ATM机渗透测试的攻防实践

ATM自动柜员机为人们提供了便捷，现在大家不必去银行就能进行现金交易。用户使用它可以对资金进行敏感操作，当然其中脆弱的通信环节也引来了大量黑客的觊觎。

在过去的许多年里，黑客已经发现了多种入侵ATM机的方式，其中不乏暗中进行读卡扫描等物理攻击。同时，他们也在试图探索新的方法来破解ATM软件。在本文中，我们将了解到ATM的工作原理、那些用于ATM机的安全解决方案、渗透ATM机的各种奇技淫巧，以及抵御ATM机黑客的最佳解决办法。

ATM机是如何工作的

大部分的ATM机都有2个输入点和4个输出点：

输入点是读卡器和键盘

输出点则是屏幕、收据打印器、现金出纳器和扬声器

通常情况下，ATM机会直连到后端的服务器(主机开关)，主机开关又会跟银行网络进行交互，然后返回消息给ATM机。那么，当用户插入银行卡取现金的时候，会发生点什么呢?

用户的账户信息储存在卡背面的磁条里，当他们把卡插入读卡器时，ATM机就会开始读取卡磁条里的信息。这张卡的数据会被发送到主机开关，最后再被转发到银行网络。

在这种银行卡通过认证后，用户就需要通过键盘输入密码，接着密码就会被加密然后发送到主机开关。最后，那张卡的信息和密码会同时被发送到银行网络供系统验证，一旦验证成功，主机开关就会将响应码返回给ATM机。

接着用户就得输入需要操作的现金数额，然后请求会被发送到主机开关，最后再被转发到银行网络去验证资金账户是否充足。一旦后端账户的资金转移完成，主机开关会发送批准码给ATM机，命令它给予用户现金。

ATM机系统里的应用会指示机器提供现金，它自身的机制也会让它在提款时进行计数。至于那些交易相关数据，如账户号、交易ID、交易时间、交易额、钞票面额等等，都会被计入日志文件中，这个日志文件通常被称为EJ日志。

在检测程序执行的过程中，ATM机的传感器会去扫描钞票的厚度，防止有折叠或者粘在一起的钞票。如果发生了这种情况，这类钞票会被转移到隔离地带。

ATM机的安全

随着ATM机个体的增加，它们更加容易遭到不怀好意的人觊觎。同时，许多ATM机仍在使用windows xp，众所周知它们是非常容易被黑的。电子账户资金的转移会经过通信链路、电脑和ATM终端，这三个组件都需要接受安全防护措施。我们需要对它们进行调查评估，以分析ATM机的整体安全。

漏洞评估和网络渗透测试

这两个工作在保证ATM机安全时非常重要的，我们在网络渗透测试会检查ATM机的网络层面的漏洞。由于ATM机会与后端服务器进行通信，所以它必须接入网络。通过获取ATM机的IP地址，我们可以开始网络渗透测试之旅。由于ATM网络一般会与银行网络隔离，所以测试人员需要与ATM网络一个段才能开始测试。我们可以通过nessus去扫描ATM机上开放的端口和运行的服务，以及相关服务的存在的漏洞。同样，我们可以运行全端口扫描器NMAP去确定ATM机上开放的TCP和UDP端口和相应的服务。此外，nessus认证扫描可以用来识别ATM机上安装的脆弱组件，比如Adobe、IE浏览器等等。

同时，我们还需要对操作系统做好安全配置。由于大部分ATM机都运行的是windows操作系统，它们必须按照最佳的配置来减少黑客的攻击面。比如，我们可以做以下的配置：

补丁和更新：经常检查操作系统更新和安全补丁

系统访问和身份验证：检查密码和账户锁定相关策略、用户的权限策略等等

审计和日志：检查相关事件、应用和安全日志、审计策略，以及事件日志的权限

用户账户配置：检查管理组的用户、默认用户、guest账户、密码要求和过期时间

应用程序安全审计

在这里，我们可以分为两类：

1.胖客户端渗透测试：

多数ATM应用是胖客户端，我们可以在上面执行对应用的渗透测试：

敏感信息一般存储在应用配置文件中，认证信息会存在注册表内，还有部分敏感信息会被硬编码到代码之中

通过拦截流量，可以篡改操纵服务器和应用之间传递的敏感信息

检查应用和数据库之间是否存在明文通信协议

反逆向的保护措施

2.应用设计审查：

在这一点中，我们可以检查应用中的一些安全实践内容：

记录到日志文件中的事件类型

ATM应用运行使用的特权

软件是否会将不同等级的用户进行限制，根据不同的用户ID展示不同的内容

访问应用相关文件夹的权限

没有密码或者使用老旧密码是否能够成功交易

操作系统是否能在应用运行时对其进行访问

与后端组件的交互情况

检查网络隔离是否有效

是否用户输入了无效密码也会进行记录

是否每个事务都会强制性需要密码

软件是否会泄露输入的密码

ATM机的安全解决方案

很多ATM机都会运行windows xp，正因为微软不再对它们进行支持，故而许多ATM机供应商会采用一些安全解决方案来减轻攻击和漏洞带来的威胁。这些安全解决方案会限制ATM应用，让它们运行在非常严格的环境下，系统后台只能运行非常有限的服务。这里举两个安全解决方案的例子：Mcafee Solidcore和Phoenix Vista ATM。

Mcafee Solidcore

Mcafee应用控制器会运行在ATM机操作系统上，用于限制那些未授权的可执行文件。这个解决方案适用于白名单策略，比如那些应用、进程和服务。它通过Integrity Monitor去跟踪项目代码和配置的更迭情况，保护那些不能更改的配置和密码。当然，ATM应用和应用相关文件会首先列入白名单进行执行。

Phoenix Vista ATM

Phoenix Vista ATM是Phoenix Interactive Design公司的产品，后来被Diebold收购，这个解决方案集成入了ATM应用。该应用会检查文件的完整性，任何对系统相关的重要文件的篡改都会导致系统关闭，从根本上杜绝了未授权应用的修改行为。

该架构包括3层：

OS XFS Vista ATM

XFS(金融服务扩展)为windows平台提供了客户机-服务器体系结构，特别是那些金融行业特有的外部设备(如ATM)。这是一个由欧洲标准化委员会搞出的一套东西，缩写为CEN/XFS。XFS提供了一个通用的API，目的是方便各制造商的金融设备进行访问。

Vista ATM和XFS层通信，它会给硬件发布命令，让其进行现金出纳。任何未授权的对XFS文件的修改，都会触发Vista ATM应用将机器强制重启。在重启4-5次后，它会自动进入维护模式，不允许用户执行任何事务。

安全解决方案

ATM机中的安全测试解决方案也是相同的，它最终的目标是获取操作系统的权限，或者调试应用相关文件来查看应用行为。攻击者可以创建一个恶意软件，使用XFS组件向系统硬件发出命令。

部分测试用例如下：

检查USB功能是否启用，使用Konboot去USB启动

插入USB设备，通过它去引导系统

因为大多数安全解决方案会在引导时接管系统，我们需要在系统引导的时候按住“Shift”键不放开。这会打破ATM系统的原本的节奏，最终停在windows登陆界面。

如果你知道有效的用户名，输入并按下“Enter”键，就能无密码访问系统。

但是如果你不知道用户名，你可以试试默认的“Administrator”用户，因为大多数ATM并没有禁用它。

还有种方法，你可以使用Hiren引导USB启动，这可以不需要windows登陆直接访问文件系统。

运行代码授权的测试：

检查是否启用USB功能，试着直接从USB设备运行未授权的代码，或者使用USB的自动运行功能

代码保护的相关测试：

将应用程序相关文件移动到另一个位置，对其修改或者删除

检查相关流程是否修改：

将未经授权的文件重命名为一个安全软件的进程名，这可能导致应用程序启动时会执行那个未授权文件

通过注册表进行未授权威胁检测：

检查是否重要的注册表键可以被修改，或者未授权软件是否可以在windows启动目录执行

ATM的最佳安全实践

银行可以通过进行安全最佳实践来减少攻击者的攻击面，这部分也可以分为三类：

对物理攻击的防护

防止对银行卡的扫描窃读

检测和防止伪造的ATM接口对银行卡的截取

防止肩窥(偷瞄)攻击

实现DV捕捉ATM用户面部特征和记录时间戳

防止火灾爆炸

防止纸币和账单的未授权访问。

电力和网络入口的保护

禁用未使用的网络和电源端口

ATM需要固定在地板上防止抢劫，使用传感器识别是否机器受到冲击。

使用闭路摄像头+保安监控

逻辑攻击保护

设置难猜测的引导和BIOS密码，防止黑客进行未授权的系统引导，大多数ATM都会默认配置启动密码

对USB功能和未授权硬盘的保护

强化系统和打上最新的补丁

给ATM机上的应用、服务、进程加白名单

ATM机系统上需要用最小特权的用户运行

文件完整性检查

确保事务日志的安全

使用安全信道进行通信交易

在ATM应用上配置安全最佳实践

进行防病毒保护

ATM网络和其他网络隔离

防止tyupkin/ploutus等恶意软件的侵害

防止欺诈攻击

限制卡的使用地域

芯片卡+密码来减轻卡复制+读卡攻击的危害

实施行为检测，甄别不寻常的交易

结论

随着技术的发展，黑客可能会想出越来越多的方法来入侵ATM机。银行需要保证ATM机的安全，维护客户的信任，保持部署最新的安全解决方案，尽量减少黑客的攻击面。笔者建议，通过增强物理安全和逻辑安全，有助于提升ATM机通信的安全性。