WLAN, das seit 2016 existiert, wird mittlerweile von fast allen großen Mobilfunkanbietern angeboten und ist auf allen neuen Smartphones vorinstalliert. „Der Dienst an sich ist sehr nützlich. In einer von uns durchgeführten Studie haben wir jedoch festgestellt, dass die Verbindung zwischen Smartphone und Mobilfunknetz in einigen Fällen nicht sicher war“, erklärt Adrian Dabrowski.
Schwachstellen der Mobilfunkanbieter:
Die Dienste von 13 der 275 untersuchten Mobilfunkanbieter waren betroffen, darunter Anbieter in Österreich, der Slowakei, Brasilien und Russland. Allein aufgrund dieser Schwachstelle war die Kommunikationssicherheit von rund 140 Millionen Kunden gefährdet. „Der Fehler liegt in einer Schlüsselkomponente der LTE- und 5G-Netzarchitektur: dem sogenannten Evolved Packet Data Gateway (ePDG)“, erklärt Dabrowski. Für WLAN-Verbindungen muss sich ein Smartphone im Kernnetz des Mobilfunkanbieters registrieren. Um dies sicher zu gewährleisten, werden IPsec-Tunnel zwischen dem Gerät und dem ePDG, dem Internetzugangspunkt des Mobilfunknetzes, aufgebaut. IPsec-Tunnel sind eine Art VPN (Virtual Private Network), das von außen nicht einsehbar ist.
Der Aufbau eines IPsec-Tunnels erfolgt in mehreren Schritten. Die Kommunikationssicherheit wird primär durch den Austausch kryptografischer Schlüssel mittels des Internet Key Exchange (IKE)-Protokolls gewährleistet. „Diese Methoden sind an sich altbewährt und in der Regel sicher, solange keine Probleme mit den Schlüsseln auftreten“, erklärt Dabrowski. Die Schlüssel müssen privat, also geheim, und zufällig sein. Laut dem Forscher erfüllten die Betreiber keine dieser Bedingungen. Zur Überraschung der Forscher verwendeten alle 13 Betreiber denselben globalen Satz von zehn statischen privaten Schlüsseln anstelle von zufälligen Schlüsseln. „Wer diese nicht ganz privaten ‚privaten Schlüssel‘ besitzt, kann die Kommunikation zwischen Smartphones und Mobilfunkbetreibern problemlos ausspionieren“, erklärt Gabriel Gegenhuber, Sicherheitsforscher bei SBA Research und der Forschungsgruppe für Sicherheit und Datenschutz an der Universität Wien. „Alle betroffenen Mobilfunkbetreiber, der Hersteller und möglicherweise die Sicherheitsbehörden der jeweiligen Länder haben Zugriff auf die Schlüssel.“ Betroffen waren die Netze des chinesischen Anbieters ZTE.
Die Schwachstellen lagen in den Smartphone-Chips und deren Konfiguration.
Als ob das nicht schon genug wäre, entdeckten Forscher außerdem eine weitere Schwachstelle in vielen der neuen Chips (darunter auch 5G-Chips) des taiwanesischen Herstellers MediaTek, die in einigen Android-Smartphones von Herstellern wie Xiaomi, Oppo, Realme und Vivo verbaut sind. „Dieser Chip arbeitet mit der SIM-Karte zusammen, um Nutzer per VoWiFi im Mobilfunknetz zu registrieren. Wir haben herausgefunden, dass es möglich ist, die Verschlüsselung auf Smartphone-Seite durch gezielte Angriffe auf die schwächste Variante zu reduzieren“, so Dabrowski. Ihre Messungen und Analysen von Client- und Serverkonfigurationen zahlreicher anderer Hersteller, darunter Google, Apple, Samsung und Xiaomi, zeigten zudem, dass im Bereich der mobilen Sicherheit noch viel zu tun ist. „In bis zu 80 Prozent der simulierten Verbindungen stellten wir fest, dass veraltete kryptografische Methoden verwendet wurden, die nicht mehr den Standards entsprechen“, erklärt Dabrowski.
Der Schaden ist noch unklar; Updates wurden bereits installiert.
Die Forscher können nicht bestätigen, wie viele Nutzer weltweit tatsächlich von den Angriffen betroffen waren oder durch die Sicherheitslücke von Mobilfunknetzbetreibern ausspioniert wurden. Sie haben jedoch die GSMA (Global System for Mobile Communications Association) sowie die betroffenen Anbieter und Unternehmen informiert und ihnen so die Möglichkeit gegeben, Updates zu entwickeln. Diese wurden bereits implementiert. Erst nach dieser verantwortungsvollen Offenlegung veröffentlichten sie ihre Arbeit auf dem USENIX Security Symposium 2024 und stellten ihre Erkenntnisse damit anderen Forschern zur Verfügung.
Vollständiger Artikel:
„Diffie-Hellman Picture Show: Key Exchange Stories from Commercial VoWiFi Deployments“ von Gabriel K. Gegenhuber, Florian Holzbauer, Philipp E. Frenzel, Edgar Weippl und Adrian Dabrowski.
