【Zeekr_Tech】TARA攻击树分析方法论
本文作者：极氪软件及电子中心-Oliver Xiao
TARA分析帮助开发人员系统性地找出目标存在的安全问题，然后妥善地处置这些问题，重点在于系统性，而不是纯靠开发人员的灵光一闪。 ISO 21434定义的TARA规范示意图如下。“风险值 = 攻击可行性 x 损害程度”作为中心思想，以此判定CAL等级，确认处置措施。攻击树分析是核心的环节，表述了抽象的威胁场景具体有哪些实现路径。下面简要分析如何做攻击树模型。
图1. TARA方法论
攻击树模型的一个总要前置条件是确认安全目标。这里以整车电子电气架构作为一个示例去考虑系统边界，暴露在最外侧的是各种物理接口和传感器，再往内就是各种通讯总线，处于端点的是控制器。从信息交互实体和传播路径考虑，边界内的主要的安全资产可以分类为：
- 各类物理接口
- ECU固件
- 总线通信
- 用户数据
- 密码学相关数据
- 服务或功能
图2. 整车系统边界
安全属性模型，有经典的CIA，还有STRIDE威胁模型（对应6个属性），对于车载网络环境，更适合的是EVITA提出的模型，包含以下安全属性：
- 真实性（身份认证）
- 完整性
- 可用性
- 授权
- 抗否认性
- 新鲜度
- 匿名
- 机密性
我们将资产和安全属性做一个映射，如下表所示：
|
资产 |
机密性 |
完整性 |
可用性 |
真实性 |
授权 |
不可否认性 |
新鲜度 |
匿名化 |
|
物理接口 |
√ |
√ |
√ |
√ |
||||
|
ECU固件 |
√ |
√ |
||||||
|
总线通信 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
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|
用户数据 |
√ |
√ |
√ |
√ |
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|
密码学数据 |
√ |
√ |
√ |
|||||
|
服务或功能 |
√ |
√ |
√ |
√ |
安全目标可以看作是保护资产的安全属性，那么威胁则是资产的安全属性可能遭到破坏的场景，损害场景则是相应威胁可能导致的破坏或造成的损失。
安全目标 = 保护资产X的安全属性Y
威胁场景 = 何种方式破坏资产X的安全属性Y
损害场景 = 破坏资产X的安全属性Y后可能导致的损害
以ECU固件的完整性为例，安全目标是保护ECU固件的完整性。完整性遭到破坏，即固件遭到篡改，为ECU固件的威胁场景。而具体遭到篡改的数据位置不同，造成的后果也不同，可能有以下几种损害场景：
- 篡改了代码段，修改了ECU功能，车辆功能发生变化
- 篡改了代码段，植入后门
- 篡改了代码段，屏蔽了认证过程，提升权限
- 篡改了标定数据，车辆性能发生了变化
- 篡改了车辆配置，激活了未付费购买的功能
具体的攻击树实现路径分析，严重依赖于网络安全开发人员的经验。我们也可以参考一些开源的攻击路径数据库，如CAPEC。CAPEC数据库从多个视角对攻击路径进行了分类，常用的有按攻击机制分类和按域分类。这些分类也可以作为参考，进行枚举攻击路径。
按照攻击域来分类：
3000 - Domains of Attack
Engage in Deceptive Interactions - (156)
Abuse Existing Functionality - (210)
Manipulate Data Structures - (255)
Manipulate System Resources - (262)
Inject Unexpected Items - (152)
Employ Probabilistic Techniques - (223)
Manipulate Timing and State - (172)
Collect and Analyze Information - (118)
Subvert Access Control - (225)
R155法规也提供了一个威胁的攻击方法清单（附录5表格A1），可用于自查枚举结果是否完备。
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