苊潘ㄑ逗吞秆∪∶魑拇� ，，，或者加密传输过程中存在缝隙 ，，，通过攻击WIFI路由器、、、智能家居网关 ，，，或者截持WIFI信号 ，，，能够实现对智能门锁的节制。�！！！�


（2）案例分析


某品牌智能门锁存在设计缝隙（缝隙编号CNVD-2016-12586）。�！！！２馐匀嗽蓖ü齏IFI信号抓取 ，，，分析出APP与智能门锁云端服务之间的通讯是明文传输 ，，，并鉴别出智能门锁开门和关门的特定数据包。�！！！�


测试人员在劫持WIFI信号后 ，，，即可通过WIFI信号重放攻击的方式 ，，，实现对门锁的节制。�！！！�



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图3-11 WIFI信号劫持实现开关门操作


3.6 云平台服务安全风险


（1）用户身份甄别缝隙


未限度密码复杂度 ，，，未限度犯法登陆次数 ，，，重置密码的短信验证码又本地产生或者存在于返回数据包中。�！！！�


（2）接见节制缝隙


后端信息系统没有对数据包中重要接见节制参数进行校验 ，，，导致越权操作。�！！！；褂写嬖谠冻檀胫葱蟹煜� ，，，能够进行root权限号令执行。�！！！Ｖ匾鼗靶畔⒈唤俪�。�！！！�


（3）云治理平台系统存在web安全问题


常见的web安全缝隙同样存在于智能门锁云治理平台 ，，，例如 ，，，SQL注入、、、肆意文件上传、、、失效的身份验证和回话治理、、、跨站剧本攻击、、、不安全的直接对象引用、、、安全配置谬误、、、敏感信息泄露、、、职能级接见节制缺失、、、跨站要求伪造、、、使用含有已经存在缝隙的组件和未验证的重定向和转发等缝隙。�！！！�




4、、、风险防备和安全建议 


凭据智能门锁风险模型 ，，，智能门锁面对的安全风险蕴含智能门锁安全风险、、、移动利用安全风险、、、近场通讯安全风险、、、网络安全风险和利用安全风险等五个方面的风险。�！！！�


智能门锁的安全问题一旦被黑客关注并利用 ，，，将会给用户带来极度直接的经济和财富损失 ，，，并给社会造成极为严重的负面影响。�！！！＝酉吕唇佑没�、、、厂商和行业三个角度 ，，，别离给出一些针对性的改进定见和措施。�！！！�


4.1 门锁用户


对于小我用户来说 ，，，首先尽量选用驰名品牌厂商出产、、、性价比适合自身的智能门锁产品。�！！！Ｆ浯稳羰羌彝パ≡褡爸昧酥悄芗彝ネ厣璞� ，，，应尽量选择拥有安全职能的设备 ，，，如近场通讯安全监控和流量安全监控等有关安全职能 ，，，对常见的攻击行为进行监控即可有效提高家庭安全。�！！！�


4.2 门锁厂商


（1）的确提高移动利用的安全质量


智能门锁厂商通过在移动利用设计过程中引入安全设计 ，，，在移动利用测试过程中增长安全测试 ，，，并通过安全加固等伎俩加强移动利用的抗分析能力 ，，，能够较好地提高移动利用的安全质量。�！！！�


（2）加强智能门锁安全设计把关


智能门锁厂商在设计的过程中 ，，，通过提高电磁屏蔽、、、关闭调试接口和调试职能、、、加固固件、、、增长指纹活性检测、、、执行RFID加密、、、不容单一密码、、、动态急剧升级固件等多种安全措施 ，，，能够的确提高智能门锁的抗攻击能力。�！！！�


（3）提高网络安全防护水平


智能门锁系统中智能门锁、、、移动利用和云端服务三者之间 ，，，都应该选取规范的加密传输方式进行通讯 ，，，优先选择选取国度密码治理部门核准使用的密码算法和密码算法使用规范 ，，，以确保网络通讯的安全。�！！！�


（4）持续保险云端服务安全


在提高利用层安全风险方面 ，，，应该在云端服务设计过程中引入安全设计 ，，，在产品测试过程中引入安全测试 ，，，在服务上线后 ，，，进行持续的渗入测试微风险评估 ，，，选择拥有安全防护实力的云服务平台 ，，，并部署有关的云端安全防护产品或服务 ，，，对云端执行从物理层、、、虚构化层、、、主机层、、、网络层、、、数据层到利用层的整个系、、、全方位、、、全时段的安全监控与运维 ，，，形成完整的安全防护措施 ，，，确保云端服务的高度安全。�！！！�


4.3 行业监管和领导


对于智能门锁整体行业 ，，，有关行业部门应该组织制订一套美满的安全执行尺度 ，，，覆盖智能门锁系统从规划、、、设计、、、开发、、、测试、、、部署、、、上线到运营的全数过程 ，，，强化整个行业的安全意识 ，，，的确提高整个行业整体的产品安全水平。�！！！Ｍ弊橹贫┡涮椎闹悄苊潘绨踩芳觳夤娣� ，，，联网智能门锁产品上市前应进行网络安全有关检测和认证。�！！！�


OG东方厅积极防御尝试室（ADLab）

ADLab成立于1999年 ，，，是中国安全行业最早成立的攻防技术钻研尝试室之一 ，，，微软MAPP打算主题成员 ，，，“黑雀攻击”概念首推者。�！！！＝刂鼓壳� ，，，ADLab已通过CVE累计颁布安全缝隙近1000个 ，，，通过 CNVD/CNNVD累计颁布安全缝隙近500个 ，，，持续维持国际网络安全领域一流水准。�！！！３⑹允易暄蟹较蚝遣僮飨低秤肜孟低嘲踩暄�、、、移动智能终端安全钻研、、、物联网智能设备安全钻研、、、Web安全钻研、、、工控系统安全钻研、、、云安全钻研。�！！！Ｗ暄谐删屠糜诓分魈饧际踝暄�、、、国度重点科技项目攻关、、、专业安全服务等。�！！！�