Alexa,黑掉你自己:亚马逊Echo可能在背着你搞事

2022-03-20 10:38来源:品玩 原文链接:点击获取

像亚马逊 Echo Dot、Google Home Mini 这样的小型智能音箱,价格非常便宜,功能也非常强大。调查显示,疫情之前这两个智能音箱系列的渗透率在美国达到了35%的家庭,预计在2025年将会达到75%

不过,几位来自英国和意大利的安全研究者最近发现,亚马逊的 Echo 智能音箱存在一个相当棘手的社会工程学漏洞。

这个漏洞能够让攻击者激活并劫持音箱,背着用户进行各种操作。影响方面,除了侵犯了用户隐私之外,还可能导致更加严重的财产损失,甚至人身伤害的风险。

离谱的是,这个漏洞并不需要什么复杂的黑客代码,只靠 Echo 音箱自己就可以实现——简单来说,Echo 音箱通过音乐和电台技能 (skill),如果播放了某段特定的音频,而音频当中包含了某个特定的触发词/指令,漏洞就被触发了。

研究者将这个漏洞命名为 Alexa versus Alexa (简称 AvA)——顾名思义,就是 Alexa(亚马逊的虚拟语音助理)自己黑掉自己……

体验越好,漏洞越大

为了让智能音箱和语音助理产品被更多人使用,厂商们都在研究如何进一步提升体验。然而,很多设计初衷是为了提升体验的功能,都给用户添了麻烦,甚至还有可能成为本文所讨论的安全漏洞。

包括 Siri、Google Assistant (GA),Alexa 在内的虚拟语音助手,都会保持麦克风开启,因为它们需要监听 "Hey Siri", "Ok Google", "Hey Alexa" 等唤醒口令。然而因为识别并不是完全准确的,这些虚拟语音助手经常会被误触发——苹果手机用户过去经常遭遇此类情况。

研究者发现,除了识别不准之外,Echo 音箱还有另一个问题:它对自己发出的声音的干扰排除能力不是很好。简而言之,如果我们让 Echo 去播放一段音频,而这段音频当中正好包含了能够控制 Echo 去做其他事情的命令——结果,Echo 就会给自己发号施令。

经过测试,被这种方式劫持的 Echo 所能做的包括并不限于:播放音频文件或在线电台、监听房间内的对话、调整闹钟、修改用户日历项、给任意号码打电话、操控智能家庭设备,甚至用主人的亚马逊账号在网上乱买东西等……

让我们来更详细地看一下这个漏洞的攻击方式:

1)首先,黑客制作一段听起来完全没有问题的音频文件,比如一首歌,或者一个 podcast,并且在音频文件中加入能够激活 Alexa/Echo 并且让其执行特定操作的命令;

2)黑客有两种攻击角度可选:在距离攻击对象家的足够距离内,用手机蓝牙链接 Echo 音箱,然后播放音频(下图中的1.2),也可以直接把音频做成在线电台,通过社工学的方式让攻击对象 Echo 播放(下图中的1.1);

注意:Echo 无需安装额外应用就具备播放在线电台的技能 (Skill) ,这些技能是在云端运行的(如上图右侧所示)。并且,任何人都可以自己开发类似的技能,发布到亚马逊的 Alexa 技能商店里。虽然亚马逊会对首次发布的技能进行安全核查,但开发者仍然可以在后续更新中加入恶意代码,并且不会被亚马逊发现。

3)Echo 播放了可疑的音频文件,接受了音频中的指令,就能够在用户不知情的前提下进行各种操作,给用户添麻烦,比如修改甚至取消闹钟,让人睡过头;开关智能灯泡,让人以为家里闹鬼;修改日历项,让人错过重要事情等等;

不要以为这些都是无害的小玩笑,这个漏洞完全可能导致更严重的隐私泄露、财产损失和人身危险。

举三个场景为例:

1. 隐私泄露:黑客可以在可疑的音乐文件里加入 "go on“。这个词组也对应了 Echo 音箱支持的一个技能,可以极大延长 Echo 保持激活的时间,监听用户说话的时间;进而,黑客还可以将用户讲话内容发送到网络服务器。在最极端的情况下,黑客完全有能力结合 go on 和其它技能来完全劫持 Echo 音箱,把用户发布的命令替换成自己的……

2. 财产损失:过去我们偶尔会看到这样的新闻:有人收到了亚马逊的包裹,但是自己并没有买过里面的东西——通过本文所探讨的这个漏洞,黑客是完全可以劫持 Echo 去乱买东西的

这是因为通常 Echo 只会在购买后首次配置时验证用户的身份和账户信息,后续无论是安装技能还是网上下单,都无需做额外的身份校验——这些设计原本是为了让使用体验更流畅,现在可能被漏洞利用。

3. 人身伤害和财产严重损失:如果用户家里装了兼容 Alexa 的智能门锁的话,坏人可以在门口蓝牙连上音箱,播放指令,打开门锁——这可就成了严重的入室抢劫风险了……

此次漏洞被命名为 CVE-2022-25809:

受影响产品和严重程度,

令人担忧的是,如果结合前面提到的在线电台(远程)和牙连接(现场)这两种攻击角度的话,这一漏洞的凶险程度是非常高的:

可以在全世界任何地点对目标实现远程侵入,可以一次性劫持多个 Echo 设备,可以不采用社工学方法发起攻击可以在断线之后重新发起攻击,甚至可以在首次攻击完成并建立连接后进行遮掩,从而实现长期入侵,将其变成“肉鸡”等等……

研究人员已经将这次的主要漏洞 AvA,以及顺道发现的另外两个小漏洞 Full Volume 和 Break Tag Chain 的 资料直接提交给了亚马逊。

Full Volume 漏洞可以增大音箱播放内容的音量,从而提高受影响的 Echo 设备以及同房屋内的其它联网 Echo 设备被劫持的几率;Break Tag Chain 能够在用户不知情的前提下延长特定技能持续运行的时间,对黑客进一步完善社工学攻击场景起到帮助。

漏洞的验证和复现工作是在第三代 Echo Dot 上进行的,不过研究人员指出:三代和四代的所有 Echo 智能音箱产品都存在此漏洞。

亚马逊将漏洞严重性评为”中级“,并且也在最近对受影响的 Echo 产品发布了补丁更新(版本号:3代6812454788,4代 6409855108)。

这次补丁在一定程度上降低 Echo 设备被自己所播放内容当中的触发词激活的几率,然而它并没有完全补上漏洞。因为正如我们在前面所提到的:这个漏洞并非由代码缺陷,而是由功能设计所导致的。

原则上,只要 Echo 音箱还是麦克风全时开启监听触发词,只要技能 (skill) 的发布、审核和调用机制保持现状,只要 Echo 为了确保使用体验而不在特定操作的时候进行用户身份验证——这个漏洞就将继续存在。

研究人员指出,想要对抗这一漏洞,有几种思路可以参考:

1)压制能音箱被自己播放的内容触发的能力这一点上,Echo 已经有了类似的机制设计,采用了多麦克风阵列可以更加准确地侦测语音命令的来源方位,便于判断命令来自于用户还是自己

2)检测语音命令的声波信息:果声波当中包括了人的声道发不出来的低频声波,则有很大的几率是来自自己或者另一台扬声器。

3)在更多的场景里严格使用已知用户的声音:很多智能音箱在初次设置的时候,都会让用户多说几句话,这样就能听出来说话的人是谁,从而有针对性地完成操作。然而至少对于目前 Echo 音箱来说,它并不会在进行高风险操作(如支付、操控其它智能设备)的时候验证命令是否来自已知的用户。亚马逊应该在这一点上进行优化。

如果正在阅读本文的你也在用 Echo 音箱产品,可以检查一下设备是否已经更新到最新版本。

一般来说,我们还是可以正常使用智能音箱的,但如果你实在担心音箱被劫持的话,可以在长时间不用的时候(比如出门前)把音箱上的麦克风完全关掉,只要按下麦克风的按钮,指示灯变为红色就可以了。

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