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原來的

一、背景

近日，紐約大學阿布扎比分校安全研究員Mathy發現了一系列影響巨大的Wi-Fi漏洞，統稱為計算機、智能手機、校園網絡、家庭路由器、智能家居設備、智能汽車、物聯網等。 ）。

其中影響大多數 WiFi 設備的三個漏洞是 Wi-Fi 802.11 標準的幀聚合和幀碎片功能的設計缺陷，而其他漏洞是 Wi-Fi 產品中的編程錯誤。

只要黑客處于目標設備的 Wi-Fi 范圍內阿布扎比大學，他或她就可以利用漏洞竊取敏感用戶數據并執行惡意代碼，甚至接管整個設備。

啟明星辰ADLab立即對該漏洞進行分析并提出相應的緩解建議。 由于WiFi產品的協議棧，包含了Soft Mac和Full Mac的多種實現方案。 該系列漏洞不僅影響操作系統內核和WiFi驅動，還影響WiFi SOC芯片，因此該漏洞的影響長期存在。 請及時關注并更新設備廠商的安全更新。

補救和緩解建議

漏洞和具體影響列表

與 Wi-Fi 設計缺陷相關的漏洞包括：

CVE編號 漏洞介紹 漏洞影響

CVE-2020-24588

針對A-MSDU聚合的注入攻擊（無效的SPP A-MSDU保護機制）

攻擊者可以插入惡意幀并篡改數據包

CVE-2020-24587

混合密鑰攻擊（重新組織使用不同密鑰加密的分片）

竊取用戶敏感數據

CVE-2020-24586

分片緩存攻擊（重新連接網絡時分片緩存未清除）

竊取敏感用戶數據或篡改任意數據包

與 Wi-Fi 實施相關的漏洞包括：

CVE編號 漏洞介紹 漏洞影響

CVE-2020-26145

在加密通信中，未加密的廣播片段仍被視為完整幀

與網絡配置無關，插入任意幀來篡改數據包

CVE-2020-26144

在加密通信中，未加密的A-MSDU幀仍然被接受

CVE-2020-26140

在受保護的網絡中接受未加密的數據幀

CVE-2020-26143

在受保護的網絡中接受分段的未加密數據幀

CVE-2020-26139

轉發 EAPOL 幀時不驗證發送者的身份

結合CVE-2020-24588，任何攻擊者都可以插入惡意幀并篡改數據包。

CVE-2020-26146

數據包編號不連續的加密片段仍會被重組。

竊取敏感用戶數據

CVE-2020-26147

分片的重組不區分加密和未加密的分片

攻擊者可以插入惡意幀并篡改數據包

CVE-2020-26142

將碎片幀處理為完整幀

CVE-2020-26141

不驗證分段幀的 TKIP MIC

通過這一系列漏洞，攻擊者可以完全獲取用戶的敏感信息或直接控制智能設備，例如控制智能電源插座，甚至直接接管網絡中存在漏洞的計算機阿布扎比大學，見下文參考文獻[2]。

2. 漏洞分析

我們選擇了所有設備中常見的三個設計漏洞CVE-2020-24586、CVE-2020-24587和CVE-2020-24588進行分析。 由于CVE-2020-24588漏洞影響較大，因此我們重點介紹CVE-2020-24588。

1. 技術背景

由于802.11 MAC層協議消耗了大量的鏈路維護開銷，為了提高MAC層的效率，802.11n引入了幀聚合技術。 消息幀聚合技術包括：A-MSDU（MAC Data Unit ）和A-MSDU。 -MPDU（MAC 協議數據單元聚合）。

A-MSDU 允許聚合具有相同目的地和應用的多個 A-MSDU 子幀。 聚合子幀僅具有一個公共 MAC 幀頭。 當多個子幀聚合在一起時，減少了發送每個802.11消息所需的PLCP、PLCP和802.11 MAC頭的開銷，并減少了響應幀的數量，從而提高了無線傳輸效率。 A-MSDU消息幀聚合技術是802.11n協議的強制要求，所有支持802.11n協議的設備都必須支持它。

下圖說明了802.11協議棧中發送方和接收方如何處理A-MSDU數據。

圖1. 802.11協議數據處理流程

在802.11協議棧中，發送方通過數據鏈路層的LLC子層為來自3-7層的網絡數據添加LLC/SNAP頭，并封裝成MSDU（MAC Data Unit）。 MSDU添加DA、SA、長度后，封裝成A-MSDU子幀。 多個A-MSDU子幀被封裝在MAC子層頂層的A-MSDU中。 幀數據經過MAC子層后，添加MAC頭和幀尾封裝成802.11數據幀（MPDU），MPDU/PSDU通過物理層添加PLCP（PLCP前導碼）和PLCP（PHY頭），無線側最終通過射頻端口將二進制流發送至接收端。

接收端通過反向路徑對802.11數據幀進行拆解，最終得到發送端的3-7層網絡數據。

A-MSDU的協議數據組成如圖2所示，我們從上到下進行解釋：

(1)MSDU由LCC/SNAP頭、IP頭、TCP/UDP頭和協議數據Data組成。

(2)MSDU加上DA(目的地址)、SA(源地址)、后續數據長度和(四字節對齊)形成??MSDU子幀。

(3)多個MSDU子幀構成802.11幀的A-MSDU域。

(4)802.11數據幀使用QOS的A-MSDU比特來指示這是一個包含A-MSDU字段的數據幀。

圖2. A-MSDU數據組成圖

在802.11協議中，普通802.11數據幀的結構與A-MSDU數據幀相同，只是QOS字段中的A-MSDU位為1，表示該數據幀是A-MSDU。 MSDU 數據幀。 A-MSDU位為0，表明這是一個正常的802.11數據幀。

在802.11協議中，WEP和CCMP僅保護802.11MAC的凈荷。 至于802.11幀頭和下層協議頭則保持不變。 也就是說，802.11協議中數據幀中的QOS是不加密的，這就為攻擊者提供了攻擊的入口。

圖 3. CCMP 加密的 802.11 數據幀格式

為了防止中間人攻擊，IEEE于2011年設計了SPPA-MSDU機制來保護A-MSDU位和A-MSDU。 SPP A-MSDU通過在RSN域中添加SPPA-MSDU和SPPA-MSDU來指示是否支持SPPA-MSDU機制以及是否采用SPPA-MSDU機制。

圖 4. RSN 域數據格式

2. 針對 A-MSDU 聚合的幀注入攻擊 (CVE-2020-24588)

雖然有SPP A-MSDU機制來保護A-MSDU位不被篡改，但在實際測試中，幾乎所有設備都沒有遵循SPP A-MSDU機制，這使得中間人攻擊成為可能。

我們假設發送方發送的是一個普通的802.11數據幀，里面封裝的是一個普通的TCP數據包，dst=“192.168.1.2”，src=“1.2.3.4”，id=34

圖 5. 原始 802.11 數據幀

由于偏移量為0x18的QOS（0200）不受保護，攻擊者可以將QOS字段中的A-MSDU翻轉為1，使得QOS值為8200，同時在末尾注入惡意的A-MSDU子幀2幀（如下圖）（圖中紅線標注），最后發送到接收端。

圖 6. 被篡改的 802.11A-MSDU 數據幀

由于QOS域中的A-MSDU翻轉為1，所以接收端接收到數據幀時，會按照A-MSDU格式拆解里面的數據。 數據被識別為兩個A-MSDU子幀。 A-MSDU子幀1中的數據是原始的MSDU數據，因此會被協議棧丟棄，但第二子幀會被正確解析和處理。 在上面的例子中，第二個子幀將被識別為ICMP ping數據包，并且接收端將向發送端回復ICMP echo Reply。

下圖說明了中間人幀注入過程：

圖 7. 中間人幀注入過程

（1）STA（終端）與AP（熱點/無線路由器）通道A（如通道6），建立關聯

（2）MITM采用多通道中間人技術，使STA認為AP已經切換到通道B（如通道11）。

(3) STA在通道11上向MITM發送加密的Wifi普通數據幀。

(4)MITM將接收到的Wifi幀的QOS字段的A-MSDU標志設置為1，并插入被篡改的A-MSDU數據。 將普通Wifi幀更改為A-MSDU幀，注入ICMP請求數據包，并通過通道6發送到AP。

(5)AP接收A-MSDU數據幀。 AP將A-MSDU拆解并分成多個A-MSDU子幀。 第一個 A-MSDU 子幀是非法數據包，將被丟棄，但后續的 MSDU 子幀 幀將被系統正常處理。 AP 將使用收到的 ICMP Echo 響應來回復 MITM。

(6) MITM收到AP的回復后，將收到的WIFI幀轉發給STA，以便STA收到AP的ICMP回復。

修復 CVE-2020-24588

今年3月發布了相應補丁，修復了一系列漏洞。 5月11日，Linux還發布了一系列漏洞補丁[6]。 Linux 針對 CVE-2020-24588 的修復如下：

--- net //util.c | 3 +++ 1 個文件，3 (+) diff --git a/net//util.cb/net//util. .. --- a/net//util .c+++ b/net//util.c@@ -771,6 +771,9 @@ void 023s( *skb, *list, = skb->len - ; if ( > ) 轉到清除;+/* A- MSDU */+if ((eth., ))+轉到清除; 最后 =