（来源：中国航空报）

长期以来，人们一直将对飞机的物理访问主要视为安全问题，而非网络安全威胁。加州大学圣地亚哥分校计算机科学家的一项新研究挑战了这一假设，该研究表明，即使只有短暂的机会接触到飞机的电子设备舱，也可能干扰连接两台关键飞行计算机的通信系统。在美国巴尔的摩举行的USENIX安全研讨会上，研究人员发表了一项同行评审的研究结果，演示了一种针对由真实的波音737组件和航空软件构建的测试平台的硬件攻击。他们的概念验证装置能够操纵飞行路径信息并篡改用于评估起飞条件的数据，凸显了机场安全、传统航空电子设备和现代网络风险之间鲜为人知的交集。

该攻击依赖于物理访问，而非互联网连接、无线信号或被入侵的航空公司网络。研究人员估计，如果攻击者能够接触到飞机电子设备舱内一个未上锁的维护端口，安装该装置只需不到一分钟。该舱室位于飞机机头下方，可以从地面进入，内部包含重要的电子系统。正常情况下，飞机和维修区域的进出受到严格控制，但研究人员认为，短暂的未经授权进入永远不能完全排除。理论上，停在登机口、正在维修或停放在机库中的飞机，都可能提供短暂的窗口期，以便进行隐蔽植入。

该漏洞涉及两台在导航和驾驶舱信息方面发挥核心作用的计算机。一台是飞行管理计算机，它帮助确定飞机的航线、进近路径和其他运行信息。另一台是驾驶舱显示计算机，它向飞行员显示选定的飞行路径和与飞行运行相关的其他数据。这些系统通过称为数据总线的有线通信网络交换信息。在研究团队检查的波音737配置中，相关网络使用了两条ARINC 429总线，这是一种20世纪70年代开发的通信标准，广泛应用于商业航空领域。

ARINC 429的设计初衷是实现可靠且可预测的通信，而非应对当代计算机网络所面临的那种充满敌意的数字环境。数据以电信号的形式在系统中传输，由两根导线承载，并通过预设的电压、时序规则和电阻器配置进行控制。与许多现代网络协议不同，该系统不会例行验证每条消息的来源，也不会对命令是否来自授权计算机进行加密验证。这种设计使得总线在正常情况下可靠，但如果未经授权的设备能够物理连接到线路，则会造成重大漏洞。由于底层架构并未设计用于区分可信指令和恶意指令，因此消息可能看起来是合法的。

为了探究这一漏洞，研究人员构建并编程了一个小型定制硬件设备，使其能够作为未经授权的参与者接入总线。该设备并非简单地监听传输，而是旨在影响网络上的电信号。通过增加线路上的电流，它可以覆盖或抑制合法传输，并插入自己的数据。这种方法使研究人员能够在飞行管理计算机和驾驶舱显示器之间篡改信息，同时试图掩盖数据已被更改的证据。技术上的挑战不仅在于发送虚假信息，更在于如何在保持飞机原有航电系统预期的时间和电气特性的前提下完成这一操作。

研究人员在飞机测试平台上进行的演示表明，植入式设备可以修改与飞机计划航线相关的信息。一旦入侵成功，驾驶舱系统可能会显示一条改变后的航线，或者向飞行管理计算机发出指令，从而改变飞机的飞行路线。研究团队还演示了对重量、平衡和温度等数据的修改，这些信息会影响与起飞性能相关的计算。如果这些错误数值未被察觉地接受，则可能导致不安全的运行状态。研究人员强调，飞行员和其他安全措施可以识别或纠正这些更改，但前提是他们首先能够意识到飞机的数据已被篡改。

研究结果并不意味着可以通过乘客的笔记本电脑或远程网络攻击轻易劫持商用飞机。所提出的方案需要大量的准备工作、专业的电子技术以及直接接触飞机的权限。攻击者需要了解目标飞机的航空电子设备配置，构建并测试兼容设备，识别正确的接入点，并在不被发现的情况下安装硬件。研究人员还强调，他们的工作是在受控环境下进行的，目的是揭示一类漏洞，而非提供一种简单易用的攻击方法。其意义在于表明，即使是短暂的物理访问，其后果也可能远远超出显而易见的篡改行为本身。

这项研究聚焦于波音737系列飞机，该系列是全球使用最广泛的商用飞机之一，目前有数千架飞机在役。研究人员针对737机型开发了相应的解决方案，并通过与波音公司的沟通验证了研究结果。波音公司于2020年获悉了这一漏洞。随后，研究团队在波音公司的实验室进行了额外的测试。尽管不同飞机的设计有所不同，但作者认为，这一发现具有更广泛的意义，适用于整个航空领域：传统的通信总线和其他系统原本是为隔离、可信的环境而设计的，但随着机场、飞机和维护作业的互联程度日益加深，这些系统可能需要新的保护措施。

“我们开展这项研究的目标是提醒航空界注意这类风险，以便在风险造成危险之前采取适当的缓解措施。”加州大学圣地亚哥分校计算机科学家兼网络安全研究员、该研究的作者之一亚伦·舒尔曼表示。可能的防御措施包括限制或重新设计对维护端口的访问、改进检查程序、增加物理篡改检测、监控航空电子总线上的异常电气活动以及在关键通信边界引入更强大的身份验证机制。此类措施必须经过仔细评估，因为航空系统受到严格的认证要求约束，任何网络安全升级都必须确保飞行关键设备所依赖的可靠性和时间保障。

这项研究由加州大学圣地亚哥分校计算机科学与工程系领导。他们的研究发出警告：网络安全并非始于软件更新或网络防火墙，也并非止于此。在飞机上，电线、连接器、维护面板以及沿用数十年的通信标准的物理架构，其重要性可能与它们所支持的数字系统不相上下。研究人员表示，目标是预防：在攻击者利用物理访问权限、专业工程技术和操作机会，对航空系统构成真正威胁之前，在安全漏洞仍可控的情况下识别并加以防范。 （航柯）