对gPTP上PTP安全控制的评估

论文标题:Evaluation of PTP Security Controls on gPTP(对gPTP上PTP安全控制的评估)

作者信息:

  • Mahdi Fotouhi, Alessio Buscemi, Thomas Engel:卢森堡大学科学、技术与医学系(Faculty of Science, Technology and Medicine, University of Luxembourg)
  • Florian Jomrich, Christian Koebel:本田研发欧洲有限公司(Honda R&D Europe GmbH)

论文出处:2023 IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC)

主要内容:

摘要: 近年来,科学界关注确定性以太网,推动了时间敏感网络(TSN)标准的采用。精确时间协议(PTP),作为TSN标准之一,能够实现网络设备的高精度同步。通用精确时间协议(gPTP)是PTP的一个配置文件,专为工业应用设计,具有低延迟和抖动。然而,PTP和gPTP都没有内置的安全措施,使其容易受到攻击。本研究评估了为PTP提出的额外安全机制的有效性,通过在物理gPTP测试平台上实施这些安全机制,并针对gPTP的高风险攻击进行评估。

引言: TSN是一套标准,解决了在确定性以太网网络上传输数据的时间敏感性问题。TSN通过确定性通信提高了工业自动化的效率和可靠性。PTP作为时间同步协议,使用主从拓扑结构分发时钟。gPTP作为PTP的配置文件,对可能的PTP配置施加了限制,要求网络中的每个交换机都在MAC层支持gPTP。gPTP和PTP都没有设计安全控制措施,使其容易受到各种攻击。本研究在物理gPTP测试平台上实施并测试了安全控制措施。

背景: 本节讨论了PTP安全控制措施的现状和相关研究。PTP v2.1中,安全控制机制可以分为集成安全机制、外部安全机制、架构安全机制、监控和管理机制以及密钥管理。详细介绍了每种机制的工作原理和优缺点。

在gPTP上实施安全控制: 本节描述了作者开发的测试平台,用于评估适用于gPTP的安全控制措施。首先确定了适合gPTP的安全措施,然后进行了初步的测试平台基准测试,并详细描述了测试平台的构建和安全控制的实施。

安全控制评估: 本节介绍了攻击者模型,并评估了针对安全gPTP测试平台进行的攻击的影响。分析了欺骗攻击、恶意主攻击和消息操纵攻击的影响。

在“安全控制评估”部分,论文提出了对gPTP安全控制的测试和评估,主要围绕攻击者模型和针对安全gPTP测试平台进行的攻击的影响进行讨论。

A. 攻击者模型 论文参考了RFC 7384,定义了两种类型的攻击者:内部攻击者和外部攻击者。内部攻击者可以访问共享的安全密钥,而外部攻击者则无法访问这些密钥。攻击者可以处于中间人攻击(MITM)位置或注入器位置。内部MITM攻击者能够控制网络中的至少一个中间节点或物理访问两个节点之间的通信通道,并知晓安全密钥。外部攻击者没有这些能力。注入器攻击者可以是网络的一部分,但不是通信通道的中间人,因此不能拦截、丢弃和操纵协议数据包,但能够向网络注入新的数据包和窃听其他节点发送的协议数据包。论文通过表格和图示总结了不同组合的攻击者和位置。

B. 欺骗攻击 论文在测试平台上执行了两种类型的欺骗攻击:Announce欺骗攻击和Sync欺骗攻击。在Announce欺骗攻击中,攻击者伪造由合法GM发送的Announce消息。如果攻击者伪造不可变字段,如GM身份或优先级,由于这些字段受到端到端(E2E)认证的保护,攻击将失败。然而,内部攻击者可以通过改变clockIdentity字段来执行拒绝服务(DoS)攻击。在Sync欺骗攻击中,注入器攻击者由于端口状态限制,无法伪造Sync和Follow_Up消息。但是,如果gPTP消息的EtherType和MAC地址检查不正确,攻击者可以绕过这一限制。内部攻击者无法通过修改不可变字段如时间戳字段来使从站时钟失步,因为E2E认证机制会阻止处理伪造的Sync和Follow_Up消息。但是,攻击者可以通过改变clockIdentity字段在旧的Announce、Sync和Follow_Up消息中,以更高的频率发送它们,从而在从站时钟上产生错误的时间。

C. 恶意主攻击 攻击者通过发送具有高GM优先级的Announce数据包来获得GM状态。一旦获得GM位置,攻击者可以进行错误时间、失步和DoS攻击。PTP提出的集成安全机制无法防止恶意主攻击,因为它不作用于BMCA或任何拥有自己的E2E密钥和组密钥的PTP域成员,因此无法发送和接收PTP消息。内部攻击者可以生成具有高优先级的Announce消息,并包含自己的安全密钥的AUTHENTICATION TLVs,以获得GM位置并改变从站时钟。这种攻击对安全测试平台的影响与未部署任何安全措施相同。

D. 消息操纵攻击 从内部MITM位置,攻击者能够修改接收到的Announce和Sync/Follow_Up消息的clockIdentity。在这种情况下,攻击者不需要像在B部分第2小节中描述的那样绕过或更改端口状态,因为他控制至少一个处于主状态的PTP端口,因此可以不受端口状态限制地发送Sync/Follow_Up消息。在这种情况下,攻击者发送旧的Sync/Follow_Up消息,同时阻止新消息通过。即使有E2E认证,这种场景的影响也是所有从站的错误时间和失步。

综上所述,论文评估了gPTP安全控制的有效性,并指出这些安全机制能有效防御外部欺骗攻击,但无法防御内部攻击者。论文提出了使用点对点(P2P)认证机制的可能性,以解决现有安全控制的不足,并计划在未来的工作中进一步研究和评估这种安全控制措施的有效性。

讨论: 本节总结了安全控制措施在保护测试平台免受攻击方面的有效性。提出的安全控制措施对外部攻击者有效,但不足以保护gPTP免受内部攻击者的攻击。讨论了使用点对点(P2P)认证机制的可能性,以解决现有安全控制的不足。

结论: 本研究评估了PTP标准中提出的安全控制措施在物理测试平台上的效果,发现这些安全机制能有效防御外部欺骗攻击,但无法防御内部攻击者。提出了使用P2P认证机制的可能性,并计划在未来的工作中进一步研究和评估这种安全控制措施的有效性。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.rhkb.cn/news/496135.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

1.微服务灰度发布(方案设计)

前言 微服务架构中的灰度发布(也称为金丝雀发布或渐进式发布)是一种在不影响现有用户的情况下,逐步将新版本的服务部署到生产环境的策略。通过灰度发布,你可以先将新版本的服务暴露给一小部分用户或特定的流量,观察其…

【流量、洪水数据下载】网站介绍和下载经验....不断更新!

EarthData 介绍 NASA:链接 数据下载 视频教程:Discover and Access Earth Science Data Using Earthdata Search 数据下载需要注册,已经被卡在邮箱验证上【2024-12-26】… Essential Climate Variables——【The Global Climate Observing System(GCOS) 介绍 其是支…

数据仓库工具箱—读书笔记02(Kimball维度建模技术概述04、使用一致性维度集成)

Kimball维度建模技术概述 记录一下读《数据仓库工具箱》时的思考,摘录一些书中关于维度建模比较重要的思想与大家分享🤣🤣🤣 第二章前言部分作者提到:技术的介绍应该通过涵盖各种行业的熟悉的用例展开(赞同…

分布式专题(10)之ShardingSphere分库分表实战指南

一、ShardingSphere产品介绍 Apache ShardingSphere 是一款分布式的数据库生态系统, 可以将任意数据库转换为分布式数据库,并通过数据分片、弹性伸缩、加密等能力对原有数据库进行增强。Apache ShardingSphere 设计哲学为 Database Plus,旨在…

RK3588在Android13/14如何查看GPU,NPU,DDR,RGA数据

由于Android13上selinux的权限管控加强,原来android12的方法已经无法获取到性能相关数据了,故单独介绍Android13上的性能数据获取 首先需要保障能过获取到root权限,adb root能够生效,adb shell进入shell命令行 mount -t debugfs…

基础优化方法

梯度下降 学习率代表每一次沿着这个方向走多远, batchsize的概念 梯度下降通过不断沿着反梯度方向更新参数求解 两个重要的超参数是 batchsize 和 学习率

阿里云人工智能ACA(五)——深度学习基础

一、深度学习概述 1. 深度学习概念 1-1. 深度学习基本概念 深度学习是机器学习的一个分支基于人工神经网络(模仿人脑结构)通过多层网络自动学习特征能够处理复杂的模式识别问题 1-2. 深度学习的优点与缺点 优点 强大的特征学习能力可以处理复杂问题…

浏览器工作原理与实践-12|栈空间和堆空间:数据是如何存储的

12|栈空间和堆控件:数据是如何存储的 JavaScript内存机制 function foo(){var a 1var b aa 2console.log(a) // 2console.log(b) // 2 } foo()function foo(){var a {name:"极客时间"}var b aa.name "极客邦"console.log(a) // {name:&…

计算机网络习题(第1章 概论 第2章 数据通信基础)

第1章 概论 1、计算机网络 2、互联网 3、计算机网络体系结构 分层模型 OSI/RM 7层模型 TCP/IP 5层模型 协议、PDU、SDU、SAP等术语 数据封装(计算) 第2章 数据通信基础 1、数据通信系统组成 2、主要性能指标 数据传输速率 码元速率 时延 …

CS 144 check7: putting it all together

Exercises 经验:两边的TCP连接建立得尽快,如果服务器端启动了,客户端没有紧接着启动就连不上。 这是什么神奇的bug呢? 和我之前给域控刷SOC的版本一样。如果域控启动了,在我本地的电脑没有马上和域控的SOC通上信&…

kubernetes存储架构之PV controller源码解读

​ kubernetes存储之PV controller源码解读 摘要 本文介绍kubernetes存储架构的基础,并重点对PV controller的源码进行了学习 引入 从一个业务场景出发,假如你所在的公司,有个物理机,上面部署了web服务器,随着业务…

springboot497基于java国产动漫网站设计和实现(论文+源码)_kaic

摘 要 互联网发展至今,无论是其理论还是技术都已经成熟,而且它广泛参与在社会中的方方面面。它让信息都可以通过网络传播,搭配信息管理工具可以很好地为人们提供服务。针对信息管理混乱,出错率高,信息安全性差&#x…

音视频入门知识(二)、图像篇

⭐二、图像篇 视频基本要素:宽、高、帧率、编码方式、码率、分辨率 ​ 其中码率的计算:码率(kbps)=文件大小(KB)*8/时间(秒),即码率和视频文件大小成正比 YUV和RGB可相互转换 ★YUV(原始数据&am…

Windows下C++使用SQLite

1、安装 进入SQLite Download Page页面,下载sqlite-dll-win-x86-*.zip、sqlite-amalgamation-*.zip、sqlite-tools-win-x64-*.zip三个包,这三个包里分别包含dll文件和def文件、头文件、exe工具。 使用vs命令行工具生成.lib文件:进入dll和def文…

[代码随想录23回溯]回溯的组合问题+分割子串

前言 回溯是什么&#xff1f; 题目链接 39. 组合总和 - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 40. 组合总和 II - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 131. 分割回文串 - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 一、组合问题 private:vector<vector<int>>r…

xinput1_3.dll放在哪里?当xinput1_3.dll丢失时的应对策略:详细解决方法汇总

在计算机系统的运行过程中&#xff0c;我们偶尔会遇到一些令人困扰的问题&#xff0c;其中xinput1_3.dll文件丢失就是较为常见的一种情况。这个看似不起眼的动态链接库文件&#xff0c;实则在许多软件和游戏的正常运行中发挥着至关重要的作用。一旦它丢失&#xff0c;可能会导致…

运行Zr.Admin项目(后端)

1.下载Zr.Admin代码压缩包 https://codeload.github.com/izhaorui/Zr.Admin.NET/zip/refs/heads/main 2.打开项目 我这里装的是VS2022社区版 进入根目录&#xff0c;双击ZRAdmin.sln打开项目 3.安装.net7运行时 我当时下载的代码版本是.net7的 点击安装 点击安装&#xff0…

MySQL 锁概述

1.锁的分类 根据不同的分类角度可将锁分为&#xff1a; 按是否共享分&#xff1a;S 锁、X 锁按粒度分&#xff1a;表级锁、行级锁、全局锁&#xff08;锁整个库&#xff09;、页锁&#xff08;锁数据页&#xff09;意向锁&#xff1a;意向 S 锁、意向 X 锁&#xff1a;都是表…

记Fastjson2的一个报ConcurrentModificationException的bug

错误背景&#xff1a;fastjson2的parseObject方法&#xff0c;在spring webflux项目中被调用&#xff0c;有时会报java.util.ConcurrentModificationException错误。报错处的代码如下图&#xff1a; 改了半天与并发安全相关的代码&#xff0c;还是会报此错误。后来改变思路搜…

【VScode】第三方GPT编程工具-CodeMoss安装教程

一、CodeMoss是什么&#xff1f; CodeMoss是一款集编程、学习和办公于一体的高效工具。它兼容多种主流平台&#xff0c;包括VSCode、IDER、Chrome插件、Web和APP等&#xff0c;支持插件安装&#xff0c;尤其在VSCode和IDER上的表现尤为出色。无论你是编程新手还是资深开发者&a…