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對于黑客來說，電腦可以破解、游戲機可以破解、手機可以破解，那遠在天上的衛星可以破解嗎？
答案是可以的！而且被破解的還是世界首富馬斯克旗下Space X星鏈計劃中的衛星。
破解星鏈衛星的小哥來自來自比利時魯汶大學，名字叫Lennert Wouters，從事研究員工作。Wouters在拉斯維加斯近日召開的Black Hat Security Conference（黑帽安全技術大會）上現場展示了破解Space X的全過程。
花25美元破解價值50萬美元的衛星
據Lennert Wouters介紹，他用了一年的時間來研究如何破解衛星，最終的破解方案僅需要25美元的成本。其破解的思路可以概括為“使用定制電路板繞過簽名驗證檢查，用欺騙的方式讓系統誤以為啟動過程正確，并不存在篡改”。這個跟以前流行的破解游戲主機的思路相似。
了解了思路之后，讓我們跟著Lennert Wouters的介紹一起了解他破解衛星終端的過程。要想破解衛星，首先你需要Space X的衛星終端——用來跟衛星連接的天線（不是貓窩）。
通過天線，Lennert Wouters能夠了解衛星的運作以及終端的工作原理，以便于他著手破解衛星。
但單單是看著這個天線是不夠的，還需要拆開這個天線，研究天線的內部結構，才能夠找到攻擊衛星終端，注入代碼的攻擊點。
于是，Lennert Wouters使用異丙醇、撬棒、熱風機等工具對衛星天線進行拆解，不過據他本人介紹，整個拆解的過程相當麻煩，拆解者需要擁有極強的耐心。
經過一番操作之后，卸下天線的金屬外殼，就可以拿到像下面這樣，直徑為59cm的電路板。
電路板上集成的電路系統有：一枚定制化的四核ARM Cortex-A53處理器、射頻電路、以太供電系統以及GPS接收器。
拆解完之后，Lennert Wouters發現這顆定制化的處理器架構未曾公開過，所以破解難度較大。
但攻破技術難關，這就是黑客的樂趣所在。為了破解衛星天線的電路主板，黑客小哥需要自制modchip（破解芯片）。于是他掃描了整塊天線的電路主板，找到最適合破解芯片的電路設計方案。
完成電路掃描之后，Lennert Wouters根據自己制作的電路設計方案使用Rasperrt Pi（樹莓派）微控制器、閃存、電子開關和穩壓器做了一塊針對衛星天線的破解芯片，然后將破解芯片通過線纜焊接到天線鍋的PCB板上。
到這一步，用于攻擊衛星天線的硬件工具已經制作完畢。接下來要做的就是尋找攻擊點，使用破解芯片注入攻擊到衛星終端（天線鍋）的系統中，修改衛星終端上的固件，最終奪取對天線終端的控制權。
在Lennert Wouters長時間的摸索中，他發現在衛星終端啟動時，會經歷多個不同的引導程序加載階段。其中第一個引導加載程序因為是被刻錄到片上系統的，無法更新，所以在攻擊成功后注入的修改固件不會被重置，從而實現最終奪取對衛星終端的控制權。
確定了攻擊目標之后，Lennert Wouters在“簽名驗證”及“哈希驗證”這兩個理想攻擊切入點中選擇了更適合的“簽名驗證”。Lennert Wouters表示，工程師在設計電路的時候會努力避免短路，但黑客的攻擊方法經常會刻意利用短路或者制造電路問題擾亂電路板的原有設定，實現“渾水摸魚”。
因此Lennert Wouters在注入故障的時候，需要先讓負責平滑電源的去耦電容停止工作，實現電路板的安全保護機制短路，之后注入故障修改硬件程序并繞過安全保護，完成上面的操作之后，重啟去耦電容，即可實現篡改并運行星鏈固件，取得底層系統訪問權限。
上面思路理清楚之后，就可以開始進入破解的實操環節了。在實操過程中，Lennert Wouters本來打算在衛星終端的啟動周期結束（Linux操作系統全部加載完成）再發起攻擊，但在后續的實驗中，他發現搶在啟動前發起進攻才是更為可靠的方法。最終，Lennert Wouters實現了在衛星終端的啟動周期之內篡改并運行星鏈固件，獲得設備的底層系統訪問權限 。
至此，Lennert Wouters完成了自己對衛星終端的破解，并實現了通過衛星終端給天邊的衛星注入代碼，實現修改衛星固件。
目前，Lennert Wouters的定制版modchip已經公布在GitHub上，但并沒有出售modchip成品的打算，也從未向他人提供過篡改后的用戶終端固件，或者利用此漏洞的確切細節獲利。
Space X高度認可，提出漏洞賞金計劃
作為一名安全研究員，在去年，Lennert Wouters就已經向SpaceX報告了這些漏洞，星鏈也通過漏洞懸賞計劃向Wouters支付了相應的賞金。Lennert Wouters表示，雖然SpaceX已發布的更新使攻擊更加困難，但避免此類攻擊的唯一可靠方法是創建一個新版本的主芯片，否則無法從根源上解決問題。
SpaceX方面則是對Lennert Wouters的破解表示了極高的認可，在Lennert Wouters進行破解的時候，SpaceX官方還曾表示可以提供“研究員級別”的身份輔助Lennert Wouters進行破解研究。
同時，星鏈項目方重申，此攻擊需要對用戶終端進行物理訪問，并強調對安全啟動系統注入故障只會影響到當前設備。整個星鏈系統的其余部分不會因此受到影響。換言之，普通星鏈用戶無需擔心受此攻擊影響，也無需采取任何應對措施。
公司還表示歡迎各個研究人員發現并報告漏洞，對“星鏈”網絡進行非破壞性測試、報告并發現漏洞的研究人員可獲得100美元25000美元的獎勵，并列出了已報告“重大安全問題”的32名研究人員。
衛星正在成為惡意黑客心中的不法之地
星鏈衛星被破解，讓天邊的衛星走進了大部分人的視野當中，但透過這一次破解，我們需要提高警惕。
星鏈計劃是馬斯克旗下Space X公司于2015年公布的衛星通訊計劃，目前計劃發射4.2w顆衛星，實現用戶在全球各地都可以享受上網。但有消息指出，在俄烏戰爭中，星鏈計劃給烏方提供了通訊支持，實現烏方無人機定點打擊的功能。
星鏈計劃真實目的不得而知，但目前惡意黑客已經將衛星互聯網視為攻擊目標。最早于02年的時候，我國便出現過衛星被不法組織黑入，導致電視畫面異常的情況。此外，在北斗衛星還沒部署之前，中國曾在一次軍事演習中被美國關閉了GPS使用權，導致導彈發射偏離軌跡。
當下太空資源已經成為了大國之間的必爭之地。在如今，亞馬遜、OneWeb、波音、Telesat和SpaceX等民營組織加入其中將進一步加劇資源的爭奪。但最重要的是各方在此次破解當中應當提高安全警惕，防止為了無畏的擴張，導致“太空垃圾”泛濫，讓衛星成為黑客違法的助力。
雷峰網(公眾號：雷峰網)
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