【編者按】針對美國4G網絡漏洞事件，雷鋒網邀請了360無線電&硬件實驗室成員Alin進行深度分析。在本文中，Alin將會對此次出現漏洞的VoLTE網絡技術進行解讀，4G網絡漏洞的背后，到底都有什么技術門道？
最近，CERT（美國計算機安全應急響應組）發布了一個重大消息：美國兩大無線運營商 Verizon 和 AT&T 存在嚴重的網絡漏洞，會導致用戶遭受點對點的攻擊。所有安卓版本的設備不幸全部中槍，包括最新版本的Android6.0（棉花糖）。具體可參考雷鋒消息：4G網絡爆出漏洞？美國兩大運營商全軍覆沒
目前在美國出現漏洞的是VoLTE網絡技術，關于漏洞產生的原因，可引用雷鋒網資深安全領域風趣兼具內涵的記者方槍槍所言：
在全球網絡通訊向LTE技術演技的過程中，技術的迭代產生了在上一代網絡中沒有出現過的新攻擊方式。
在今年10月，美國丹佛市舉辦的ACM CCS 2015會議上，來自韓國科學技術院（KAIST）的研究者們發表了他們在VoLTE安全方面的一些研究成果。
什么是VoLTE？
VoLTE是Voice over LTE的縮寫，意思是在LTE網絡（也就是我們常說的4G網絡）上“打電話”。目前全世界大部分的，已經開通了4G網絡的移動運營商，都還沒有支持VoLTE業務。
根據論文中的數據，到2015年4月，有7個國家的16個運營商支持VoLTE，還有47個國家的90個運營商正在準備部署VoLTE。另外，目前支持VoLTE的終端也比較少。這篇論文總共測試了2個美國運營商和3個韓國運營商。
介紹這個背景的目的是想說明：第一，目前VoLTE還是個新生事物，不成熟，容易暴露問題；第二，因為很多運營商不支持，所以影響面不大。
對中國有影響嗎？
香港地區支持。中國大陸地區現在還不支持VoLTE，目前語音通話是使用3G和2G網絡。
漏洞利用會危害誰的利益？
對于運營商來說，可以發起的攻擊是：
1）繞過運營商的計費系統，免費通話或者免費上網；
2）拒絕服務攻擊，使運營商的SIP服務器癱瘓。
對用戶的危害是：
1）可以偽造主叫號碼，撥打欺詐電話；
2）可以惡意產生巨額話單。
漏洞究竟是如何實現攻擊的？
這里解讀一下具體的攻擊方法。這個研究團隊在VoLTE這個攻擊面上上做了很多的研究工作，發現的漏洞也很多。
首先說明一下，這個研究的前提是：
1、 攻擊者沒有接觸到運營商核心網。
2、攻擊者對自己的手機有完全的控制權，也就是有root權限。
因為安卓系統的開放性，所以利用安卓系統進行實驗是比較方便的。請注意，手機在這里主要是一個攻擊工具，因為漏洞主要存在于運營商的VoLTE系統中。
繞過計費系統
因為VoLTE本質上是一個SIP通話的過程。
SIP是基于IP數據傳輸的。運營商對VoLTE的計費，沿襲了傳統的語音通話按時間長短計費的原則，按照SIP通話的時間長度來計費。而且僅當被叫方發出“接聽”這個消息之后，才開始計費。但是，在SIP session建立之前，主叫和被叫雙方就已經建立的IP連接（因為SIP是在IP層之上的嘛）。所以攻擊者可以讓這個SIP session始終不能成功建立，但是IP連接卻可以保持，攻擊者可以利用這個IP連接免費傳輸數據。
更糟糕的是，研究者們發現，有些運營商的系統中，兩個互相知道IP地址的終端，可以通過P-GW直接傳遞SIP消息，而不需要經過計費系統所在的IMS。這就使得兩個手機可以免費享用這個連接，只要把自己所有的數據包裝成SIP的數據包就可以了。
拒絕服務攻擊
因為在安卓系統上，可以深度控制SIP客戶端，所以可以發送大量的SIP請求，使SIP server癱瘓。根據論文中做過的測試，5個運營商中只有一個運營商對SIP session的數量做了限制。
鑒權不嚴格
SIP客戶端可以任意修改SIP消息的端口，內容等等，當然也可以修改主叫號碼。5個運營商中有2個，可以修改主叫號碼。類似的問題在普通的VoIP應用中也存在。目前有大量的網絡電話服務商，這些IP電話應用程序被破解之后，就可以用于偽造主叫號碼，可以以10086或者110這樣的身份打出電話，之前已經有很多此類案例。
隱秘地撥打電話
以上是以安卓手機為攻擊工具，對運營商系統進行的攻擊。有一些情況下，安卓手機用戶會變成受害者。例如，手機被攻擊者植入了惡意軟件。攻擊者可以通過惡意軟件，經過手機的SIP接口撥打電話，產生巨額話單。
而且這個通話界面可以被完全隱藏，所以它也可以被利用來做竊聽。這個例子暴露出來的問題是安卓對VoLTE的權限沒有處理好。
VoLTE是一個IP數據連接，在安卓系統中被當做普通的Internet Access的權限處理，所以撥打電話這個請求就可以瞞天過海了。
以上就是對該漏洞的簡單解讀。論文中所發現的問題，值得目前所有的“已經”或“將要”部署VoLTE的運營商們重視。運營商可以通過升級P-GW和SIP server來修復這些漏洞。我想移動運營商們也許可以多多借鑒那些老牌的VoIP服務商的經驗，例如Skype，他們一定經歷過很多類似的攻擊問題。
在11月份即將在韓國召開的POC 2015會議上，漏洞發現者也將就這個議題發表演講。今年UnicornTeam也有議題入選，屆時可以與韓國的研究者們當面交流這個問題的細節。
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