Угроза безопасности авиации: крошечное устройство способно взломать бортовой компьютер Boeing 737

Коллектив исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) и Оберлинского колледжа разработали миниатюрное устройство размером с монету. Этот прибор напрямую подключается к внешнему порту пассажирского лайнера Boeing 737, который связан с его основным лётно-навигационным комплексом, включающим компьютер управления полетом (FMC) и многофункциональный пульт управления и отображения данных (MCDU). По данным журнала Wired, данный гаджет подсоединяется к разъему, которым штатно пользуются авиационные механики для тестирования и диагностики бортового радиоэлектронного оборудования. Размеры аппарата настолько малы, что он легко помещается под защитным пылезащитным колпачком и остается абсолютно незаметным во время проведения стандартных плановых осмотров самолета.

Принцип действия заключается в том, что миниатюрная плата перехватывает и подменяет сигналы, циркулирующие между MCDU (терминалом в кабине пилотов, где экипаж просматривает и вводит информацию) и FMC (центральным компьютером, отвечающим за навигацию, автопилот, расчет летно-технических характеристик и другие критически важные функции воздушного судна). История этого проекта началась в середине и конце 2010-х годов, когда специалисты проводили эксперименты по удаленному взлому автомобилей. Тогда эксперты задались вопросом, могут ли современные пассажирские лайнеры оказаться уязвимыми перед аналогичными хакерскими атаками. Поскольку приобретение целого коммерческого самолета в исследовательских целях связано с астрономическими расходами, группа энтузиастов занялась поиском списанных деталей на вторичном рынке по бросовым ценам, пока в конечном итоге им не удалось собрать полноценный комплекс авионики для проведения лабораторных испытаний.

Параллели с банковскими скиммерами и уязвимость диагностических портов

Один из преподавателей UCSD, Аарон Шульман, в тот момент вел параллельный научный проект, посвященный изучению устройств для считывания данных банковских карт — скиммеров. В ходе работы ученые осознали, что шина передачи данных, к которой подключаются мошенники для кражи платежной информации, потенциально может функционировать по схожему принципу на реактивном лайнере. Как отметил Шульман в интервью изданию Wired, исследователи поняли реальность угрозы, при которой злоумышленник может просто подсоединить компактный модуль к коммуникационной шине, считывать с нее потоки информации и даже получить над ней определенный контроль. По словам эксперта, в тот момент специалисты осознали необходимость полностью пересмотреть привычные подходы к безопасности.

В ходе изысканий специалисты обнаружили уязвимый порт, расположенный в одном из двух отсеков радиоэлектронного и электрического оборудования (E&E) самолета Boeing 737. Данные отсеки находятся непосредственно перед или позади ниши носовой стойки шасси и связаны с шиной, передающей массивы данных между FMC и MCDU. Этот сервисный разъем, предназначенный исключительно для проверок и диагностики бортовых систем, не защищен ничем, кроме обычного пылезащитного колпачка, и к нему легко может получить доступ любой человек, обладающий допусками к обслуживанию самолета или находящийся в непосредственной близости от него.

Угроза удаленного доступа и фальсификация параметров взлета

Наибольшую тревогу вызывает тот факт, что созданное устройство способно подключаться к глобальной сети через бортовой Wi-Fi. Это позволяет исследователям получать удаленный доступ к авионике лайнера в реальном времени. В числе проведенных манипуляций специалисты смогли успешно перехватывать, модифицировать и подделывать служебные данные и команды, курсирующие между FMC и MCDU. В частности, эксперименты включали изменение параметров внешней температуры воздуха и массы воздушного судна, вводимых в систему, что способно напрямую нарушить расчеты взлетных характеристик лайнера.

Если бортовой компьютер FMC фиксирует завышенное значение температуры по сравнению с тем, что отображается на MCDU, либо если масса самолета оказывается существенно ниже реально измеренной, то тяга двигателей, автоматически рассчитываемая FMC для разбега, может оказаться недостаточной для отрыва от взлетно-посадочной полосы. Подобные инциденты представляют серьезнейшую опасность для авиации. Так, реальные случаи ошибочного ввода взлетной массы (с погрешностью примерно в 100 тонн) уже приводили к касаниям хвостовой частью о полосу. В качестве примеров можно назвать происшествие с рейсом LATAM 8073 в 2024 году и инцидент с рейсом Emirates 407 в 2009 году. Еще более трагическая катастрофа произошла в 2004 году, когда экипаж рейса MK Airlines 1602 ошибочно вбил в систему пустой вес своего Boeing 747 вместо фактической взлетной массы, из-за чего самолет при разгоне задел земляной вал, полностью разрушился и потерпел крушение.

Дополнительные риски изменения маршрута и реакция авиапромышленности

Подобные авиационные происшествия заставили отрасль внедрить строжайшие защитные меры для предотвращения подобных катастроф. В арсенале экипажей появились независимые расчеты на электронных планшетах (EFB), а также дублирующие предупреждающие сообщения на дисплеях пилотажа (EFD), которые функционируют автономно от MCDU. Другой опасной возможностью для гипотетического злоумышленника является незаметная корректировка полетного задания лайнера, способная отклонить его от заданного курса. Злоумышленники могут добиться этого путем внесения микроскопических изменений в маршрут, которые остаются совершенно незаметными для пилотов, из-за чего самолет постепенно уходит в сторону от коридора.

Несмотря на наличие столь серьезных угроз, современные пилоты проходят специальную подготовку для оперативного реагирования на противоречивые данные от MCDU и при необходимости могут полностью перевести управление в ручной режим, обойдя FMC. Исторические прецеденты, такие как загадочное исчезновение рейса MH370, привели к созданию многоуровневых резервных систем, гарантирующих, что сбой или компрометация одного лишь FMC не приведут к катастрофе. Например, отклонение воздушного судна от проложенного маршрута или заданного эшелона немедленно фиксируется диспетчерскими службами (ATC), как это уже наблюдалось в случаях с небольшими самолетами, дезориентированными из-за внешнего глушения GPS-сигналов.

Оценивая эти уровни защиты, представители корпорации Boeing сообщили изданию Wired, что их технические эксперты полностью уверены в надежности заложенных в самолет эшелонов безопасности. По их утверждению, комплексные меры в рамках системного проектирования и эксплуатационной среды обеспечивают достаточную степень защиты, существенно снижая вероятность и реальные риски подобных атак в практических условиях. Тем не менее, эксперты подчеркивают, что производители самолетов не должны игнорировать выявленные уязвимости. Первоначально исследователи рекомендовали полностью заблокировать сервисный порт, улучшить физическую изоляцию электрических цепей или внедрить современные криптографические протоколы, чтобы исключить возможность подделки системных данных подобными устройствами. Однако авторы работы опасаются, что авиагиганты могут проигнорировать рекомендации, поскольку масштабные модификации требуют колоссальных финансовых затрат и могут занять долгие годы. Ярким подтверждением того, что отрасль не спешит менять устоявшиеся стандарты, служит эксплуатация до сих пор некоторых пассажирских и грузовых лайнеров, программное обеспечение которых по сей день обновляется с помощью устаревших 3,5-дюймовых дискет.

Источник: tomshardware.com