В июле прошлого года был запущен проект Eddystone, открытый и расширяемый стандарт от Google, определяющий формат сообщений для Bluetooth Low Energy (BLE) маячков и нативно поддерживаемый в Android, iOS, и браузером Chrome. Маячки могут отмечать важные и интересные места или объекты понятным для мобильных устройств образом. Чтобы сделать это, маячки, как правило, односторонне транслируют открытые сообщения — такие как iBeacon, Eddystone-UID или Eddystone-URL, что делает их уязвимыми к клонированию, компрометации и слежке. Эти проблемы существовали с 2013 года.

В четверг, 14 марта, компания Google в своём security blog анонсировала новый кадр Eddystone-EID, с поддержкой эфемерного идентификатора (Ephemeral ID), для стандарта Eddystone. Так же были представлены зашифрованная версия кадра телеметрии Eddystone-TLM и новый стандартный интерфейс для конфигурирования маячков — Eddystone GATT service.

В этом посте я чуть более подробно расскажу об этих нововведениях призванных серьезно повысит безопасность маячков и расширить сценарии их использования.

Технические подробности

Для наблюдателя, маячок с поддержкой Eddystone-EID меняет свой 8-байтный AES-encrypted идентификатор псевдо-случайным образом со средним периодом, который задается разработчиком в диапазоне от 1 секунды до 9 часов. Для генерации идентификатора используется ключ(Ephemeral Identity Key или EIK) и таймер на самом маячке. Ключ генерируется во время подготовки и настройки маячка и затем передаётся в службу разрешения, например, Proximity Beacon API, с использованием протокола согласования ключей Дииффи-Хееллмана на эллиптических кривых (Elliptic curve Diffie–Hellman или ECDH). Этот протокол является достаточно надежным и позволяет получить общий секретный ключ, используя незащищённый от прослушивания канал связи, например во время подготовки и настройки маячка. Таким образом, доступ к ключу есть только у маячка и у службы с помощью которой он зарегистрирован.
Что касается регистрации маячка, Google Proximity Beacon API позволяет сделать это двумя способами:

Путем обмена открытыми ключами с маячком, в полностью безопасной end-to-end манере
Путем передачи общего EIK ключа напрямую, что является несколько менее безопасным чем первый вариант

В момент регистрации маячки, в дополнении к ключу, сервису разрешения так же нужно сообщить и текущее значение таймера маячка и показатель периода ротации. Т.е. таймер маячка так же синхронизируется с сервисом. Google Proximity Beacon API поддерживает поддерживает период ротации 2^X, где 10 <= X <= 15. Реализация устойчива к отключению энергии на несколько дней. При более длительных отключениях энергии на повторную синхронизацию таймера и периода ротации потребуется некоторое время.

Дополнительные меры безопасности

В Eddystone-EID заложены и дополнительные меры безопасности для предотвращения различных атак. Например, период ротации для каждого маячка незначительно отличается от идентификатора к идентификатору, таким образом злоумышленник не сможет использовать период ротации для того что бы идентифицировать конкретный маячок. Eddystone-EID так же поддерживает информирование о приближении, аутентификацию устройств и шифрование данных при передаче пакетов. Возможности кадра Eddystone-TLM так же были расширены с новой версией, теперь данные телеметрии шифруются с помощью общего ключа, т.е. злоумышленник не сможет использовать информацию об уровне заряда батареи в для идентификации маячка.

Eddystone GATT service и Beacon Tools

В дополнение к Eddystone-EID и новой зашифрованной версии ранее доступного Eddystone-TLM, был представлен общий протокол конфигрурирования маячков — Eddystone GATT service. Он позволяет настроить любой Eddystone маячок с помощью любых инструментов, поддерживающих этот протокол.

Также было представлено приложение Beacon Tools для Android и iOS. Это дополнительный инструмент для Google beacon platform, который позволяет регистрировать маячки и привязывать к ним данные.

Сценарии использования и преимущества

При правильной реализации и в сочетании с Proximity Beacon API, которая поддерживает ряд проверок контроля доступа, этот шаблон имеет несколько преимуществ

Расположение маячка не может быть подделано. Это идеально подходит для случаев, когда разработчик хочет задействовать дополнительные возможности для пользователя в каком то определенном месте.
Eddystone-EID позволяет тем кто занимается развертыванием сети маячков надежно управлять доступом к ней.
Маячки с поддержкой Eddystone-EID могут быть встроены в вещи или устройства которые люди носят с собой, не оставляя при этом пользователей уязвимыми к слежке

Что же происходит на клиентском устройстве?

А ничего особенного! Маячки с поддержкой Eddystone-EID могут быть задействованы в проектах где используется Nearby Messages API, компонент Google beacon platform сканирующий маячки и получающий от них сообщения, без каких либо изменений в коде. Когда клиентское устройство обнаруживает маячок транслирующий кадр Eddystone-EID и подписывается на него, текущий EID отправляется в Google Proximity Beacon API вместе с API-ключом приложения. Google Proximity Beacon API проверяет есть ли у представленного API-ключа полномочия получить вложение которое было привязано к маячку. Если такие полномочия есть, то приложение получает вложение обычным образом, как объект Nearby message. В противном случае, если полномочий нет, Google Proximity Beacon API возвращает пустое значение, как если бы маячок не был вовсе зарегистрирован.

Поддержка Eddystone-UID у производителей маячков

Google очень активно сотрудничает с игроками отрасли, так, например, за прошлый год количество производителей маячков поддерживающих формат Eddystone, выросло с 5 до более чем 25. А 15 следующих производителей уже поддерживают формат Eddystone-EID:

Accent Systems
Bluvision
Reco/Perples
Beacon Inside
Estimote
Sensoro
Blesh
Gimbal
Signal360
BlueBite
Nordic
Swirl
Bluecats
Radius Networks
Zebra

Помимо производителей маячков, Google активно сотрудничает и с целым рядом инновационных компаний, чтобы продемонстрировать преимущества Eddystone-UID в самых различных сценариях. Так, например:

Samsonite совместно Accent Systems разработали чемодан транслирующий Eddystone-EID, для того что бы пользователи могли безопасно следить за их личным багажом.
K11 — музей в Гонконге и в розничная сеть использования маячки Sensoro с поддержкой Eddystone-UID для экскурсии посетителей и поощрения клиентов.
Monumental Sports Entertainment в Вашингтоне, округ Колумбия, использует маячки с поддержкой Eddystone-EID от Radius Networks для доставки призов клиентам во время спортивных событий Washington Wizards и Capitals.
Sparta Digital выпустила приложение под названием Buzzin, которое использует маячки транслирующие Eddystone-EID, развернутые в городе Манчестере, Великобритания.

Заключение

Это большой шаг в сторону безопасности позволивший решить проблемы существовавшие уже несколько лет. Всё это позволяет не только задействовать маячки в новых сценариях, где важно чтобы пользователи могли надежно и конфиденциально обмениваться информацией, но и стимулирует развитие открытой экосистемы вокруг маячков, их аппаратного и программного обеспечения, устраняя существующие ограничения и недостатки.

Более подробно о безопасности BLE маячков и эфемерных идентификаторах можно прочитать в этой статье

С техническими деталями спецификации пакета Eddystone-EID можно ознакомиться на github

О Google beacon platform я подробно писал в своих предыдущих статьях:
Google’s beacon platform. Часть 1 — Proximity beacon API
Google’s beacon platform. Часть 2 — Nearby meassages API

ссылка на оригинал статьи https://habrahabr.ru/post/281877/

Решение давно существующих проблем безопасности BLE-маячков. Eddystone-EID. Eddystone GATT service и Beacon Tools