İnternete bağlı olmayan sistemleri hacklemek

Son zamanlarda “side channel” olarak adlandırılan “yan kanal” saldırıları üzerinde yapılan çalışmalar ve elde edilen başarılı sonuçlar bu saldırı vektörünün önümüzdeki yıllarda daha fazla kullanılabileceğinin göstergesidir. Bir sistemle Ethernet bağlantısı gibi “normal” tabir edebileceğimiz bir iletişim kanalı dışında elektromanyetik sinyaller veya işlemci tarafından tüketilen elektrik miktarından yola çıkılarak yapılan işlemi anlamak veya hedef sisteme komut göndermek mümkün olmaktadır.

İngilizcesi “air-gap” olarak bilinen ve özünde korumaya çalıştığımız ağ veya sistem ile internet arasında bir “hava boşluğu” oluşturmak üzerine kurulu olan yaklaşımın son zamanlarda çeşitli şekillerde atlatılabildiği ortaya çıkmaktadır. 2014 yılının yaz aylarında İsrail’de Ben-Gurion Üniversitesi Profesörlerinden Yuval Elovici bu konuda yeni bir yöntem ortaya koymuştu.

Hava boşluğu yaklaşımı günümüzde aşağıdaki gibi önemli ağ ve sistemleri korumak için kullanılmaktadır:
– Askeri/Hükümet sistemlerin güvenliği
– Finansal/Bankacılık sistemlerin güvenliği
– SCADA sistemleri gibi altyapı kontrolü için kullanılan sistemlerin güvenliği
– Nükleer tesis bilgisayar sistemleri
– Uçuş ve uçuş kontrol sistemleri
– Bilgisayar destekli tıbbi cihazların güvenliği

Belli bir hedefe özel geliştirilmiş ve APT (Advanced Persistent Threat) saldırıları dahilinde kullanılan zararlı yazılımların “megastar’ı” olan Stuxnet‘in hava boşluğunu USB bellek gibi taşınabilir depolama aygıtları sayesinde aşmaktadır. Geçtiğimiz yaz ortaya konulan araştırma sonuçları ise hava boşluğu ile sağlanan güvenliğin sistemlerin yaydığı elektromanyetik dalgalar kullanılarak atlatılabildiğini göstermiştir.

NSA’in COMSEC (Communication Security – iletişim güvenliği) altında ve “TEMPEST” kod adıyla bilinen bir program kapsamında sistemlerin yaydığı elektro-manyetik sinyallerin yakalanarak işlenmesi ve düşmanın da kendi elektro-manyetik sinyallerini yakalamasını engellemek üzerine çalıştığını zaten biliyorduk.

Geçtiğimiz senenin sonlarında Almanya’da bir araştırma biriminin iki adet Lenovo T400 laptop arasında, sadece fabrika çıkışı mikrofon ve hoparlörleri kullanarak veri alışverişi yapabilmiş olması IP dışında yöntemlerin veri sızdırılması için kullanılmasını gündeme getirmişti. Bağlantı hızı saniyede 20 bit ve uzaklık 19 metre idi ama pek çok kişinin aklında soru işaretleri oluşturmaya yetecek kadar önemli bir gelişmeydi. Bu gelişme üzerine TEMPEST’in önemi bir kez daha anlaşılmıştı.

TEMPEST standartlarının gizli olarak sınıflandırılmış olması sebebiyle bu konuda çok detaylı bilgiye sahip değiliz, ancak NATO’nun kendi TEMPEST standartları 3 temel koruma düzeyi belirlemektedir. Bunlar; NATO SDIP-27 seviye A, B ve C (NATO SDIP-27 Level A, B and C) olarak bilinmektedir. C seviyesi düşmanın korunması gereken sisteme 100 metreden fazla yaklaşamadığı senaryolara göre hazırlanmıştır ve A ve B seviyelerine göre biraz daha rahattır. B seviyesi ise düşman ile en az 20 metre mesafe olan durumlara göre düzenlenmiştir. NATO SDIP-27 seviye A ise düşmanın korunması gereken sistemlere 1 metre kadar yaklaşabileceği durumlara göre hazırlanmıştır.

Geçtiğimiz yaz ise Profesör Elovici hava boşluğu ile korunan sistemler için cep telefonlarının bir tehdit oluşturduğunu ortaya koydu. Oltalama (phishing) saldırısı ile akıllı telefona bulaştırılan bir zararlı yazılım bulaştığı telefonun bulunduğu ortamlarda havadaki elektro-manyetik sinyalleri taramaya başlıyor.

Zararlı yazılım havada tespit ettiği sinyallere müdahale ederek hedef sisteme bir zararlı yazılım yüklenmesini sağlıyor. Yüklediği zararlı yazılım ile telefon arasında radyo sinyalleri kullanan bir ağ oluşturan zararlı hedef sistemden elde ettiği bilgileri cep telefonunun bağlantılarını kullanarak dışarıya aktarmakta ve aynı şekilde talimatları telefon üzerinden almaktadır. Bu saldırının demosu aşağıdaki videoda görülebilir.

Profesör Elovici bu saldırılara karşı şu anda tek etkin yöntemin telefonları kapatmak olduğunu belirtiyor ancak günümüzde bunun ne kadar uygulanabilir bir çözüm olduğu tartışılır.

Bu ay ise, yine Ben-Gurion Üniversitesi’nde Profesör Yuval Elovici yönetiminde araştırmacı Mordechai Guri tarafından yapılan bir araştırmanın sonucu yayınlandı. Araştırma sonuçlarına göre hava boşluğu ile ayrılmış sistemlerden “BitWhisper” oalrak adlandırılan yöntem ile bilgi sızdırılabilmiştir.

Saldırı ele geçirilmiş ve hava boşluğu ile ayrılmış iki sistem arasında bilgisayarların içinde bulunan ısı sensörleri kullanılarak gerçekleştirilmektedir.

Aşağıdaki videoda birbirine kablolu veya kablosuz hiçbir bağlantısı olmayan iki sistem görülmektedir. Ekranın sağ tarafında görünen bilgisayar füze komuta sistemi olarak düşünülmüş ve USB portu üzerinden bu ufak çaplı simülasyona imkan verecek bir düzenek kullanılmıştır. Sol taraftaki sistem ise farklı bir ağa bağlı ve ele geçirilmiş bilgisayardır.
Saldırgan önce oyuncak füze rampasının döndürülmesi için bir komut, ardından da fırlatma komutunun gönderiyor.
Ekranın sol alt köşesinde ise bu işlemin sistem ısısı üzerindeki etkileri izlenebiliyor.

Ülkemizde de Aselsan tarafından üretilen SAHAB (2180 Sanal Hava Boşluğu Sistemi) veya tek yönlü veri iletişimine imkan veren data diyotları benzeri hava boşluğu ile korunan sistemlerin güvenliğinin sağlanması için kullanılan çeşitli yöntemler aklınıza gelebilir. Hava boşluklarını atlatmak için kullanılan yöntemlerin “yan kanal” (side channel) olarak adlandırılabilecek ve sistemlerin asıl iletişim yollarının dışında faaliyet göstermesi bu tür güvenlik sistemlerinin etkisiz kalmasına neden olmaktadır. Saldırı kodlarının iletilmesi için bilgisayarın ethernet kablosu yerine işlemcinin yaydığı ve kullandığı elektromanyetik sinyallerden faydalanılması bu tür yöntemlere verilebilecek güzel bir örnektir.

Bu gelişmelere rağmen hava boşluğu ile korunan sistemlerin güvenliğinin yok olduğunu söylemek mümkün değildir. Elektromanyetik veya ısı sinyallerinin net olmaması, ortamda benzer özelliklerde pek çok sinyal kaynağının bulunması (BitWhisper örneğinde güç kaynağı gibi diğer ısı kaynaklarını düşünebiliriz) saldırganların sinyalleri yakalamalarını ve kullanabilecekleri sinyalleri parazitlerden ayırdetmeleri oldukça sordur. Buna ek olarak elektromanyetik veya ısı sinyallerinin zayıf olmaları da işi biraz daha zorlaştırmaktadır. Georgia Institute of Technology araştırma görevlisi olarak çalışan Alenka Zajic daha önce bu sorunların saldırganlar tarafından nasıl aşılabileceğini kanıtlamak adına SAVAT adlı bir teknoloji geliştirmişti. Signal AVailable to ATtacker (saldırgan tarafından yakalanabilen sinyal) kelimelerinden türetilmiş bu isim belli bir komut veya programın işlemci tarafından uygulanırken oluşan elektromanyetik sinyallerin daha hassas biçimde yakalanmasına ve işlenmesine imkan vermektedir. Ben-Gurion üniversitesinin çalışmaları ise bu tür saldırıların üniversitelerin laboratuvarlarının dışında da görülebileceğini açıkça ortaya koymaktadır.

İlk bakışta bu saldırıların bazı askeri ağlar dışında kimi ilgilendirdiğini göremeyebiliriz ama bir sisteme Ethernet gibi normal kabul edilebilecek iletişim yolları dışında saldırabilmenin aşağıdaki senaryolarda sayısız faydası olacaktır;

Ortak veri merkezleri:
Saldırganın hedefin bulunduğu veri merkezine bilgisayar konumlandırabileceği veya aynı veri merkezinde bulunan ve hedefle doğrudan bağlantısı olmayan bir sistemi ele geçirebilmesi durumunda.

Sanallaştırma:
Bulut bilişim altyapıları gibi saldırganın hedefle aynı sanallaştırma platformundan makine kiralayabileceği durumlar. Bu tür altyapılar kullanıldığında sanal güvenlik duvarı gibi çözümlerin kullanılmasında fayda vardır. “Side channel” çalışmaları sanallaştırma platformları için de yürütülmekte ve hypervisor ile sanal makine arasında bilgi alışverişinin sanal ağ dışında sağlanabildiğini gösteren sonuçlar vardır. Sanallaştırma platformlarına karşı yapılan yan kanal saldırıları arasında en etkin olarak görüleni fiziksel makinenin işlemcisinin saldırgan tarafından izlenerek hedef sistemin işlemci kullanımının kaydedilmesidir.

Yukarıda sözü edilen saldırılar dışında bugün bilinen yan kanal saldırılarını aşağıdaki başlıklara ayrılabilir;
– Zamanlama saldırıları: Apache sunucu üzerinde mod_SSL ile belirli talepleri işlemek için gerekli süre ölçülerek 1024 bitlik şifreleme anahtarı tespit edilebildi.
– Akustik kryptanaliz: 10 dakikalık klavye sesi ile yazılan metnin %96’sı ve 10 haneli parolaların %69’u tespit edilebilmiştir.
– Güç tüketimi analizi: İşlemci tarafından harcanan güç ölçülerek “if” gibi şartlı işlemlerin sonucunun tespit edilmesi mümkün olmuştur.

Bu tür saldırılara karşı alınabilecek bazı tedbirler vardır. Ancak hem saldırıların henüz çok yaygın olarak görülmüyor olması hem de tedbirlerin bazılarının ciddi yeniden yapılandırma çalışmaları gerektirebileceğini düşünerek askeri, kamu kurumu ve savunma sanayi gibi stratejik sektörler dışında kalanların bu saldırılar konusunda henüz paniklemelerine gerek olmadığını söyleyebiliriz. Stratejik olarak sayabileceğimiz kurumların ise bu tür saldırılara ne kadar duyarlı olduklarını ortaya çıkartmalarında fayda vardır.

Yan kanal saldırılarına karşı alınabilecek bazı tedbirler şunlardır:
– Elektromanyetik sinyallerin yayınlanmasını engelleyecek tedbirlerin alınması
– Kullanılan altyapının kimlerle ve nasıl paylaşıldığının denetlenmesi ve gerekli hallerde sistemlerin yerlerinin değiştirilmesi
– Kurum içerisinde cep telefonu kullanımının sınırlandırılması ve hava boşluğu ile korunan sistemlerin duvarlara, pencerelere ve internete bağlı diğer sistemlere olan uzaklığının denetlenmesi.
– Farklı sinyal kaynaklarını eklenerek parazit oluşturulması.
Araştırmalar bu tür bir parazit sinyal kaynağının bulunduğu ortamlarda başarılı bir saldırı için saldırganın en az iki kat fazla sayıda sinyal numunesine ihtiyaç duyduğunu göstermektedir.

Bu tedbirler dışında, biraz daha teknik olmakla beraber aşağıdaki önemlerin düşünülmesinde fayda vardır;
– Rastgele anlarda ve kritik bir işlem yapılmıyorken işlemcinin çalıştırılması (örn: rastgele şifre çözme ve şifreleme işlemlerinin yapılması)
– Kararların IF yerine AND veya OR gibi operatörlerin veren uygulamaların kullanılması
– Rastgele bekleme (DELAY) eklemek

Yukarıdaki liste, yan kanal saldırılarına karşı savunma mantığının nasıl kurulması gerektiğine dair bir fikir vermesi için derlenmiştir ve tam ve eksiksiz bir liste olarak düşünülmemelidir.

Mevcut bilgi güvenliği yönetimi anlayışımızın dışında yaklaşımlar sergilememizi gerektiren bu saldırı vektörü konusunda yeni çalışmalar konusunda meraklanmamak elde değil.