在LTE数据链路层协议中发现漏洞，可被黑客利用实现三种攻击途径

7月3日讯 德国波鸿鲁尔大学和美国纽约大学一组研究人员近日发布研究论文，称其在 LTE 数据链路层（Data Link Layer，又被称为第二层）协议中发现漏洞，可被黑客利用实现三种攻击途径，劫持用户通信流量，获取用户“网站指纹”。政客或记者最有可能成为此类攻击的目标。

三种攻击途径包括：

?两种被动攻击：攻击者可监控 LTE 流量，并确定目标详情。研究人员表示，攻击者可利用这些攻击收集用户流量有关的元信息（“身份映射攻击”），此外，攻击者还可确定用户通过其 LTE 设备访问的网站（“网站指纹识别攻击”）。

?主动攻击——“aLTEr”：攻击者可操纵发送至用户 LTE 设备的数据。

LTE 作为一种最新移动通信标准，是数十亿人使用的日常通信基础设施。LTE 的设计目的是实现多种性能目标，如提供一系列安全功能提高传输率，降低网络延迟。除了常见的用例，LTE 还对关键基础设施和公共安全通信存在相关性。这些应用领域均要求具有弹性的 LTE 安全规范和实现，因为停电和攻击行为可能会带来巨大的风险。

虽然 LTE 规范考虑了多种安全功能，但它仍可能无法预测所有潜在的攻击，甚至难以覆盖现实生活实现用例中的一系列限制。

aLTEr主动攻击

研究人员之所以将这种主动攻击称为“aLTEr”，其原因在于这种攻击具有入侵能力。研究人员在实验中修改 DNS 数据包将用户重定向至恶意站点（DNS欺骗）。

名为"aLTEr"的主动攻击，利用 LTE 用户数据缺失的完整性保护来执行选择密文攻击（Chosen-Ciphertext Attack）。LTE 网络的数据链路层协议采用 AES-CTR 加密用户数据，但由于未受到完整性保护，因此攻击者可对消息 Payload 进行修改。

5G 通信也受 aLTEr 攻击影响

除了 4G 网络，即将推出的 5G 通信标准也易受上述攻击影响。研究人员已经联系了 GSMA 和 3GPP 的安全团队，GSMA 协会已通知了网络提供商，并发出联络函通知 3GPP 规范机构。

3GPP 安全团队对 LTE 和 5G 规范进行了评估 ，并表示：

“5G 独立的安全架构能够抵御此类攻击，但在早期的实现过程中可能对 UP 完整性的支持有限。5G 将用户平面的完整性保护指定为可选，要成功防范 aLTEr 攻击，须正确配置网络，并支持 UE。”

3GPP 安全团队认为只有在 5G 中强制部署完整性保护才是可持续性对策。

这些攻击在现实生活中是否可行？

研究人员表示，使用软件定义的无线电（SDR）硬件和开源 LTE 栈实现在现实世界的商业网络中验证了上述攻击途径，并认为上述攻击会给用户带来现实威胁。

研究人员证明身份映射攻击可在商业网络中执行。研究人员在封闭的场景中使用三种不同的设备对 Alexa 排名前50的网站进行实验后发现网站指纹识别攻击的平均检测率约为90%。黑客需要借助 SDR 设备和自定义软件才能发起此类攻击。

aLETr 攻击须要利用类"黄貂鱼"工具

实施 aLETr4 攻击所需要的设备类似于 IMSI 捕捉器（例如黄貂鱼），美国执法部门通过此类设备诱骗目标将手机连接至伪基站。aLETr 攻击的执行方式与之类似，攻击者需要诱骗受害者将 LTE 设备连接至伪基站，然后攻击者的设备会将流量转发到真实的基站。因此，接近受害者（2公里范围内）对此类攻击非常重要性，无法从互联网上实施攻击，因为它要求攻击者出现在现场。

aLETr 攻击和 IMSI 捕捉器之间的区别在于：IMSI 捕捉器通过执行被动式中间人攻击确定目标的地理位置信息，而 aLETr 则能修改用户在其设备上看到的内容。

建议用户在访问目标网站之前，确认网站HTTPS证书有效。