手把手玩轉路由器漏洞挖掘系列-ZiggBee協定

今天小編分享的互聯網經驗：手把手玩轉路由器漏洞挖掘系列-ZiggBee協定，歡迎閲讀。

1. 基本介紹

ZigBee 是一種低復雜度、低功耗、低速率、低成本的近距離無線通信技術。它基于 IEEE 802.15.4 标準，主要用于短距離數據傳輸和監控應用。

ZigBee 網絡由協調器、路由器和終端設備組成，支持星型、樹型和網狀等多種拓撲結構。該技術廣泛應用于智能家居、工業自動化、醫療監護等領網域，通過低功耗和自組織網絡特性，實現高效、可靠的無線數據傳輸。ZigBee 的傳輸速率在 10KB/ 秒到 250KB/ 秒之間，支持大量設備連接，具有強大的網絡容量和靈活的節點配置能力。

2. 協定概述

2.1 棧結構

ZigBee 協定組成主要涵蓋了四個層次，這些層次共同構成了 ZigBee 網絡協定棧的基礎，确保了數據的可靠傳輸和網絡的有效管理。以下是 ZigBee 協定組成的詳細概述：

物理層

處理無線電硬體之間的實際通信

基于 IEEE 802.15.4 标準的無線通信技術

傳輸層

管理無線鏈路，包括處理幀的發送、接收、超時重傳、收發确認等

提供了安全和管理機制，如加密、身份認證和底層設備管理

網絡層

負責多跳網絡的支持，主要包括路由選擇、拓撲結構和組網等功能 ( 星型、樹型和網狀拓撲結構 )

協調器、路由器和終端設備

負責定義不同應用的數據格式和通信規則

節點之間的路由和尋址機制，确保數據傳輸的可靠性和安全性

不同設備之間的互相通信，允許節點在網絡中相互切換

2.2 數據幀

2.2.1 具體分布

物理層

SHR - 前導序列

PHR -   PSDU 長度信息

PSDU - MAC 層協定數據單元

傳輸層

MHR - 控制信息、序列号、尋址信息等

MSDU - 網絡層和應用層數據

MFR - 幀校驗序列

網絡層

網絡層幀頭和有效載荷

應用層

數據和服務

2.2.2 幀結構

  信标幀

  數據幀

确認幀

2.3 安全機制

ZigBee 主要提供三個級别的安全模式 :

非安全模式

不采取任務安全措施 - 可重發、中間人攻擊

訪問控制模式

只允許接入的硬體設備 MAC 地址存在列表中，限制無合法節點訪問獲取相關數據

安全模式

支持 128 位 AES 加密算法進行數據通信加密

Wireshark 裏面提供的安全級别可支持預設密鑰用于解析數據包

2.4 密鑰類型

主密鑰

配合 ZigBee 對稱密鑰的建立 ( SKKE ) 過程來派生其它密鑰，在建立網絡時生成或配置的，用于後續生成網絡密鑰和鏈接密鑰。

網絡密鑰

保護廣播和組數據的機密性和完整性，同時也為網絡認證提供保護

鏈接密鑰

保護兩個設備之間單播數據的機密性和完整性

其他密鑰

除了上述主要密鑰外，ZigBee 協定還可能定義其他類型的密鑰，如應用主密鑰、應用鏈接密鑰等，用于特定場景下的安全通信

3. 安全風險

3.1 中間人攻擊

ZigBee 采用非安全模式，對數據傳輸内容沒有加密，可能被竊取敏感數據内容。

3.2 密鑰攻擊

在密鑰傳輸過程中，密鑰内容會以明文形式傳輸，因此可能被獲取密鑰信息，通過密鑰對數據信息進行解密或者偽造合法接入設備。

4. 總結

當前，針對 ZigBee 協定的攻擊策略主要聚焦于其密鑰安全性的薄弱環節，其密鑰安全是整個 Zigbee 協定中最重要一環。