Forscher der University of Michigan und der NASA warnen vor einem schwerwiegenden Fehler im TTE-Protokoll (Time-Triggered Ethernet), das in zahlreichen Bereichen kritischer Infrastruktur eingesetzt wird, darunter Raumfahrzeuge, Flugzeuge, Energieerzeugungssysteme und industrielle Steuerungssysteme.
TTE senkt die Kosten und steigert die Effizienz, indem es unternehmenskritischen Geräten (etwa Flugsteuerungen) ermöglicht, dieselbe Hardware wie unkritische Systeme (etwa Passagier-WLAN) zu nutzen, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass sie sich nicht gegenseitig stören.
Der Angriff der Forscher namens PCspooF hebt diese Isolation auf, indem er gefälschte Synchronisierungsnachrichten überträgt.
Elektromagnetische Störungen
„Normalerweise darf außer einem Netzwerk-Switch kein Gerät diese Nachricht senden. Um den Switch dazu zu bringen, unsere bösartige Nachricht weiterzuleiten, haben wir daher über ein Ethernet-Kabel elektromagnetische Störungen in ihn eingekoppelt“, erklärte Andrew Loveless, Doktorand an der University of Michigan und Subject Matter Expert am NASA Johnson Space Center, in einer Stellungnahme.
Die elektromagnetischen Störungen erzeugen eine ausreichend große Lücke, durch die die Nachricht gelangen kann. Anschließend verlieren die TTE-Geräte wiederholt die Synchronisierung und verbinden sich erneut.
„Eine einzige Injektion kann dazu führen, dass TTE-Geräte bis zu eine Sekunde lang die Synchronisierung verlieren und Dutzende TT-Nachrichten nicht übertragen können – beides kann zum Ausfall kritischer Systeme führen“, stellte das Team in einem IEEE-Forschungsbericht fest.
Die Forscher legten ihre Ergebnisse Geräteherstellern offen. Aufgrund dieser kooperativen Zusammenarbeit seien ihnen keine unmittelbaren Bedrohungen durch die Sicherheitslücke bekannt, erklärten sie.
Ein Raumfahrzeug vom Kurs abbringen
Um den Fehler zu demonstrieren, setzten die Forscher ein einzelnes bösartiges Gerät ein, um den Versuch einer simulierten bemannten Kapsel zu stören, an ein Raumfahrzeug anzudocken. Dadurch kam die Kapsel vom Kurs ab und konnte nicht andocken.
„Wir wollten herausfinden, welche Auswirkungen dies in einem realen System hätte“, sagte Baris Kasikci, Morris Wellman Faculty Development Assistant Professor of Computer Science and Engineering. „Wenn jemand diesen Angriff während einer echten Raumfahrtmission ausführen würde, wie groß wäre der Schaden?“
In einem Video zu den Ergebnissen erklärte Kasikci, ein bösartiges Gerät wie das in der Demonstration verwendete könnte über eine nicht vertrauenswürdige Lieferkette in ein Netzwerk eingeschleust werden.
„[D]ie Beschaffung von Ausrüstung aus nicht vertrauenswürdigen Lieferketten hat Vorteile, weil sie leicht verfügbar ist, keine Prüfungen erforderlich sind und keine hohen Kosten anfallen“, sagte Kasikci. „Gleichzeitig kann man in solchen Umgebungen jedoch verwundbar sein.“
Wirksame Gegenmaßnahmen
Die gute Nachricht ist, dass es mehrere praktikable Möglichkeiten gibt, die Bedrohung zu entschärfen.
Zu den von den Forschern vorgeschlagenen Maßnahmen gehören der Ersatz von Kupfer-Ethernet durch Glasfaserkabel, die Installation optischer Isolatoren zwischen Switches und nicht vertrauenswürdigen Geräten oder eine Änderung des Netzwerkaufbaus, sodass bösartige Synchronisierungsnachrichten nicht denselben Pfad wie legitime Nachrichten erreichen können.
„Einige dieser Gegenmaßnahmen könnten sehr schnell und kostengünstig umgesetzt werden“, sagte Kasikci.
Die Forscher legten ihre Ergebnisse im vergangenen Jahr großen Organisationen und Geräteherstellern offen. Loveless sagte, diese hätten die empfohlenen Gegenmaßnahmen positiv aufgenommen.
„Nach unserem Kenntnisstand besteht derzeit für niemanden eine Gefahr für die Sicherheit aufgrund dieses Angriffs“, sagte er. „Die Reaktion, die wir aus Industrie und Regierung gesehen haben, stimmt uns sehr zuversichtlich.“
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