Una terminal de usuario de Starlink fue hackeada con un Modchip de $25 dólares

Desde 2018, Starlink de Elon Musk ha puesto en órbita más de 3000 pequeños satélites. Esta red satelital transmite conexiones de Internet a lugares de difícil acceso en la Tierra y ha sido una fuente vital de conectividad durante la guerra de Rusia en Ucrania. Se planea el lanzamiento de miles de satélites más a medida que la industria crece. Ahora, como cualquier tecnología emergente, esos componentes satelitales están siendo hackeados.

Recientemente, Lennert Wouters, investigador de seguridad de la universidad belga KU Leuven, reveló uno de los primeros fallos de seguridad de las terminales de usuario de Starlink, las antenas parabólicas (llamadas Dishy McFlatface). Estas antenas se colocan en los hogares y edificios de las personas. 

En la conferencia de seguridad Black Hat en Las Vegas, Wouters detalló cómo una serie de vulnerabilidades de hardware permiten a los atacantes acceder al sistema Starlink y ejecutar código personalizado en los dispositivos.

Para acceder al software de la antena parabólica, Wouters desmontó físicamente una antena que compró y creó una herramienta de hacking personalizada que se puede conectar a la antena Starlink. 

La herramienta de hacking, una placa de circuito personalizada conocida como modchip , utiliza piezas listas para usar que cuestan alrededor de $25. Una vez conectada a la antena de Starlink, la placa de circuito impreso (PCB) casera puede lanzar un ataque de inyección de fallas (cortocircuitando temporalmente el sistema) para ayudar a evadir las protecciones de seguridad de Starlink. 

Esta “falla” le permite a Wouters ingresar a partes previamente bloqueadas del sistema Starlink.

Herramienta

Wouters ha hecho que su herramienta de hacking sea de código abierto en GitHub, incluidos algunos de los detalles necesarios para lanzar el ataque.

“Como atacante, digamos que deseas atacar el propio satélite. Podrías intentar construir tu propio sistema que te permita comunicarte con el satélite, pero eso es bastante difícil. Entonces, si deseas atacar los satélites, te gustaría pasar por la terminal de usuario, ya que probablemente te haga la vida más fácil”.

Wouters

El investigador notificó a Starlink sobre las fallas el año pasado.  La compañía pagó a Wouters a través de su esquema de recompensas por errores por identificar las vulnerabilidades. Wouters dice que si bien SpaceX emitió una actualización para hacer que el ataque sea más difícil (cambió el modchip en respuesta), el problema subyacente no se puede solucionar a menos que la compañía cree una nueva versión del chip principal. Todas las terminales de usuario existentes son vulnerables. 

Starlink dice que planea lanzar una “actualización pública” después de la presentación de Wouters en Black Hat. No obstante, se negó a compartir detalles sobre esa actualización antes de esta publicación.

El sistema de Internet de Starlink se compone de tres partes principales. Primero, están los satélites que se mueven en órbita terrestre baja, alrededor de 340 millas sobre la superficie, y transmiten conexiones a la superficie. Los satélites se comunican con dos sistemas en la Tierra: puertas de enlace que envían conexiones de Internet a los satélites y las antenas Dishy McFlatface que la gente puede comprar. La investigación de Wouters se centra en estas terminales de usuario, que originalmente eran redondas, pero los modelos más nuevos son rectangulares.

Terminales de Starlink 

Ha habido múltiples desmontajes de terminales de usuario de Starlink desde que la compañía comenzó a venderlos. Los ingenieros en YouTube han abierto sus terminales, exponiendo sus componentes y cómo funcionan. Otros discuten las especificaciones técnicas en Reddit . Sin embargo, Wouters, que previamente creó un hardware que puede desbloquear un Tesla en 90 segundos, se fijó en la seguridad de la terminal y sus chips. “La terminal de usuario definitivamente fue diseñada por personas capaces”, dice Wouters.

Sus ataques contra la terminal del usuario involucraron múltiples etapas y medidas técnicas antes de que finalmente creara la placa de circuito de código abierto que ahora se puede usar para hackear la antena. En términos generales, el ataque que utiliza la placa de circuito personalizada funciona al pasar por alto los controles de seguridad de verificación de firmas, que buscan demostrar que el sistema se inicia correctamente y no ha sido manipulado. “Estamos usando esto para cronometrar con precisión cuándo inyectar la falla”, dijo Wouters.

A partir de mayo de 2021, Wouters comenzó a probar el sistema Starlink y obtuvo velocidades de descarga de 268 Mbps y velocidades de carga de 49 Mbps en el techo del edificio de su universidad. Luego llegó el momento de abrir el dispositivo. Usando una combinación de “pistola de calor, herramientas de palanca, alcohol isopropílico y mucha paciencia”, pudo quitar la gran cubierta de metal del plato y acceder a sus componentes internos.

Interior de la antena

Debajo del capó de 59 cm de diámetro hay una placa de circuito impreso grande que alberga un sistema en un chip. Este incluye un procesador ARM Cortex-A53 de cuatro núcleos personalizado, cuya arquitectura no está documentada públicamente, lo que hace que sea más difícil de hackear. Entre otros artículos en la placa se encuentran equipos de radiofrecuencia, sistemas de energía a través de Ethernet y un receptor GPS. Abrir la antena permitió a Wouters comprender cómo se inicia y descargar su firmware. 

Para diseñar el modchip, Wouters escaneó la antena Starlink y creó el diseño para que encajara sobre la placa Starlink existente. El modchip requiere soldadura a la PCB Starlink existente y conexión con unos pocos cables. El modchip en sí está compuesto por un microcontrolador Raspberry Pi, almacenamiento flash, interruptores electrónicos y un regulador de voltaje. Al crear la plca de la terminal de usuario, los ingenieros de Starlink imprimieron “Hecho en la Tierra por humanos” en él. El modchip de Wouters dice: “Hackeado en la Tierra por humanos”.

Para obtener acceso al software de la antena, Wouters usó su sistema personalizado para evadir las protecciones de seguridad mediante el ataque de inyección de falla de voltaje. Cuando la antena de Starlink se enciende, utiliza una serie de diferentes etapas del cargador de arranque. 

El ataque de Wouters ejecuta la falla contra el primer gestor de arranque, conocido como gestor de arranque ROM, que se graba en el sistema en chip y no se puede actualizar. Luego, el ataque implementa firmware parcheado en cargadores de arranque posteriores, lo que le permite tomar el control de la antena.

Hackeo

“Desde una vista de alto nivel, hay dos cosas obvias que podría intentar atacar: la verificación de firma o la verificación de hash. La falla funciona en contra del proceso de verificación de firma.”

Inicialmente, Wouters intentó hackear el chip al final de su ciclo de arranque, cuando el sistema operativo Linux se cargó por completo, pero finalmente descubrió que era más fácil causar la falla al comienzo del arranque. De esta manera era más confiable. Para que la falla funcionara, el investigador tuvo que dejar de desacoplar los capacitores, que se usan para suavizar la fuente de alimentación, para que no funcionen. 

Esencialmente, el ataque desactiva los condensadores de desacoplamiento, ejecuta la falla para evadir las protecciones de seguridad y luego habilita los condensadores de desacoplamiento.

Este proceso permitió al investigador ejecutar una versión parcheada del firmware de Starlink durante el ciclo de arranque y, en última instancia, permitió el acceso a sus sistemas subyacentes. En respuesta a la investigación, Starlink le ofreció a Wouters acceso a nivel de investigador al software del dispositivo, aunque dice que se negó porque había profundizado demasiado en el trabajo y quería construir el modchip. 

Starlink también emitió una actualización de firmware que hace que el ataque sea más difícil, pero no imposible, de ejecutar. Cualquiera que quiera romper la antena de esta manera tendría que dedicar mucho tiempo y esfuerzo para hacerlo. Si bien el ataque no es tan devastador como poder desactivar los sistemas satelitales o la conectividad, Wouters dice que puede usarse para obtener más información sobre cómo funciona la red Starlink.

Más investigación… más vulnerabilidades

“En lo que estoy trabajando ahora es en comunicarme con los servidores backend”. A pesar de que los detalles del modchip están disponibles para su descarga en Github, Wouters no tiene planes de vender modchips terminados, ni está proporcionando a las personas el firmware de la terminal de usuario parcheada o los detalles exactos de la falla que usó.

A medida que se lanza una cantidad cada vez mayor de satélites (Amazon, OneWeb, Boeing, Telesat y SpaceX están creando sus propias constelaciones), su seguridad será objeto de un mayor escrutinio. Además de proporcionar a los hogares conexiones a Internet, los sistemas también pueden ayudar a que los barcos estén en línea y desempeñar un papel en la infraestructura crítica. 

Los hackers malintencionados ya han demostrado que los sistemas de Internet por satélite son un objetivo. Cuando las tropas rusas invadieron Ucrania, presuntos hackers militares rusos atacaron el sistema satelital Via-Sat, desplegando malware de “borrado” que bloqueó los enrutadores de las personas y los desconectó. Se interrumpieron alrededor de 30,000 conexiones a Internet en Europa, incluidas más de 5,000 turbinas eólicas.

“Creo que es importante evaluar qué tan seguros son estos sistemas porque son una infraestructura crítica. No creo que sea muy descabellado que ciertas personas intenten hacer este tipo de ataque porque es bastante fácil acceder a una antena como esta”.

Wouters

Después de la conferencia de Wouters, Starlink  publicó un PDF de seis páginas que explica cómo protege sus sistemas. 

Starlink reitera que el ataque necesita acceso físico a una terminal de usuario y enfatiza que su sistema de arranque seguro, que se vio comprometido por el proceso de falla, solo se ve afectado en ese dispositivo.

“Los usuarios normales de Starlink no necesitan preocuparse de que este ataque los afecte, ni tomar ninguna medida en respuesta”.