学术研究人员对高端商用设备以及窄带物联网传感器进行攻击。

拉斯维加斯——5G商用网络开始推出，声称有令人激动的新用例，如自动驾驶汽车，和具有10年电池寿命节点的智能传感器网络。伴随这些可能性的就是新的安全需求；特别是，设备认证的改进，流量加密，设备ID和凭证的隐私保护，以及弹性和完整性的提升。

然而，5G的许多安全协议和算法是从之前的4G标准移植的，研究人员发现，5G仍然允许设备指纹识别目标攻击以及中间人（MITM）攻击的可能性。

作为背景，5G网络架构有基站（宏或小基站，取决于应用）组成，像4G的小基站一样，覆盖特定的区域。这些基站连接到移动边缘云，移动边缘云又连接到核心网络。为了连接到运营商网络，5G设备向基站发送大量信息，基站沿着链路传送，最终注册和认证到核心网络。

设备内部的组件依据设备用途提供不同的功能，据柏林工业大学和Kaitiaki实验室的研究生 Altaf Shaik,说，这些信息会被发送到基站。包括诸如是否启用语音呼叫，SMS功能，车辆到车辆通讯（V2V）支持，正在使用的频段，设备类别（其中的20个对应设备的处理能力）以及无线电需求，如是否设备需要访问无线电接入网络（RAN）来使用MIMO来提高吞吐速度。

在黑帽2019召开的名为“5G网络中的新漏洞“的会议上，他和他的伙伴，SINTEF Digital的Ravishankar Borgaonkar对此进行了研究，Shaik指出，在5G中，与4G一样，设备的功能性信息在任何保护被植入连接前就被发送到了基站。无线安全性包括从终端到基站的流量加密；但是由于设备功能性信息在开始之前传输，因此它们以明文形式显示。

根据Shaik的说法，可以实现三种攻击：移动网络映射（MNmap）；降质攻击；和窄带IoT设备（NB IoT）电量耗尽。

利用欧洲和美国的真实设备和商用网络，研究团队能够嗅探设备发送的明文信息，并利用它来创建连接到给定网络的设备地图。

”我们设置了一个假的基站来接受所有设备的功能信息“，他解释道。”我们分类制造商，型号，操作系统，用例和版本。这样允许你识别野外的任何蜂窝设备。你可以判断设备是Android还是iOS，是IoT还是手机，是汽车调制解调器，路由器，USB加密狗，自动售货机等等。“

他补充说，这反过来又为特定设备或整类设备的针对性攻击铺平了道路。”你可以针对某种设备计划针对性攻击——例如现场测试，或者军事设备“。此处还有一个隐私面，你可以将IMSI连接到特定的人。

由于有五家主要的基带制造商实现了在终端硬件中使用的某些功能：英特尔，华为，联发科，三星和高通，因此可以进行这些识别。并非所有的功能的是强制性的，因此了解每个基带制造商启用的功能可以帮助辨别设备。例如，名为EIAO的功能通常在高通中禁用而其他厂商中不会。

”一旦了解了基带制造商，你可以辨别设备使用的调制解调器类型，最终得到使用了这些调制解调器的设备列表。“Shaik解释道。

同时，鉴于不同的用例使用不同的功能集，可以使用其余的数据用于演绎推理。例如，汽车只需要V2V；手机需要语音编解码器；IoT传感器需要启用节电模式以保护电池寿命。

”这允许你做大量的指纹识别“，Shaik解释道。”我们收集了这些功能信息并建立了一个参考模型，显示了基带制造商，应用程序，芯片组名称，3GPP版本“。

除了MNmap，通过实施依靠在安全功能应用前的劫持设备信息的中间人攻击，在信息被发送到基站是，可以实现降质攻击和电量耗尽攻击。

”你可以获取这些数据并修改功能“，Shaik说到，”例如，RAN定义了设备接收的速度。iPhone可以接收高达1Gbps的速度。你可以更改设备类型，因此RAN认为它不是iPhone，而只提供2Mbps，我们这样说“。

在降质攻击中，对手切断了高端设备的功能。攻击者可以删除载波聚合或MIMO启用，二者被用来提高速度；它们可以修改设备的频段信息，以防止切换或漫游；或者他们可以通过LTE禁用语音，这使手机恢复到3G/2G语音呼叫。

更糟糕的是，核心网络会保存设备的功能信息直至重启，这为攻击提供了持久性维度。

Shaik说，在测试中，全球32个经过测试的LTE网络中的22个是具有漏洞容易遭受这些类型的攻击，大部分篡改平均持续7天。

电量耗尽攻击目标是NB-IoT设备，NB-IoT是低电量传感器，不经常的发送有限数量的信息。他们拥有十年的电池续航时间，这得益于省电模式（PSM），可以在不使用时关闭设备。

作为中间人，攻击者可以修改PSM参数，完全删除它。缺少PSM，设备持续运行，扫描以查找连接的内容。在测试中，研究人员发现设备平均在13天后重置，电池寿命缩短了5倍。

在向GSMA，3GPP和其他标准组织以及供应商报告问题（CVD-2019-0018）后，在5G标准的版本14中进行了修复，确保在设备发送指纹信息前启用安全功能。

然而，商业推出需要一段时间。

”据我们所知，没有供应商正在修复它们“，Shaik说。”版本14很新，所以或许明年我们会开始看到修复。“

对于现有的5G网络，MNmap仍然可行；在信息可访问前，需要通过实现相互身份认证来保护设备功能信息。

”这是一个问题，一个从4G移植的根本问题“，Shaik说到。”但是在5G中，有更多的用例和更多的功能可以确切的定义它是什么类型的设备，使得针对性变得更加容易“。

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