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本书着眼于无线通信安全领域,以无线通信距离由近及远的顺序,讨论各种无线通信系统的安全问题。协议分析结合攻防实例,深入介绍安全攻防技术。案例题材囊括物联网、车联网、移动通信、卫星导航及相关的软硬件安全。本书共分 9 章,其中第 1 章介绍作者在无线安全攻防领域多年来的思路、理念及对该领域未来的展望;第 2~8 章分别介绍各种无线通信系统的安全攻防(RFID、无线遥控、ADS-B、BLE、ZigBee、移动通信、卫星通信等)及实例测试;第9 章介绍无线安全研究的重要手段,软件无线电工具GNU Radio和相关硬件的详细使用。希望本书可以为对无线通信安全感兴趣的同学、从业者、产品研发人员提供有价值的安全参考。

目录

1章 鸟瞰无线安全攻防 1
1.1 无线安全概述 1
1.1.1 无线安全的由来 1
1.1.2 无线安全与移动安全的区别 2
1.1.3 无线安全的现状 2
1.2 无线安全攻防思路 3
1.2.1 常见攻击对象 3
1.2.2 无线安全攻击手段 3
1.2.3 无线安全防范思路 4
1.2.4 无线安全趋势 4
2章 RFID智能卡的安全研究 6
2.1 Mifare Classic智能卡简介 6
2.2 Mifare Classic智能卡安全分析 7
2.2.1 RFID芯片硬件逆向分析 8
2.2.2 RFID芯片加密算法细节 10
2.2.3 Mifare Classic业界破解过程回顾 12
2.3 Mifare Classic智能卡破解实例 15
2.3.1 Proxmark Ⅲ简介 15
2.3.2 Proxmark Ⅲ固件烧写及使用 17
2.3.3 Proxmark Ⅲ客户端 20
2.3.4 Proxmark Ⅲ安全测试Mifare Classic用例 23
2.3.5 Chameleon-Mini简介 29
2.3.6 Chameleon-Mini固件烧写及使用 30
2.3.7 Proxmark Ⅲ与Chameleon-Mini配合模拟Mifare Classic 35
2.3.8 RFID高频攻防总结 36
2.4 低频ID卡安全分析 36
2.4.1 低频ID卡简介 36
2.4.2 ID卡编码原理 37
2.4.3 ID卡译码原理 38
2.4.4 ID卡数据读取 39
2.4.5 ID卡卡号格式 40
2.5 低频ID卡克隆攻击 41
2.5.1 Proxmark Ⅲ模拟攻击 42
2.5.2 白卡克隆攻击 43
2.5.3 HackID模拟攻击 44
2.6 EMV隐私泄露 45
2.6.1 EMV简介 45
2.6.2 非接触式芯片卡隐私泄露原理 46
2.6.3 非接触式芯片卡隐私泄露现象 49
2.6.4 非接触式芯片卡个人隐私保护 50
3章 短距离无线遥控系统 52
3.1 遥控信号嗅探与安全分析 52
3.2 遥控信号重放攻击 55
3.3 车库门固定码暴力破解 59
3.3.1 暴力破解的复杂度分析 59
3.3.2 固定码暴力破解的硬件实现 61
3.4 汽车遥控钥匙信号安全分析 64
3.5 汽车胎压传感器系统安全分析 72
4章 航空无线电导航 78
4.1 ADS-B系统简介 78
4.1.1 ADS-B是什么 79
4.1.2 1090ES的含义 79
4.2 ADS-B信号编码分析 80
4.2.1 调制方式 80
4.2.2 报文格式 81
4.2.3 高度编码 82
4.2.4 CPR经纬度编码 83
4.2.5 CRC校验 85
4.3 ADS-B信号欺骗攻击 85
4.4 攻防分析 87
参考文献 88
5章 蓝牙安全 90
5.1 蓝牙技术简介 90
5.2 蓝牙安全概述 91
5.3 蓝牙嗅探工具Ubertooth 93
5.3.1 Ubertooth软件安装 94
5.3.2 使用Ubertooth 95
5.4 低功耗蓝牙 97
5.4.1 TI BLE Sniffer 97
5.4.2 使用手机应用读写BLE设备的属性 101
5.4.3 模拟BLE设备发射数据包 102
6章 ZigBee安全 106
6.1 ZigBee简介 106
6.1.1 ZigBee与IEEE 802.15.4的关系 107
6.1.2 802.15.4帧结构 108
6.1.3 ZigBee的MAC帧类型 109
6.1.4 ZigBee设备类型及网络拓扑 109
6.1.5 ZigBee组网过程 110
6.1.6 ZigBee的应用层 112
6.1.7 ZigBee的应用支持子层 112
6.1.8 ZigBee应用Profile 113
6.2 ZigBee安全 113
6.2.1 安全层次 114
6.2.2 密钥类型 115
6.2.3 安全等级 115
6.2.4 密钥分发 116
6.2.5 ZigBee节点入网认证 116
6.3 ZigBee攻击 117
6.3.1 攻击工具介绍 117
6.3.2 协议分析软件 118
6.3.3 网络发现 122
6.3.4 对非加密信息的攻击 124
6.3.5 对加密信息的攻击 126
6.4 攻击实例 131
6.4.1 从设备中获取密钥 131
6.4.2 利用密钥可进行的攻击 138
6.5 攻防分析 141
7章 移动通信网络安全现状 142
7.1 GSM系统安全现状 142
7.1.1 GSM/UMTS系统术语和基本概念的简介 142
7.1.2 GSM加密算法的安全性 146
7.1.3 GSM攻击 150
7.2 IMSI Catcher 156
7.2.1 什么是IMSI Catcher 156
7.2.2 GSM环境下的IMSI Catcher 157
7.2.3 UMTS环境下的IMSI Catcher 159
7.2.4 LTE环境下的IMSI Catcher 160
7.2.5 IMSI Catcher的缺陷 162
7.2.6 Stingray 163
7.2.7 IMSI Catcher Detector 166
7.3 Femtocell安全 169
7.3.1 Femtocell简介 169
7.3.2 家庭基站的攻击面 170
7.3.3 CDMA Femtocell漏洞综合利用 171
7.3.4 基于VxWorks的GSM Femtocell流量捕获器 178
7.3.5 350元玩转Femto 184
7.4 降级攻击 188
7.5 移动通信网络中的防御措施 189
8章 卫星通信安全 190
8.1 人造卫星概况 190
8.2 GPS的安全研究 192
8.2.1 GPS嗅探与安全分析 192
8.2.2 GPS信号伪造风险评估 195
8.2.3 防御方法及建议 211
8.3 Globalstar系统的安全分析 212
8.3.1 Globalstar的码分多址技术 213
8.3.2 Globalstar数据破解 215
8.3.3 可能的攻击手法 220
参考文献 221
9章 无线安全研究工具―GNU Radio 223
9.1 软件无线电技术 223
9.1.1 SDR的强大能力 224
9.1.2 SDR的用途 225
9.2 GNU Radio简介 226
9.3 GNU Radio支持的硬件工具 228
9.3.1 USRP 228
9.3.2 RTL-SDR 232
9.3.3 HackRF 236
9.3.4 bladeRF 237
9.4 GNU Radio安装 239
9.4.1 从源码手动安装 240
9.4.2 使用PyBOMBS安装GNU Radio 243
9.4.3 如何更新软件版本 245
9.5 安装好之后可以做的一件事 245
9.5.1 如果有硬件 245
9.5.2 如果没有硬件 249
9.6 GNU Radio的一些基本概念 250
9.6.1 流图(flow graph) 251
9.6.2 信号流中的颗粒(item) 251
9.6.3 采样率 252
9.6.4 metadata 253
9.6.5 传递数据的两种方式:信号流和消息 254
9.7 初学者如何使用GNU Radio 254
9.7.1 如何编写流图―Python应用程序 255
9.7.2 如何编写自己的C++模块 265
9.7.3 如何编写自己的Python模块 276
9.7.4 调试代码的方法 279
9.8 范例解读―OFDM Tunnel 283
9.8.1 系统框图和MAC帧的构成 285
9.8.2 物理层 286
9.8.3 调试方法 288

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