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针对docker系统的渗透测试方法
翻译总结于：《A Methodology for Penetration Testing Docker Systems》
文章从两个攻击模型进行分析，结合错误配置和已知漏洞对docker渗透测试进行总结归纳，并给出了一份docker渗透测试检查清单。
作者讨论了两种情况：在容器内和在容器外。在容器内部，攻击者会聚焦在逃逸隔离（即容器逃逸）。在容器外部，即宿主机上，攻击者还没有主机特权，这时候攻击者将会使用Docker（即Docker daemon攻击）来获得权限。
容器逃逸重点在攻击和绕过隔离和保护机制，其中又可分成两种：一种是从容器逃逸到主机（CVE-2017-7308），另一种是从容器逃逸到另一个容器获取其中数据。
作者从错误配置和安全漏洞两个角度对上述两个场景中的安全问题进行了梳理。漏洞问题是自身程序问题，错误配置更多的是用户使用问题。
前两个错误配置与在主机上执行的Docker Daemon有关，其他错误配置与从容器内执行的容器逃逸攻击有关。
（2）可读写的Docker Socket：一些管理员设置了所有用户的读写权限，给了所有用户Docker Daemon的权限，尽管用户不在docker group也能使用docker。
（3）setuid bit：系统管理员在docker二进制文件上设置setuid位。setuid位是Unix中的权限位，它允许用户运行二进制文件而不是其本身作为二进制文件的所有者。如果为docker二进制文件错误配置了setuid位，那么用户将能够以root身份执行docker。
（1）Container Escape Using the Docker Socket：如果/var/run/docker.sock作为volume挂载到容器上，那么容器中的进程可以完全访问主机上的docker。
（2）Sensitive Information：当容器可以访问/var/run/docker.sock时，用户可以查看现有容器的配置，其中可能包含一些敏感信息。
（3）Remote Access：如果没有配置docker API只监听本地主机，那么网络上的每个主机都可以访问docker，攻击者可以利用这种错误配置启动其他容器。
文章中列举了一些最近的且已完全公开的可能在渗透测试期间使用的bug。
（1）CVE-2019-16884
（2）CVE-2019-13139
（3）CVE-2019-5736
（4）CVE-2019-5021
（5）CVE-2018-15664
（6）CVE-2018-9862
（7）CVE-2016-3697
首先需要对目标系统执行侦查来收集数据，然后使用收集到的信息来识别弱点和漏洞。
（2）识别容器的操作系统（或者Docker镜像）
（3）识别主机操作系统：因为容器使用宿主的内核，所以可以使用内核版本来标识宿主信息，从而检测一些内核利用。
（4）读环境变量：环境变量是启动容器时与容器通信信息的一种方式。当一个容器启动时，环境变量被传递给它，这些变量通常包含密码和其他敏感信息。
（5）检查Capabilities：通过查看/proc/self/status来查看容器的内核功能。其中CapEff是当前功能的值，可以使用capsh工具从十六进制值获取功能列表。可以使用这个来检查是否有可以用来容器逃逸的功能。
（6）检查特权模式：如果容器以特权模式运行，它将获得所有功能，因此可以通过查看能力（0000003fffffffff是所有能力的表示）来检查是否以特权模式运行进程。
（7）检查volumes：卷中可能包含敏感信息，可以通过查看挂载的文件系统位置来查看。
（8）检查挂载的docker socket
（9）检查网络配置
（2）拥有docker使用权限的用户
（3）配置：/etc/docker/daemon或/etc/default/docker
（4）可获得的镜像和容器
（5）iptables规则：使用 iptables -vnL 和 iptables -t nat -vnL，可以看到默认表filter和nat的规则。所有关于docker容器的防火墙规则都在filter中的docker -user链中设置。
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芯片物理攻击平台 ChipWhisperer 初探
传统基于穷举或纯数学理论层面2018最新渗透工具的分析2018最新渗透工具，对于现代高强度加密算法而言，算力有限导致无法实现穷举，算法的复杂性也无法通过数学工具直接破解，根据近代物理学发展出来的理论，电子设备依赖外部电源提供动力，设备在运行过程中会消耗能量，同时会跟外界环境存在声、光、电、磁等物理交互现象产生，设备本身也可能存在设计薄弱点，通过这些物理泄露或人为进行物理层的修改获取数据，然后运用各类数学工具和模型实现破解。
然而在做物理攻击时，往往需要昂贵的设备，并要具备数学、物理学、微电子学、半导体学、密码学、化学等等多学科的交叉理论知识，因此其技术门槛和攻击成本都很高，目前在刚刚结束的 Blackhat 2018 上，展台上展示了多款 ChipWhisperer 硬件工具,作为亲民型的物理攻击平台，获得了一致的好评。
(图片来源 Newae 官方)
ChipWhisperer Lite 版官方商店售价 $250 ，不管是实验学习，还是实战入门，都是极具性价比的，本文主要介绍主流的一些物理攻击手段，以及对 ChipWhisperer 的初步认知，后续将会据此从理论、原理、实验以及实战等角度详细介绍该平台。
真正的安全研究不能凌驾于真实的攻防场景，对于物联网安全而言，其核心目标是真实物理世界中的各种硬件设备，真实的攻击场景往往发生在直接针对硬件设备的攻击，因此物联网安全的基石在于物理层的安全，而针对物联网物理攻击手段，是当前物联网面临的最大安全风险之一。
物理攻击就是直接攻击设备本身和运行过程中的物理泄露，根据攻击过程和手段可以分为非侵入攻击、半侵入式攻击和侵入式攻击。ChipWhisperer 平台主要用做非侵入式攻击，包括侧信道和故障注入攻击等。
传统密码分析学认为一个密码算法在数学上安全就绝对安全,这一思想被Kelsey等学者在1998年提出的侧信道攻击(Side-channel Attacks,SCA)理论所打破。侧信道攻击与传统密码分析不同,侧信道攻击利用功耗、电磁辐射等方式所泄露的能量信息与内部运算操作数之间的相关性,通过对所泄露的信息与已知输入或输出数据之间的关系作理论分析,选择合适的攻击方案,获得与安全算法有关的关键信息。目前侧信道理论发展越发迅速，从最初的简单功耗分析（SPA），到多阶功耗分析（CPA），碰撞攻击、模板攻击、电磁功耗分析以及基于人工智能和机器学习的侧信道分析方式，侧信道攻击方式也推陈出新，从传统的直接能量采集发展到非接触式采集、远距离采集、行为侧信道等等。
利用麦克风进行声波侧信道
利用软件无线电实施非接触电磁侧信道
故障攻击就是在设备执行加密过程中，引入一些外部因素使得加密的一些运算操作出现错误，从而泄露出跟密钥相关的信息的一种攻击。一些基本的假设：设定的攻击目标是中间状态值2018最新渗透工具； 故障注入引起的中间状态值的变化；攻击者可以使用一些特定算法（故障分析）来从错误/正确密文对中获得密钥。
使用故障的不同场景： 利用故障来绕过一些安全机制（口令检测，文件访问权限，安全启动链）；产生错误的密文或者签名（故障分析）；组合攻击（故障+旁路）。
非侵入式电磁注入
半侵入式光子故障注入
侵入式故障注入
本系列使用的版本是 CW1173 ChipWhisperer-Lite ，搭载 SAKURA-G 实验板，配合一块 CW303 XMEGA 作为目标测试板。
CW1173 是基于FPGA实现的硬件，软件端基于 python，具有丰富的扩展接口和官方提供的各类 API 供开发调用，硬件通过自带的 OpenADC 模块可以实现波形的捕获，不需要额外的示波器。
板上自带有波形采集端口（MeaSure）和毛刺输出（Glitch）端口，并自带 MOSFET 管进行功率放大。
并提供多种接口触发设置，基本满足一般的攻击需求。
芯片物理结构为许多CMOS电路组合而成，CMOS 电路根据输入的不同电信号动态改变输出状态，实现0或1的表示，完成相应的运算，而不同的运算指令就是通过 CMOS 组合电路完成的，但 CMOS电路根据不同的输入和输出，其消耗的能量是不同的，例如汇编指令 ADD 和 MOV ，消耗的能量是不同的，同样的指令操作数不同，消耗的能量也是不同的，例如 MOV 1 和 MOV 2其能量消耗就是不同的，能量攻击就是利用芯片在执行不同的指令时，消耗能量不同的原理，实现秘钥破解。
常用的能量攻击方式就是在芯片的电源输入端（VCC）或接地端（GND）串联一个1到50欧姆的电阻，然后用示波器不断采集电阻两端的电压变化，形成波形图，根据欧姆定律，电压的变化等同于功耗的变化，因此在波形图中可以观察到芯片在执行不同加密运算时的功耗变化。
CW1173 提供能量波形采集端口，通过连接 板上的 MeaSure SMA 接口，就可以对能量波形进行采集，在利用chipwhisperer 开源软件就可以进行分析，可以实现简单能量分析、CPA攻击、模板攻击等。
通过 cpa 攻击 AES 加密算法获取密钥
ChipWhisperer 提供对时钟、电压毛刺的自动化攻击功能，类似于 web 渗透工具 Burpsuite ，可以对毛刺的宽度、偏移、位置等等参数进行 fuzz ，通过连接板上的 Glitch SMA 接口，就可以输出毛刺，然后通过串口、web 等获取结果，判断毛刺是否注入成功。
时钟毛刺攻击是针对微控制器需要外部时钟晶振提供时钟信号，通过在原本的时钟信号上造成一个干扰，通过多路时钟信号的叠加产生时钟毛刺，也可以通过自定义的时钟选择器产生，CW1173 提供高达 300MHZ 的时钟周期控制，时钟是芯片执行指令的动力来源，通过时钟毛刺可以跳过某些关键逻辑判断，或输出错误数据。
通过 CW1173 时钟毛刺攻击跳过密码验证
电压毛刺是对芯片电源进行干扰造成故障，在一个很短的时间内，使电压迅速下降，造成芯片瞬间掉电，然后迅速恢复正常，确保芯片继续正常工作，可以实现如对加密算法中某些轮运算过程的干扰，造成错误输出，或跳过某些设备中的关键逻辑判断等等 。
对嵌入式设备的电压毛刺攻击
随着物理攻击理论和技术的进步，针对硬件芯片的防护手段也随之提高，芯片物理层的攻防一直在不断角力 ，现实环境中，能量采集会受到各种噪声因素的干扰，硬件厂商也会主动实施一些针对物理攻击的防护，单纯依靠 ChipWhisperer 平台难以实现真实场景的攻击，因此还需要结合电磁、声波、红外、光子等多重信息，以及对硬件进行修改，多重故障注入，引入智能分析模型等等组合手段，今后会进一步介绍一些基于 ChipWhisperer 的高级攻击方式和实战分析方法。
