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Seguridad automotriz

La seguridad automotriz se refiere a la rama de la seguridad informática centrada en los riesgos cibernéticos relacionados con el sector automotriz . El creciente número de unid...

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La seguridad automotriz se refiere a la rama de la seguridad informática centrada en los riesgos cibernéticos relacionados con el sector automotriz . El creciente número de unidades de control electrónico (ECU) en los vehículos y, junto con ello, la implementación de múltiples medios de comunicación desde y hacia el vehículo de forma remota e inalámbrica, generaron la necesidad de una rama de la ciberseguridad dedicada a las amenazas asociadas a los vehículos. No debe confundirse con la seguridad automotriz .

Causas

La implementación de múltiples ECU (Unidades de Control Electrónico) dentro de los vehículos comenzó a principios de los años 70 gracias al desarrollo de circuitos integrados y microprocesadores que hicieron económicamente viable producir las ECU a gran escala. [ 1 ] Desde entonces, el número de ECU ha aumentado hasta 100 por vehículo. Estas unidades controlan hoy en día casi todo en el vehículo, desde tareas simples como activar los limpiaparabrisas hasta otras más relacionadas con la seguridad, como el frenado por cable o el ABS (Sistema Antibloqueo de Frenos). La conducción autónoma también depende en gran medida de la implementación de nuevas y complejas ECU, como las ADAS , junto con sensores ( lidars y radares ) y sus unidades de control.

Dentro del vehículo, las ECU se conectan entre sí mediante redes de comunicación cableadas o inalámbricas, como CAN bus (controller area network), MOST bus (Media Oriented System Transport), FlexRay (Automotive Network Communications Protocol) o RF (radiofrecuencia), como en muchas implementaciones de TPMS (sistemas de monitoreo de presión de neumáticos). Muchas de estas ECU requieren datos recibidos a través de estas redes, provenientes de diversos sensores, para funcionar y utilizan dichos datos para modificar el comportamiento del vehículo (por ejemplo, el control de crucero modifica la velocidad del vehículo según las señales que llegan a través de un botón, generalmente ubicado en el volante).

Desde el desarrollo de tecnologías de comunicación inalámbrica económicas como Bluetooth , LTE , Wi-Fi , RFID y similares, los fabricantes de automóviles y los OEM han diseñado ECU que implementan dichas tecnologías con el objetivo de mejorar la experiencia del conductor y los pasajeros. Sistemas relacionados con la seguridad como OnStar [ 2 ] de General Motors , unidades telemáticas , comunicación entre teléfonos inteligentes y los altavoces del vehículo a través de Bluetooth, Android Auto [ 3 ] y Apple CarPlay . [ 4 ]

Modelo de amenazas

Los modelos de amenazas del mundo automotriz se basan tanto en ataques reales como en posibles ataques teóricos. La mayoría de los ataques reales buscan la seguridad de las personas dentro y alrededor del vehículo, modificando las capacidades ciberfísicas del mismo (por ejemplo, dirección, frenado, aceleración sin necesidad de intervención del conductor [ 5 ] [ 6 ] ), mientras que los ataques teóricos también se centran en objetivos relacionados con la privacidad, como la obtención de datos GPS del vehículo o la captura de señales de micrófono, entre otros. [ 7 ] [ 8 ]

En cuanto a las superficies de ataque del vehículo, generalmente se dividen en superficies de ataque de largo alcance, corto alcance y locales: [ 9 ] LTE y DSRC pueden considerarse de largo alcance, mientras que Bluetooth y Wi-Fi generalmente se consideran de corto alcance, aunque siguen siendo inalámbricas. Finalmente, USB , OBD-II y todas las superficies de ataque que requieren acceso físico al automóvil se definen como locales. Un atacante que puede implementar el ataque a través de una superficie de largo alcance se considera más fuerte y peligroso que aquel que requiere acceso físico al vehículo. En 2015, Miller y Valasek demostraron la posibilidad de ataques a vehículos ya en el mercado, al lograr interrumpir la conducción de un Jeep Cherokee conectándose remotamente a él mediante comunicación inalámbrica remota. [ 10 ] [ 11 ]

ataques a la red del área del controlador

La red más común utilizada en vehículos y la que se emplea principalmente para comunicaciones relacionadas con la seguridad es CAN , debido a sus propiedades en tiempo real, simplicidad y bajo costo. Por esta razón, la mayoría de los ataques reales se han dirigido contra unidades de control electrónico (ECU) conectadas a través de este tipo de red. [ 5 ] [ 6 ] [ 10 ] [ 11 ]

La mayoría de los ataques demostrados contra vehículos reales o en bancos de pruebas se encuadran en una o más de las siguientes categorías:

Olfatear

En el ámbito de la seguridad informática, el término "sniffing" generalmente se refiere a la posibilidad de interceptar y registrar paquetes o, más generalmente, datos de una red. En el caso de CAN, al ser una red de bus , cada nodo escucha toda la comunicación en la red. Para el atacante, leer los datos resulta útil para conocer el comportamiento de los demás nodos de la red antes de ejecutar el ataque. Por lo general, el objetivo final del atacante no es simplemente interceptar los datos en CAN, ya que los paquetes que circulan por este tipo de red no suelen ser valiosos solo para leerlos. [ 9 ]

Denegación de servicio

En seguridad informática , la denegación de servicio ( DoS ) se describe generalmente como un ataque cuyo objetivo es dejar una máquina o una red inaccesible. Los ataques DoS contra las ECU conectadas a buses CAN pueden realizarse tanto contra la red, abusando del protocolo de arbitraje utilizado por CAN para ganar siempre el arbitraje, como contra la ECU individual, abusando del protocolo de manejo de errores de CAN. [ 12 ] En este segundo caso, el atacante marca los mensajes de la víctima como erróneos para convencerla de que está averiada y, por lo tanto, desconectarse de la red. [ 12 ]

Suplantación de identidad

Los ataques de suplantación de identidad comprenden todos los casos en los que un atacante, mediante la falsificación de datos, envía mensajes haciéndose pasar por otro nodo de la red. En seguridad automotriz, los ataques de suplantación de identidad suelen dividirse en ataques de enmascaramiento y ataques de repetición . Los ataques de repetición se definen como aquellos en los que el atacante se hace pasar por la víctima y envía datos interceptados que la víctima envió en una iteración anterior de autenticación. Los ataques de enmascaramiento son, por el contrario, ataques de suplantación de identidad en los que la carga útil de datos ha sido creada por el atacante. [ 13 ]

Ejemplo real de amenaza en el sector automotriz

Los investigadores de seguridad Charlie Miller y Chris Valasek demostraron con éxito el acceso remoto a una amplia variedad de controles de vehículos utilizando un Jeep Cherokee como objetivo. Lograron controlar la radio, los controles de climatización, los limpiaparabrisas y ciertas funciones del motor y los frenos. [ 11 ]

El método utilizado para hackear el sistema consistió en la implantación de un chip preprogramado en el bus CAN (Controller Area Network) . Al insertar este chip en el bus CAN, pudo enviar mensajes arbitrarios. Otro aspecto que Miller señaló es el peligro que representa el bus CAN, ya que transmite la señal, lo que permite a los hackers interceptar el mensaje a través de toda la red.

El control del vehículo se realizaba completamente a distancia, manipulando el sistema sin ninguna interacción física. Miller afirma que podía controlar cualquiera de los aproximadamente 1,4 millones de vehículos en Estados Unidos, independientemente de su ubicación o distancia; lo único necesario era que alguien encendiera el vehículo para obtener acceso. [ 14 ]

El trabajo de Miller y Valasek replicó un trabajo anterior realizado y publicado por académicos en 2010 y 2011 sobre un vehículo diferente. [ 15 ] El trabajo anterior demostró la capacidad de comprometer un vehículo de forma remota, a través de múltiples canales inalámbricos (incluidos los celulares), y la capacidad de controlar de forma remota componentes críticos del vehículo después del compromiso, incluida la unidad telemática y los frenos del automóvil. Si bien el trabajo académico anterior tuvo visibilidad pública, tanto en publicaciones académicas revisadas por pares [ 16 ] [ 17 ] como en la prensa, [ 18 ] el trabajo de Miller y Valesek recibió una visibilidad pública aún mayor.

Medidas de seguridad

La creciente complejidad de los dispositivos y redes en el contexto automotriz exige la aplicación de medidas de seguridad para limitar las capacidades de un posible atacante. Desde principios de la década de 2000 se han propuesto y, en algunos casos, aplicado diversas contramedidas. A continuación, se presenta una lista de las medidas de seguridad más comunes: [ 9 ]

  • Subredes : para limitar las capacidades del atacante, incluso si logra acceder al vehículo de forma remota a través de una ECU conectada remotamente, las redes del vehículo se dividen en múltiples subredes, y las ECU más críticas no se ubican en las mismas subredes que las ECU a las que se puede acceder de forma remota. [ 9 ]
  • Puertas de enlace : las subredes están divididas por puertas de enlace seguras o cortafuegos que bloquean los mensajes que pasan de una subred a otra si no están destinados a ello. [ 9 ]
  • Sistemas de detección de intrusiones (IDS) : en cada subred crítica, uno de los nodos (ECU) conectados a ella tiene como objetivo leer todos los datos que circulan por la subred y detectar mensajes que, según ciertas reglas, se consideran maliciosos (generados por un atacante). [ 19 ] Los mensajes arbitrarios pueden ser interceptados por el pasajero mediante el IDS, que notificará al propietario sobre el mensaje inesperado. [ 20 ]
  • Protocolos de autenticación : para implementar la autenticación en redes donde aún no está implementada (como CAN), es posible diseñar un protocolo de autenticación que funcione en las capas superiores del modelo OSI de ISO , utilizando parte de la carga útil de datos de un mensaje para autenticar el mensaje en sí. [ 13 ]
  • Módulos de seguridad de hardware : dado que muchas ECU no son lo suficientemente potentes como para mantener retrasos en tiempo real mientras ejecutan rutinas de cifrado o descifrado, es posible colocar entre la ECU y la red un módulo de seguridad de hardware que gestione la seguridad por ella. [ 7 ]
  • Detección de intrusiones y medidas forenses informáticas: medidas reactivas que abordan las debilidades básicas. [ 21 ]

Legislación

En junio de 2020, el Foro Mundial para la Armonización de las Reglamentaciones sobre Vehículos de la Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas (CEPE) publicó dos nuevas reglamentaciones, R155 y R156, que establecen "requisitos claros de rendimiento y auditoría para los fabricantes de automóviles" en materia de ciberseguridad automotriz y actualizaciones de software. [ 22 ]

Notas

  1. ↑ "Tendencias en la industria de semiconductores: década de 1970" . Museo de Historia de Semiconductores de Japón . Archivado del original el 27 de junio de 2019. Consultado el 27 de junio de 2019 .
  2. ↑ "Página principal del sitio web del sistema OnStar" . Consultado el 3 de julio de 2019 .
  3. ↑ "Página web de Android Auto" . Consultado el 3 de julio de 2019 .
  4. ↑ "Página web de Apple CarPlay" . Consultado el 3 de julio de 2019 .
  5. 1 2 Koscher, K.; Czeskis, A.; Roesner, F.; Patel, S.; Kohno, T.; Checkoway, S.; McCoy, D.; Kantor, B.; Anderson, D.; Shacham, H.; Savage, S. (2010). "Análisis experimental de seguridad de un automóvil moderno". Simposio IEEE de 2010 sobre seguridad y privacidad . págs. 447–462 . CiteSeerX 10.1.1.184.3183 . doi : 10.1109/SP.2010.34 . ISBN   978-1-4244-6894-2. S2CID 15241702 . 
  6. 1 2 "Análisis experimentales exhaustivos de las superficies de ataque en la industria automotriz | USENIX" . www.usenix.org . 2011.
  7. 1 2 "Protección de los sistemas informáticos a bordo de los vehículos: El proyecto EVITA" (PDF) . evita-project.org .
  8. ↑ "¿Qué es la ciberseguridad automotriz?" . Arcanum Cyber ​​. 27 de octubre de 2024 . Consultado el 9 de abril de 2025 .
  9. 1 2 3 4 5 Le, Van Huynh; den Hartog, Jerry; Zannone, Nicola (1 de noviembre de 2018). "Seguridad y privacidad para aplicaciones automotrices innovadoras: una revisión". Computer Communications . 132 : 17–41 . doi : 10.1016/j.comcom.2018.09.010 . ISSN 0140-3664 . S2CID 53753547 .  
  10. 1 2 Greenberg, Andy (1 de agosto de 2016). "Los hackers de Jeep han vuelto para demostrar que el hackeo de coches puede empeorar mucho" . Wired .
  11. 1 2 3 Greenberg, Andy (21 de julio de 2015). "Hackers destruyen remotamente un Jeep en la autopista, conmigo dentro" . Wired . Recuperado el 11 de octubre de 2020 .
  12. 1 2 Palanca, Andrea; Evenchick, Eric; Maggi, Federico; Zanero, Stefano (2017). "Un ataque sigiloso, selectivo y de denegación de servicio en la capa de enlace contra redes automotrices". Detección de intrusiones y malware, y evaluación de vulnerabilidades . Lecture Notes in Computer Science. Vol. 10327. Springer International Publishing. pp. 185–206 . doi : 10.1007/978-3-319-60876-1_9 . hdl : 11311/1030098 . ISBN   978-3-319-60875-4. S2CID 37334277 . 
  13. 1 2 Radu, Andreea-Ina; Garcia, Flavio D. (2016). "LeiA: Un protocolo de autenticación ligero para CAN" (PDF) . Seguridad informática – ESORICS 2016. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 9879. Springer International Publishing. pp. 283–300 . doi : 10.1007/978-3-319-45741-3_15 . ISBN   978-3-319-45740-6.
  14. ↑ Miller, Charlie (diciembre de 2019). "Lecciones aprendidas al hackear un automóvil". IEEE Design & Test . 36 (6): 7– 9. doi : 10.1109/MDAT.2018.2863106 . ISSN 2168-2356 . S2CID 207889056 .  
  15. ↑ "2021: Rápidos y curiosos" . 22 de septiembre de 2021.
  16. ↑ "CiteSeerX" . CiteSeerX . CiteSeerX 10.1.1.184.3183 . 
  17. ↑ "Análisis experimentales exhaustivos de las superficies de ataque en la industria automotriz" . 2011.
  18. ↑ Markoff, John (14 de mayo de 2010). "Los sistemas informáticos de los automóviles están en riesgo ante los piratas informáticos" . The New York Times .
  19. ^ Lokman, Siti-Farhana; Othman, Abu Talib; Abu-Bakar, Muhammad-Husaini (19 de julio de 2019). "Sistema de detección de intrusiones para el sistema de bus CAN (Red de área de controlador) automotriz: una revisión" . Revista EURASIP sobre redes y comunicaciones inalámbricas . 2019 (1): 184.doi : 10.1186 /s13638-019-1484-3 . ISSN 1687-1499 . 
  20. ↑ Gmiden, Mabrouka; Gmiden, Mohamed Hedi; Trabelsi, Hafedh (diciembre de 2016). «Un método de detección de intrusiones para asegurar el bus CAN en vehículos». 17.ª Conferencia Internacional sobre Ciencias y Técnicas de Control Automático e Ingeniería Informática (STA) de 2016. Sousse, Túnez: IEEE. págs. 176-180 . doi : 10.1109/STA.2016.7952095 . ISBN  978-1-5090-3407-9. S2CID 19396874 . 
  21. ↑ Hoppe, Tobias; Kiltz, Stefan; Dittmann, Jana (2011-01-01). "Amenazas de seguridad para las redes CAN automotrices: ejemplos prácticos y contramedidas seleccionadas a corto plazo" . Reliability Engineering & System Safety . Número especial sobre Safecomp 2008. 96 (1): 11– 25. doi : 10.1016/j.ress.2010.06.026 . ISSN 0951-8320 . S2CID 7830197 .  
  22. ↑ Naciones Unidas, Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas, Unidad de Información, Palais des; Ginebra 10, CH-1211; Suiza. «Reglamento de la ONU sobre ciberseguridad y actualizaciones de software para allanar el camino a la implementación masiva de vehículos conectados» . www.unece.org . Consultado el 10 de noviembre de 2020 .{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )