為何傳統藍牙配對容易遭受攻擊？

傳統藍牙配對(Bluetooth Legacy Paring)，最為人垢病之處，是容易遭受駭客攻擊。

其實原理很簡單，大家只要有時間，翻一下Bluetooth Spec，了解一些各種Key的產生方式，就知道如何進行攻擊。當然，這方面的文章，網路上很多，大家可以去看看。在這裡，用我自己的方式，解釋給大家。如果看完後，晃然大悟，那就是對大家有貢獻。若看完了還是不懂，可能是本人表達的不清楚，只好自己想辦法吧。

藍芽配對的流程，從輸入PIN產生Kinit，再產生Kab，即完成配對。配對完的兩個設備，都存放相同的Kab。用下面兩張圖(來自於Multilevel Security Algorithm for Bluetooth Technology)說明。

兩個設備靠近時，要建立安全通訊之前，要先確認對方設備是否曾經被配對過，也就是確認對方是否可信的(Trusted)。如下圖，Device A想要驗證Device B是否可信：

1. Device A發一個亂數AU_RANDa給Device B。
2. Device B拿到AU_RANDa，和BD_ADDRa和Kab，計算，得到AU_RANDa。
3. Device B回傳SRESa'給Device A
4. Device A自已也會根據AU_RANDa用和Device B同樣的方式(E1)，算出SRESa。
5. Device A比較這兩個值，SRESa與SRESa'，若一樣，表示Device B是可信的。

以上是兩個設備的驗證過程。駭客可以利用這一點，暴力破解，去猜PIN。若SRESa與RRESa'值一樣，表示PIN被猜到了。

我將上面3張圖，簡化成下面這張圖，就可以很清楚知道駭客會怎麼做了。

使用者，在做傳統藍牙配對的時候，駭客會用藍牙分析儀去監聽藍牙封包。分析儀是得不到PIN，因為那是使用者自己輸入的。但分析儀可以得到

• IN_RAND
• Kinit xor LK_RANDa
• Kinit xor LK_RANDb
• 雙方的藍牙位址：BD_ADDRa、BD_ADDRb

分析儀這些這值記錄下來，就可以對6位數字的PIN進行暴力破解了。通常，功能強大的藍牙分析儀，再抓封包的時候，會順便破解一下PIN。這種分析儀，我以Attacker稱之，如下圖：

攻擊步驟：

1. Attacker監聽兩個設備配對的過程，截取以下值及藍牙地址，記錄在Table裡
• IN_RAND
• LK_RANDa xor Kinit
• LK_RANDb xor Kinit
2. Attacker不知道Device的PIN，但知道配對時傳遞的一些數據，而且存在Table裡，於是開始爆力破解PIN。
3. Attacker 發AU_RANDa給Device
4. Device傳SRESA’給Attacker
5. Attacker不斷地試PIN，就會一直產生SRESa。直到找到PIN，使得SERSa=SERSa’。因為PIN只有6位數，所以很快可以找到。
6. 一旦Attacker知道PIN，就可以算出Kinit ==> Kab ==> Kc ==> Kc’。
7. 之後兩個設備之間通訊是拿Kc’加密。因所以Attacker會順便破解藍牙通訊傳遞的密文。

為何Bluetooth Simple Paring無法採用這種方式？因為配對過程用的是ECC，雙方各有Public Key與Private Key，而且Key的大小是256 bit，很難爆力破解。這涉及到密碼學，以後有空再為大家介紹。

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