腾讯安全玄武实验室
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腾讯和清华的最新研究：利用“长度侧信道”绕过5G/4G/WiFi网络的加密
内容提要
在数字化时代，尽管5G和Wi-Fi等无线通信技术采用加密协议保障安全，但研究表明，攻击者可以通过分析空口数据帧长度信息劫持TCP/UDP连接，推测连接参数并实现消息注入。因此，尽管加密算法未被破解，数据包长度等信息仍可能泄露，需加强协议的安全性。
关键要点
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在数字化时代，5G和Wi-Fi等无线通信技术采用加密协议保障安全，但仍存在安全隐患。
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研究表明，攻击者可以通过分析空口数据帧长度信息劫持TCP/UDP连接。
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无线网络的加密协议虽然能阻止窃听，但在传输层仍可能被攻击者利用四元组信息进行消息注入。
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长度侧信道攻击通过分析数据包长度等副产品推测原始信息，而不是直接破解加密算法。
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攻击者可以通过无线信道中暴露的数据包长度推测受害者的外部IP和源端口，从而实现路径外劫持。
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获取受害者的外部IP可以通过RCS协议漏洞等方式，无需用户交互。
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攻击者可以通过发送不同长度的数据包来获取受害者的外部源端口。
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在真实场景中，攻击者可以劫持RCS的TCP长连接，向目标注入伪造消息。
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即使无线流量已加密，数据包长度和发送时序等元信息仍可能泄露关键信息。
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通过加入随机填充可以修复长度信息泄漏的问题，但涉及协议栈的更新，成本较高。
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应用层额外加密协议（如HTTPS、SSH）可以在一定程度上缓解风险，但无法彻底杜绝攻击。
延伸解读
长度侧信道攻击的潜在影响
尽管5G和Wi-Fi网络采用了加密协议，但长度侧信道攻击显示出加密并不能完全保障安全。攻击者可以通过分析数据包长度等信息，推测出连接参数并进行消息注入。这意味着即使数据内容被加密，元信息的泄露仍可能导致严重的安全隐患，用户在使用无线网络时需保持警惕。
修复方案的挑战
研究指出，通过加入随机填充可以修复长度信息泄漏的问题，但这需要对协议栈进行更新，成本较高。运营商和开发者在考虑安全性时，需权衡修复方案的可行性与实施成本，以确保用户通信的安全性。
应用层加密的重要性
虽然无线网络的加密协议存在漏洞，但应用层的额外加密协议（如HTTPS、SSH）可以在一定程度上缓解风险。这表明，用户在进行敏感操作时，应优先选择使用这些加密协议，以增强数据传输的安全性，降低被攻击的风险。
延伸问答
长度侧信道攻击是如何工作的？
长度侧信道攻击通过分析无线通信中数据包的长度信息，推测出原始数据包的长度，从而间接获取连接参数，实现消息注入。
攻击者如何获取受害者的外部IP地址？
攻击者可以利用RCS协议漏洞，向受害者发送链接消息，诱使其发送GET请求，从而获取外部IP地址，无需用户交互。
无线网络的加密协议存在哪些安全隐患？
尽管无线网络采用加密协议，但数据包长度和发送时序等元信息仍可能泄露，攻击者可以利用这些信息进行劫持。
如何通过长度侧信道攻击劫持TCP连接？
攻击者通过分析数据包长度推测源端口，并利用TCP协议的Challenge ACK机制逐步获取序列号和确认号，从而劫持连接。
如何缓解长度侧信道攻击的风险？
可以通过在应用层使用额外的加密协议（如HTTPS、SSH）来缓解风险，尽管无法完全杜绝攻击。
长度侧信道攻击与传统的加密破解有什么不同？
长度侧信道攻击不是直接破解加密算法，而是通过分析通信过程中的副产品（如数据包长度）来推测信息。
