未受保护的4G/5G低层控制过程被认为存在危险
密码学与安全
2024-03-12 v1
摘要
多年来，文献中已证明了3GPP蜂窝系统中的多个安全漏洞。大多数研究关注蜂窝无线协议栈的高层，例如RRC和NAS，这些层受到加密保护。然而，协议栈的低层，例如PHY和MAC，尽管既未加密也未进行完整性保护，但尚未得到同样深入的研究。此外，5G的最新版本显著增加了低层控制消息和过程的数量。蜂窝标准的复杂性以及高度的跨层操作使得对安全性的推理变得不平凡，并且需要系统性的分析。我们研究了每个物理信道承载的控制过程，并发现当前的蜂窝系统容易受到多种新型攻击：由于信息泄露导致的被动攻击，以及通过注入MAC和PHY消息进行的主动攻击。例如，我们发现波束赋形信息泄露使得基于指纹的用户定位和跟踪成为可能。我们识别出一些主动攻击，这些攻击通过禁用UE的射频前端来降低用户吞吐量，通过诱骗其他已连接的UE充当干扰器来中断用户通信，或隐秘地断开活跃用户。我们在各种场景下针对商用现成（COTS）UE评估了我们的攻击，并通过测量三个国家当前运营商的配置来证明其实用性。我们的结果表明，攻击者可以（除其他外）以96%的概率在20米精度内定位用户，以90%的概率跟踪用户的移动路径，在2秒内将吞吐量降低超过95%（通过欺骗一个39比特的DCI），并断开用户连接。
引用
@article{arxiv.2403.06717,
title = {Unprotected 4G/5G Control Procedures at Low Layers Considered Dangerous},
author = {Norbert Ludant and Marinos Vomvas and Guevara Noubir},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.06717},
year = {2024}
}