Drone Hacking? WTF?

#資安#無人機#IoT

前言

因為一些原因開始接觸無人機資安，想說來記錄過程中的摸索並提供一些入門的起點。 (持續更新中，之後或許會盤出一點大的skills repo到github)

無人機架構盤點

目前的理解來看，無人機可以拆成

  1. flight stack : 負責位置、控制、導航，大致簡稱飛控
  2. middleware : 通訊連接硬體跟外部系統
  3. Hardware/OS : 幾乎沒有包OS，在MCU上面跑

常見的 Flight Stack 幾乎都是 PX4和 Ardupilot 架構 下面用PX4為範例，middleware就是 mavlink

image

跟一般的 IoT 不太一樣，不是那種會飛的超級router而已 是以飛控為中心，用協議串聯不同的週邊設備

還會再搭配地面站跟伴飛電腦等等

flowchart TB subgraph GROUND["Ground Segment — 地面端"] GCS["Ground Control Station (GCS)
QGroundControl / Mission Planner
Mission Planning · Telemetry · Commands"] end subgraph UAV["Airborne Segment — 無人機端"] direction TB subgraph CC["Companion Computer — 選用"] ROS["ROS 2 Applications
SLAM · CV · Path Planning"] MW["ROS 2 Middleware
RMW / DDS"] ROS <--> MW end subgraph FC["Flight Controller (FC)"] direction TB subgraph FLIGHT["Flight Stack — 二選一"] PX4["PX4
EKF2 · Navigator · Controllers"] AP["ArduPilot
AP_NavEKF · AP_Mission · AP_Motors"] end INTERNAL["Internal Software Services
PX4: uORB / Drivers
ArduPilot: AP_HAL / Scheduler"] FLIGHT <--> INTERNAL end SENSOR["Sensors
IMU · GNSS · Camera"] ACT["Actuators
ESC · Motors · Servos"] MW <-->|"MAVLink / MAVROS
or PX4 DDS Bridge"| INTERNAL SENSOR --> INTERNAL INTERNAL --> ACT end GCS <-->|"Telemetry Link
MAVLink over Radio / IP"| INTERNAL GCS <-.->|"Optional routed connection"| MW classDef ground fill:#dbeafe,stroke:#3976be,color:#17355a classDef compute fill:#e7e2fb,stroke:#8065ba,color:#302154 classDef flight fill:#dcf2e4,stroke:#399260,color:#1b4c30 classDef hardware fill:#f1f1f1,stroke:#999,color:#333 class GCS ground class ROS,MW compute class PX4,AP,INTERNAL flight class SENSOR,ACT hardware

靶機相關

  • Damn-Vulnerable-Drone
    • 模擬 ArduPilot + MAVLink 架構與漏洞，可作本地靶機練習
    • 神之靶機
    • 本 vault 對應筆記：[[DVD_compare]] · [[DVD writeup]]
  • Awesome-Drone-Hacking
    • 無人機駭客資源大全 (awesome-list)，本 SOP 攻擊面分類即依此架構拆解
    • 延伸筆記：[[DVD writeup]]

攻擊框架與工具集

無人機韌體安全測試方法論

IoT / RF 通用安全資源

  • awesome-connected-things-sec
    • IoT 安全研究與漏洞利用技巧總匯，涵蓋 IoT、嵌入式、工控、車用系統
    • 偏基礎但全面
  • RFSec-ToolKit
    • RF 通訊協定駭客工具集合，涵蓋 SDR、2G GSM、3G、4G LTE、5G 等協定分析工具與教學

無人機漏洞資料庫

  • RVD (Robot Vulnerability Database)
    • 機器人/傳感器相關漏洞的歸檔資料庫，使用 RVSS (Robot Vulnerability Scoring System) 評分
    • 可用於比對無人機/機器人類 CVE 查核
  • Infected Drones
    • DVD 靶機作者自己挖的洞集合
    • 有很多新的攻擊面，不定期會出現在他的 conf talk 上面

開源韌體與飛控生態