从微波炉到飞机，嵌入式系统为我们周围的许多技术提供了支持。典型的现代汽车包括大约100个控制单元，它们是一组嵌入式设备。嵌入式系统也是黑客攻击的热门目标，因为它们有权访问黑客生成、处理和传输的所有数据。
然而，由于嵌入式系统的诸多局限性，保护嵌入式系统是一个巨大的挑战。为了为此类系统创建有效和安全的软件，开发人员需要对嵌入式解决方案有深入的了解和丰富的经验。
本文分析了12种最常见的攻击嵌入式系统的技术和缓解这些攻击的方法。我们还提供了11种优秀实践，提高嵌入式系统的整体安全性。
嵌入式系统是什么？
嵌入式系统由硬件和软件组成，是一个可以独立运行的设备。其软件内容仅包括软件运行环境及其操作系统。硬件内容包括信号处理器、存储器、通信模块等。与一般的计算机处理系统相比，嵌入式系统差异很大， 由于没有匹配的大容量介质，无法实现大容量存储功能E-PROM、EEPROM DENG等， 软件部分API编程界面是开发平台的核心。
嵌入式系统是大型机构嵌入式设备的组合。这样的系统专门用来执行特定的任务，这使得它不同于任何其他设备系统。例如，笔记本电脑有许多嵌入式系统来控制其性能，但它不是嵌入式系统，因为笔记本电脑可以执行各种任务。
一般来说，嵌入式系统是由嵌入式系统组成的CPU、存储器和外围设备。在现代系统中，它们被组合成微控制器（所有三个组件都在同一芯片上）或微处理器（使用外部存储器和外围设备来节省成本和降低功耗）。设备的组合和容量取决于每个系统的使用。
嵌入式系统由确定嵌入式设备行为的集成软件控制。开发人员通常可以通过用户界面与嵌入式软件交互，但有严格限制的系统可能不支持此功能。
嵌入式系统的系统结构
嵌入式系统的主要优点是具有实时工作能力，完成任务几乎没有延迟。这种性能是通过优化系统资源和硬件来实现的。由于这种优化，嵌入式系统比构建更复杂的设备更便宜，功耗更低。
在正确的软件的帮助下，嵌入式系统可以在任何环境下正常运行，并发挥出色的性能。这些系统对硬件工程师也很方便，因为嵌入式设备很小，几乎不需要外部连接。
嵌入式系统的缺点也来自于其紧凑性和对单个任务的关注。首先，有限的计算能力和内存使开发人员处于具有挑战性的位置。他们需要特定的技能和经验来创建一个性能、稳定和安全的嵌入式系统软件。
其次，嵌入式系统实际上无法扩展，因为它们通常只有足够的计算能力来满足当前负载。
最后，功率限制、性能强调和嵌入式系统的本质可能会导致安全漏洞。我们将调查这些漏洞的根本原因和类型。
嵌入式系统的优缺点
嵌入式系统的安全挑战
嵌入式系统的安全漏洞给了黑客获取秘密信息的机会，这是一个潜在的威胁。嵌入式系统被用作进一步攻击的平台，甚至对设备造成物理损坏，并可能造成人身伤害。考虑到嵌入式系统是极其昂贵和有价值的计算机的一部分，入侵这些系统的可能性会吸引许多黑客。这就是为什么保护嵌入式系统极其重要。
然而，在嵌入式系统中实施安全措施面临着许多挑战：
- 电源和内存限制了嵌入式系统可以运行的网络安全应用程序的数量。
- 在开发嵌入式软件和设计硬件时，应考虑安全性，因此需要开发专家。
- 嵌入式系统中常见的网络连接和较差的访问控制。
- 物理暴露使黑客能够根据需要研究系统。
嵌入式系统的后果是什么？
嵌入式系统漏洞最常见的例子是GPS设备、视频卡、Wi-Fi消费电子产品的黑客行为，如路由器和游戏设备。这些黑客攻击通常是可能的，因为制造商不保护他们的固件。因此，几乎任何有一点技术知识的人都可以获得先进的功能或超频设备。
2018年发现白帽子Meltdown和Spectre硬件漏洞会影响一切Intel x86和某些AMD处理器。这两个漏洞破坏了用户应用程序之间的隔离，使应用程序能够访问敏感数据并扩大攻击面。Linux和Windows开发人员已为其操作系统发布补丁，以避免一些保护设备Meltdown和Spectre侵权。然而，许多运行在易受攻击处理器上的设备（特别是旧设备）仍然没有得到保护。
正如我们上面提到的，任何不安全的嵌入式系统，任何尺寸和复杂性的机器都可能变得脆弱。例如，波音787机组信息系统/维护系统和机载网络系统的固件容易受到缓冲区溢出、内存损坏、堆栈溢出和拒绝服务攻击的攻击。如果攻击成功，黑客可以获取飞行员的个人信息或破坏航空电子网络。
军事装备也会受到嵌入式系统的攻击。例如，黑客可以关闭 F-15战斗机上的“可信飞机信息下载站”。该嵌入式设备从摄像机和传感器中收集数据，为飞行员提供导航数据。
嵌入式系统是植入医疗设备的重要基础。这些设备必须小而耐用，并且必须实时运行。但它们也很容易受到黑客的攻击，这是由一群研究组成的Medtronic白帽黑客发现了生产设备的设备。Medtronic胰岛素泵和起搏器中发现的漏洞可能会中断或停止设备，或者让黑客控制它们。
考虑到这一点，我们将在下一篇文章中讨论最常见的攻击嵌入式软件、网络和设备以及可能的保护措施。
本文翻译自：https://www.apriorit.com/dev-blog/690-embedded-systems-attacks