FreeBuf|管中窥豹之工控设备解密

一、概述
随着工业自动化程度的提高，两化融合、智能制造2025的推行，工业控制系统承载着关键工业信息基础设施（如关系国计民生的水、电、气、热等行业）的运转工作。作为工业控制系统的核心组件，工业控制设备安全是工控安全的重中之重。
二、工控黑产之解密产业链介绍2.1近年来公开报道的设备解密黑产事件首例工程机械黑产案：三一重工内鬼勾结价值十亿泵车“失踪” ，如图2-2、图2-3所示。

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2.2市场需求1、为了获取先进技术，仿制设备，或者旧设备升级改造

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2、为了突破设备厂商的使用限制。

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3、其他用途

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2.3解密从业者剖析从解密的市场需求情况来看，一种是工控设备使用者迫于无奈，多数人为工控从业者，最初是为了更好的完成项目而进行研究学习，后期发觉有利可图后进行非法牟利，
还有就是安全研究人员，厂商或者用户付费让其进行研究。
2.4获利方式主要通过网站推广或者淘宝等电商渠道进行售卖，如图2-4所示。输入PLC解密，百度搜索结果450多万条。

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以某网站*息为例，大致可以看到黑产从业者的接单流程及收费情况：

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三、常见工业设备的加密介绍工业设备种类繁多，不同厂商或不同型号设备的加解密方式均不同，下面列举了几个常见PLC的加密方式。
3.1西门子S7-200加密介绍西门子S7-200系列作为最通用的小型PLC ，被破解研究的也最透彻，其通过编程软件的系统块功能来进行加密，共有4级密码，其中1级与2级密码用的很少，常用3级密码和4级密码，如下图所示：

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3.2西门子S7-300加密介绍西门子S7300主要有2种加密方式：
加密方式一：通过MMC加密：硬件组态中打开CPU的属性的保护选项，选第三个设置（读写保护），设置密码后保存编译重新下载硬件组态就可以了。

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加密方式二：功能块的保护
单个功能块只能保护，不能加密码，需要注意加密后的源文件一定要保存好，如果丢失或删除了源文件就无法打开自己的程序了。
如何实现程序块保护：
1．打开程序编辑窗口LAD/FBD/STL；
2．将要进行加密保护的程序块生成转换为源代码文件（通过选择菜单文件—>生成源文件）；

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3．在LAD/FBD/STL 窗口中关闭您的程序块，并在SIMATICManager项目管理窗口的源文件文件夹中打开上一步所生成的源文件；分页标题

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4．在程序块的声明部分， TITLE行下面的一行中输入”KNOW_HOW_PROTECT”；

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5．存盘并编译该源文件（选择菜单文件—>保存，文件—>编译）；
3.3欧姆龙PLC加密欧姆龙小型PLC主要采用两种加密方式
方式一：使用PLC编程软件，对PLC进行加密，如图3-2所示。

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方式二：通过在程序的最前边添加加密功能块来进行加密：

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四、工业设备加密及解密技术发展情况从古至今，矛与盾都是处于不断进化的过程，二战时期的坦克大战，轴心国与同盟国之间的较量，随着时间的推移，炮弹穿深与装甲厚度不断上升。同样PLC的加解密技术也是处于不断进化的过程。从最初通过串口监视软件轻易获取明文密码，到后来的拆芯片解密。总的来说，工控类设备（主要是PLC）大致经历了三个大的阶段:
4.1第一代加密技术明码原始时期。比如早期三菱FX的产品全部是明码ASCII码显示，可以通过串口监控轻易获取。像台达、欧姆龙、AB等部分型号存在类似问题。
4.2第二代加密技术第二个阶段为密码逻辑运算时代。比如西门子S7-200CN系列，采用隔位异或法加密，松下FPX系列采用移位法加密，松下GT屏采用加密钥匙法， 8位密码需要逐个跟这个钥匙运算，才能得到真正的密码，信捷的也采用异或等组合逻辑运算法。但是再怎么组合，再怎么复杂，细心钻研的发烧友总能找到算法，把密码逆运算还原出来。
4.3第三代加密技术第三代加密，如西门子SMART,S7-1200,S7-1500,施耐德最高级别加密，松下FP7和FPXH系列的32位加密等等，还有就是针对芯片的防护，全部都是这种第三代加密。
【FreeBuf|管中窥豹之工控设备解密】例如西门子采用四级密码，如果设备商把PLC的密码设置为4级，就算是有正确密码也无法进入PLC读取程序。而欧姆龙则采用，限时限次的方法，即在2个小时内密码只能试5次，如果第5次仍然密码不正确，只能等2个小时后再试。
有些只能通过物理拆除的方式进行芯片解密，或者无解，大大提高了设备的安全性。
4.4解密技术我整理了公开的工控设备解密方法，大致分以下几类，
方法一：最容易实现的一种，模拟上位机软件操控，使用监视软件获取流量数据，解密者拦截到这段数据并经过简单的翻译就能够得到密码。（如果数据通信采用密文，经过多次尝试得到密文的加密规则，从而得到密码）。

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举个栗子，这是西门子s7-200较早版本的有兴趣的可以试一试

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加密算法

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方法二：通过枚举法、黑盒试探等方法进行解密，这种方法的优点是可以解决大部分密码，但是缺点是耗时比较长，对解密者的技术要求比较高。代表软件有俄罗斯的暴力破解软件。分页标题

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2013年， ICS-CERT发出警告，俄罗斯研究人员已经发现针对Siemens S7工控设备的暴力破解器，并公布了相关工具。这款工具名称为诶Searchpassword S7使用字典穷举法探测S7-300 400密码，如下图：

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还有破解项目密码的工具PSS7 ，现在已经更新到1.83版本
方法三：特殊标志位擦除、拆芯片解密。
五、结尾近年来针对工业控制设备的破解屡见不鲜，因为破解造成的损失没有一个定量的标准，觉得工控设备破解不是破坏，目的也是为了让工控系统运转起来，只是属于非授权运转。不过细思极恐，每一个工控设备破解的背后就藏着一个或者数个漏洞，利用漏洞既可以让设备非授权运转，也可以让危害持续提升。
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