כיצד Bluetooth 5.0 תומך באבטחת נתונים מוגברת עבור תקשורת רגישה

מבוא

Bluetooth 5.0, ההצתה העיקרית האחרונה של פרוטוקול אלחוטי ubiquitous, מביא שיפורים פורצי דרך לאבטחת נתונים עבור תקשורת רגישה. כמו האינטרנט של דברים (IoT) מתרחב ומכשירי הארגון יותר ויותר להסתמך על קישוריות אלחוטית, הצורך הצפנה חזקה, הצמד מאובטח והגנה על פרטיות Bluetooth מעולם לא היה משופר. 5.0 כתובות אלה עם חבילת תכונות אבטחה מתקדמות שנועדו לאבטח נתונים חסויים בתחום הבריאות, שירותים פיננסיים, אוטומציה תעשייתית, ויישומים מאובטחים, ויישומים מאובטחים, לא מאובטחים, סטנדרטיים, מערכת יחסים יעילה (Dlipicial) עבור מדיה סטנדרטית, ו-Dlipic סטנדרטית, ו-Dliping, ו-Dliping יישומים חדשים.

מאמר זה מספק צלילה עמוקה סמכותית לתוך יכולות האבטחה של Bluetooth 5.0.We לבחון את מנגנוני ההצפנה הליבה שלה, ארבע שיטות הצמד, הגנה על שלמות נתונים, ושיטות הטובות בעולם האמיתי.הבנת תכונות אלה חיונית למפתחים, אנשי מקצוע אבטחה וארגונים הפורסים את התקני Bluetooth בסביבה שבה סודיות נתונים ויושרה אינם ניתנים להשגה.

שיפור אבטחה מהיר ב- Bluetooth 5.0

Bluetooth 5.0 בונה על ארכיטקטורת האבטחה שהוצגה ב- Bluetooth 4.2, אך היא מוסיפה זיכוך קריטי שהופך אותו לעמיד באופן משמעותי יותר ל-eavesdropping, Man-in-the-middle (MITM) התקפות, ו-Computering.the-the-Computermenting הוא השימוש העיקרי של FLT:0LE Secure ConnectionsFLT:1 עבור כל האנרגיה הנמוכה (BLE) כאשר הם תומכים ב-Bluetooth או ב- 5.0 מאוחר יותר.

חיבורים מאובטחים ו-ECDH הצפנה

בלב של Bluetooth 5.0 אבטחה הוא האלגוריתם של FLT:0 (Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) חיקוי 1 עבור הדור הראשי וחילופים. ECDH מספק אבטחה שווה ערך ל- RSA Diffie-Hellman המסורתית אבל עם הרבה יותר גדלים מרכזיים, מה שהופך אותו אידיאלי עבור מכשירים מאומנים משאבים.

בנוסף ל-ECDH, Bluetooth 5.0 לאכוף את:0 (AES-CCM (תקן הצפנה מתקדם ב Counter עם Cpher Block chaining-Mesage Authentication Code mode)FLT:1 עבור הצפנה של חבילות נתונים.AES-CC מספק הן סודיות והן שלמות, כמו משלב AES במצב CTR עם CMA-Cator.

לפרטים טכניים נוספים על יישום ECDH באבטחת Bluetooth, מתייחסים להנחיות ה-FLT:0NIST על עקומת ההצפנה של חמקמקה: ccgraphyph1.

קידוד חזק יותר

Bluetooth דורש גודל הצפנה מינימלי של 7 אינץ ' (56 ביטים) אבל מעודד מאוד 16 אינץ ' (128 ביטים) לתקשורת רגישה. בפועל, רוב מכשירי Bluetooth 5.0 ליישם הצפנה 128 סיביות (56 סיביות) אבל זה שדרוג גדול ממורפס Bluetooth (BR/EDR) אשר לעתים קרובות השתמש בגדלים מרכזיים חלשים יותר כגון 8 או 16 סיביות כאשר לא מוגדר כראוי בדיקות Bluetooth (S) דורש את כל מוצרי Bluetooth CVMAFRE) אשר נמצאו ביעילות להפחית את הפחתת יעילות של 4.

שיטות אבטחה מאובטחות בפירוט

Bluetooth 5.0 מגדיר ארבעה מודלים של התאגדות עבור הצמדות, כל אחד עם רמות שונות של אבטחה נגד MITM והתקפות פיגור פסיבית.בחירה של שיטה תלויה ביכולות המכשיר (למשל, תצוגה, מקלדת, NFC) ואת הרגישות של הנתונים החלים.

רק עבודה

(FLT:0) Just WorksveFLT:1) היא שיטת הצמד הפשוטה ביותר, המחייבת אינטראקציה למשתמש.It משתמשת במפתח זמני קבוע (TK) של כל אפסים, מה שהופך אותו פגיע להתקפות MITM אם תוקף נמצא בטווח רדיו במהלך תהליך הצירוף.למרות שמפתח לטווח ארוך (LTK) עדיין מוצפן באמצעות ECDH, חוסר אימות במהלך החלפת מפתח ראשונית יכול להיות יעיל עבור כל אמצעי תקשורת לא פשוטה, כמו קידום נתונים.

הכניסה ל- Passkey Entry

ב-FLT:0.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.1, מכשיר אחד מציג שישה מכשירים מספריים מספריים של מעבר מספרי כניסה (0-999999) והמשתמש חייב להיכנס אליו במכשיר השני.זה מספק רמה בסיסית של הגנת MITM מכיוון ששני המכשירים חייבים להסכים על אותה עובר אורח כדי להשלים את ה-הצמדה-ה-ה-ה-ה-הת-התחילה-ה-החדשהחדשהחדשהחדשה-החדשהת ה-ה.

השוואה נומרית

(FLT:0) השוואה נמרנית (Nanmericהשוואה בין מספר 1:1) היא השיטה הידידותית למשתמש שעדיין מספקת עמידות חזקה ב-MITM. שני המכשירים להציג מספר שישה ספרותי, והמשתמש חייב לוודא שהמספרים מתאימים (בדרך כלל על ידי לחיצה על כפתור "כן") אם תוקף מנסה להתאים את ה-MITM, המספרים היו שונים, התראה על השיטה הזו, בהתבסס על ה-LTF:2commitment:

מתוך Band (OOB)

(FLT:0Out of Band (OOB)FLT:1 ; זוג משתמש ערוץ תקשורת חיצוני, כגון תקשורת שדה קרובה (NFC), קודים QR, או חיבור חוט, להחליף את המידע הצירוף.זה לחלוטין עקף את יישומי ה-IoT-share, ביטול האפשרות של התקפות טלפון חכם אלחוטיות Over-air MITM. ערוץ OOB חייב להיות מאובטח (למשל, קונסולת נתונים מאובטחים, ברגע ש-D, ברגע ש-D, לא ניתן לבצע שימוש ב-D מאובטח, הוא מאובטח, לאחר ש-D, הוא מערכת אבטחה גבוהה של שימוש ב-D, לאחר ש-D, לאחר ש-D, לאחר ש-D, הוא מערכת אבטחה גבוהה של שימוש ב-D, הוא מאובטח, לאחר ש-D, לאחר ש-D, לאחר ש-D, לא ניתן לבצע שימוש ב-D, לאחר ש-D, לא ניתן לבצע שימוש ב-D-D-D, לא ניתן לבצע שימוש ב-D-D-D, לאחר ש-D-D-D-D-D, אפשרות של יותר מדי, לאחר ש-D-D-D, אפשרות של יותר מתקפת נתונים מאובטח, לאחר ש-D-D-D-D-D-D-

למד עוד על הצמדות מאובטחות של OOB:0 Bluetooth SIG , סקירה רשמית של אבטחה כללית של OOB 1

הגנת הפרטיות: כתובת אקראית

Bluetooth 5.0 משפר באופן משמעותי את פרטיות המשתמש באמצעות FLT:0 ,Resolvable Private address (RPA) ,Ricualization 1 , בגרסאות קודמות, מכשיר השתמש בכתובת סטטית קבועה (כתובתMAC), המאפשר לצדדים שלישיים לעקוב אחר המיקום של המכשיר לאורך זמן על ידי sniffing Bluetooth פרסומות, אך Bluetooth 5.0 מחייבות שימוש בכתובות פרטיות אקראיות כי שינוי (בדרך כלל כל 15 דקות) אינו יכול לזהות את אותה כתובת קישור פרטי.

תכונה זו חיונית עבור בריאות לביבשים, חיישני בית חכמים, וכל מכשיר שרוצה למנוע מעקב לא רצוי. Note כי כתובת אקראית רק להגן על הזהות במהלך פרסום לקוי; פעם מצמד, המכשירים להשתמש בזהות הפתירה לתקשורת. עם זאת, אם ⁇ לוכדת את IRK (למשל, באמצעות גניבה של מכשירים), הם יכולים לעקוב אחר המכשיר.

אינטגרציית נתונים עם קודי הודעה

Bluetooth מבטיחה שלמות נתונים על ידי לכידת כל חבילת נתונים ב-FLT:0Mesage Integrity Check (MIC)BuildFLT:1), שהיא 32 סיביות או 64 סיביות Cipher מבוסס הודעה הודעה המבוססת על הודעות הודעה אואזטציה (CM) MIC הוא קידוד על עומס התגמול הפשוט ולוח המחט באמצעות AES-MCC, גם אם לא ניתן להשוות את הערך של ה-Mקודש, כאשר הם אינם יכולים לקשור אותו ל-D.

בנוסף, Bluetooth 5.0 תומך (FLT:0) אורך הנתונים הרחבה של ההרחבה של ההרחבה: 1 (האפשרות תשלום גדול יותר לחבילה (עד 251 ע"י ע"פ וואט), בעוד זה בעיקר משתפר באמצעות חישוב, הוא גם מקטין את מספר החילופים, ובכך מכווץ את חלון ההזדמנויות עבור MITM להזריק או לשנות נתונים.

Bluetooth 5.0 לעומת גרסאות קודמות: השוואה של אבטחה

כדי להעריך את השיפורים ב- Bluetooth 5.0, מומלץ להשוות את היציבה הביטחונית שלה עם גרסאות קודמות (FLT:0Kaspersky’s הניתוח של Bluetooth vulnerabilitiesFLT:1 , המתאר חולשות היסטוריות רבות):

• (FLT:0) Bluetooth 2.0/2.1 (BR/EDR)FLT:1: שימוש ב- SafeR+ בלוק cipher with 128-bit Keys, אך החלפת המפתח הייתה מבוססת על כניסה של PIN (לעתים קרובות רק 4 ספרות) והיה פגיע להתקפות כוח ו-MITM.
• (ב) 0 (Bluetooth 3.0 + HSFLT:1): אותו אבטחה כמו BR/EDR; ערוץ מהירות גבוהה לא תמיד מוצפן.
• (FLT:0) Bluetooth 4.0 - 4.1 (BLE)031: הציג AES-CCM אבל עם הצפנה של 128 סיביות אופציונלית.Pairing השתמש בצמדות פשוטות עם TK קבוע עבור Just Works. Vulnerable to aavesdropping אם TK ידוע.כתובת אקראית הייתה אופציונלית ולא סטנדרטית.
• (FLT:0) Bluetooth4.2FLT:1: ראשית לאמץ קישורים מאובטחים עם ECDH והצפנה 128 סיביות אופציונלית.עם זאת, זה לא היה חובה; מכשירים יכולים ליפול בחזרה לצירוף מורשת.
• (FLT:0) BluetoothPSK 5.0FLT:1: המנדטים LE חיבורים מאובטחים לכל התקשורת המעניינת (אם שני הצדדים תומכים בה) אנו כופים 128-bit AES-CCM עם ECDH P-256.ארבע שיטות עם רמות אבטחה ברורות.כתובת סטנדרטית עם RPAs.זה מבטלת את האיומים הנפוצים ביותר מפרוטוקולים קודמים.

המפתח: בעוד Bluetooth 4.2 הניח את הקרקע, Bluetooth 5.0 עושה את האבטחה חובה ומספק מסגרת עקבית עבור מפתחים, צמצום הסיכון של יישום לא מאובטח.

יישום Bluetooth 5.0 אבטחה לתקשורת רגישה

אבטחה Bluetooth 5.0 בוגרת מספיק לשימוש ביישומים רגולטוריים כגון בריאות (HIPAA), עיבוד תשלום (PCI-DSS), ובקרת תעשייתית (IEC 62443).

יישומי בריאות

מכשירים רפואיים בעליל (ג'קטוז, משאבות אינסולין, ECG כתמים) מעבירים נתונים של המטופל כי יש לשמור בסוד ו- טמפר-הוכחה. ההצפנה של Bluetooth 5.0DH ו- MIC Identity Checks עומדים בדרישות האבטחה של (FLT:0HIPAAFLT:1 כאשר בשילוב עם הצפנה של יישום-layer מסייע להגן על מיקום פרטיות על המטופלים.

עסקאות פיננסיות

Bluetooth 5.0 משמש יותר ויותר עבור תשלומים ללא מגע (למשל, עונדים, שעונים חכמים, נקודה של מכשירים למכירה) Bluetooth 5.0 מספק שכבת תחבורה בטוחה עבור פרוטוקול Exchange של בקשה תשלום (PADE).שימוש בהשוואה נונארית או OOB זוג מקטין את הסיכון של התקפות מחשב אלחוטיות.בנוסף, כי Bluetooth תומך בטווח ארוך יותר (עד 240m באוויר הפתוח), יכול לשמש כעת עבור טיפול מאובטח עבור טיפול רפואי חובה, אך טיפול ב-ידי שימוש ב- Skype נדרש כדי למנוע טיפול ב- Skype נדרש טיפול ב-הטיפול מאובטח ב-Windows Update עבור טיפול תרופתי.

עסקים ו-IoT

חיישנים תעשייתיים (IIoT), בניית אוטומציה, ועיבוד נכסים תלויים ב- Bluetooth 5.0 עבור קישוריות בעלת כוח נמוך.אבטחה היא דבר חשוב: חיישן שנפגע יכול לשמש כדי להזריק נתונים כוזבים למערכת ניטור.אנטרפרייזs צריך לאכוף את השימוש ב-UlFLT:0 מכשירים Bluetooth 5.0 עם Secure ConnectionsFLT 1K והגדרת מכשירים לדחיית ניסיונות זוגיים שאינם משתמשים לפחות ב- Accesskey או ברשימות אבטחה נוספות של משתמשי Bluetooth.

שיטות אבטחה הטובות ביותר עבור משתמשים וארגונים

גם עם הגנות המובנות של Bluetooth 5.0, תצורה לא נכונה יכולה להשאיר תקשורת רגישה חשוף.

• (FLT:0) בחר את שיטת הצמד החזקה ביותר 1FLT: זמין במכשירים שלך.Prefer Out of Band (OOB) במידת האפשר; אחרת, השתמש בהשוואה נומרנית.
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (FLT:0) Bluetooth כאשר לא צריך את 1FLT) כדי להפחית את פני השטח התקפה.לא בשימוש רדיו Bluetooth ניתן לנצל עבור ג'ק כחול או כחול.
• (ב) ⁇ :0) ,העברה חזקה וייחודית 1 (עבור מעברקי כניסה) לעולם אל תשתמשו במגורים על פני מכשירים שונים.
• (FLT:0) ממורננת לבקשות לא ידועות של זחל 1 ודוחקת אותם מיד.פלטפורמות IoT רבות מצמידות ניסיונות; לנתח את הרשומות הללו עבור אנומליות.
• (FLT:0) קידוד יישומים-layer FLT1) עבור שכבת אבטחה נוספת.למרות ש- Bluetooth מצפין את הקישור, הצפנה נוספת מקצה לקצה מגן על נתונים אם ערימה Bluetooth נפגע.
• (FLT:0) Use Bluetooth 5.0 של LE הפרטיות תכונה של LEFLT:1) כדי לסובב כתובות לעתים קרובות.לוודא כי IRK מאוחסן באופן מאובטח (למשל, באמצעות מודולים אבטחת חומרה).

עבור פריסות ארגוניות, לשקול הקמת מדיניות אבטחה Bluetooth 5.0:0 (Bluetooth Security Policy) 1 אשר מחייב חומרה Bluetooth 5.0 אישור ואוסרת מכשירים מורשת שאינם תומכים בחיבורים מאובטחים.

אתגרים ומגבלות

אין טכנולוגיה מושלמת, בעוד ש- Bluetooth 5.0 מטפל בחולשות היסטוריות רבות, חלק מהאתגרים נותרו:

• (FLT:0) חזרה תאימות תאימות: Bluetooth 5.0 מכשירים חייב לשתף פעולה עם מכשירים ישנים יותר המשתמשים בצמדות לא מאובטח.מכשיר Bluetooth 5.0 עם מכשיר Bluetooth 4.0 ירד בחזרה לרמת האבטחה הנמוכה יותר, ניכוי יתרונות רבים.משתמשים צריכים להימנע מצמד 5.0 מכשירים עם מכשירים מורשת עבור נתונים רגישים.
• (FLT:0) התקפות ערוץ ערוצים ראטוגרפיה:1: יישום Cryptographic עשוי להדליף תזמון או מידע כוח. ובכן-הגדרה Bluetooth 5.0 ערימה הם עמידים, אבל כמה ספקים שבבים היו פרצות (למשל, מקשים דליפים באמצעות ניתוח כוח שונה).
• (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (FLT:0Key ManagementigtureFLT:1): IRK ו- LTK חייבים להיות מאוחסנים בבטחה.אם מכשיר אבד או נגנב, כל בני הזוג זוג צריכים לבטל את המפתחות.סמארטפונים רבים עכשיו לתמוך במפעלים כדי לנקות מפתחות מזוג, אבל מכשירים IoT לעתים קרובות חסרים תכונות כאלה.

חוקרים מאוניברסיטת אוקספורד הוכיחו כי בעוד ש- ECDH של Bluetooth 5.0 מאובטחים מפני מחשבים קלאסיים, האלגוריתם פגיע באופן תיאורטי להתקפות קוונטיות באמצעות אלגוריתם של שאור.עם זאת, מחשבים קוונטיים גדולים מספיק כדי לשבור 256 סיביות ECD הם כנראה שנים הרחק.

תחזית: Bluetooth 5.1, 5.2, 5.3 ומעבר

[22: 51: 51] 22] 20] , אבל מאוחר יותר, ההצפנה המשיכו לחדד את האבטחה.

עבור ארגונים הפורסים תקשורת רגישה כיום, Bluetooth 5.0 מציעה את האיזון הטוב ביותר של אבטחה וביצועים. upgrading ל- 5.2 או 5.3 כאשר זמין מוסיף הטבות מצטברות מבחינת השקיפות וניהול המפתח, אבל ארכיטקטורת האבטחה הליבה נותרה ללא שינוי.

מסקנה

Bluetooth 5.0 משנה אבטחה אלחוטית על ידי ביצוע הצפנה חזקה והגנה על פרטיות חובה עבור תקשורת BLE.על ידי הפעלת חילופי מפתח ECDH, 128-bit AES-CCM הצפנה, בדיקות מודעות ושיטות הצמד חזקות, היא מספקת בסיס מאובטח להעברת נתונים רגישים על פני בריאות, מימון, עסקים ויישומים צרכניים.תכונת הטיפול אקראית גם מגן על פרטיות המשתמשים מפני מעקב.

עם זאת, אבטחה היא רק חזקה כמו יישום שלה ארגונים ומשתמשים חייב לבחור שיטות מתאימים, לשמור על מכשירים מעודכנים, ולעקוב אחר שיטות הטובות ביותר כדי לממש את היתרונות המלאים של Bluetooth 5.0.כאשר נקבע כראוי, Bluetooth 5.0 הוא יותר מאשר מסוגל לעמוד בדרישות הרגולטוריות המחמירות ביותר להגנה על נתונים. כמו Bluetooth מתפתח לקראת מוכנות לאחר quantum, הדור הנוכחי כבר מספק כלי חזק לאבטחת תקשורת אלחוטית בעולם מחובר יותר ויותר.

לקריאה נוספת על מפרט האבטחה של Bluetooth 5.0, מתייחסת למפרט הליבה של Bluetooth 5.003Uth Core Specification 5.0IRECT 1 והנחיות FLT:2NIST על ניהול מפתח קריפטוגרפי ניהול קודים 3.