Vulnerabilità critiche nella tecnologia eSIM: un attacco può compromettere la rete di qualsiasi operatore

Il laboratorio di ricerca Security Explorations ha presentato i risultati di mesi di lavoro volti a svelare vulnerabilità nel cuore della tecnologia eSIM. L’attenzione si è concentrata sulla scheda eUICC di Kigen, certificata secondo gli standard GSMA e basata su un’implementazione proprietaria della macchina virtuale Java Card.

Nonostante i meccanismi di sicurezza multistrato dichiarati, tra cui la certificazione EAL4+, l’isolamento della memoria integrato e la resistenza agli attacchi di terze parti, il prodotto era suscettibile a un attacco riuscito che non solo consentiva il controllo dell’eSIM, ma dimostrava anche un crollo completo del modello di sicurezza affidabile nell’ecosistema eUICC.

La ricerca ha dimostrato che le vulnerabilità segnalate da Security Explorations nel 2019, ma all’epoca ignorate, non sono solo reali, ma anche potenzialmente devastanti. All’epoca, Oracle definì questi problemi “preoccupanti” e si rifiutò di riconoscerne la criticità. Oggi è chiaro: i bug ignorati nell’implementazione del bytecode di Java Card, come il type confusion tra oggetti e array, non sono stati risolti né nell’implementazione di riferimento di Oracle né in prodotti di terze parti come Kigen eUICC.

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Security Explorations ha compromesso con successo una scheda eUICC Kigen, incluso il profilo di test TS.48, simulando l’installazione di un’applicazione Java dannosa sul canale SMS-PP. L’attacco ha estratto la chiave privata ECC che identifica la scheda GSMA, consentendo all’attaccante di scaricare e decriptare senza problemi i profili eSIM di diversi operatori di telefonia mobile, tra cui AT&T, Vodafone, Orange, T-Mobile e altri. Questi profili contenevano non solo impostazioni di rete, ma anche chiavi OTA sensibili, ID abbonato, applicazioni Java e parametri di servizio. In alcuni casi, le applicazioni estratte potevano essere modificate e reinstallate senza essere rilevate dall’operatore.

Uno dei test più significativi è stato un attacco alla rete Orange. I ricercatori hanno dimostrato la possibilità di clonazione di eSIM: un profilo duplicato installato su un altro dispositivo ha permesso l’intercettazione di chiamate e SMS in arrivo. Mentre il dispositivo malevolo era acceso, l’utente legittimo non ha ricevuto alcun messaggio, che la rete ha considerato recapitato. Tale comportamento minaccia non solo la privacy, ma anche l’affidabilità dei servizi di autenticazione a due fattori utilizzati da banche, servizi postali e altri sistemi critici.

Kigen ha riconosciuto la vulnerabilità e ha iniziato a collaborare con i ricercatori. L’azienda ha pagato una ricompensa di 30.000 dollari per un rapporto tecnico dettagliato e ha accettato un periodo di riservatezza di 90 giorni prima della pubblicazione. In seguito all’analisi, sono stati effettuati tentativi di eliminare la vulnerabilità implementando il controllo dei tipi in tutti i bytecode di Java Card. Tuttavia, Security Explorations ha osservato che il tentativo era formale e inefficace: il sistema controllava solo la parte superiore dello stack senza tracciare il flusso di controllo, il che lasciava decine di scenari vulnerabili. In altre parole, il “controllo universale” introdotto si è rivelato non funzionale, lasciando oltre 100 potenziali punti per gli attacchi.

In risposta alle vulnerabilità, la GSMA ha rivisto la specifica TS.48 per disabilitare la possibilità di installare applicazioni Java nei profili di test. Ha inoltre pubblicato un documento speciale con raccomandazioni per gli operatori del settore, che sottolinea la necessità di controllare le chiavi di gestione remota delle applicazioni. Tuttavia, i ricercatori ritengono che questi passaggi siano poco convincenti e non risolvano la radice del problema: una debolezza architetturale nella macchina virtuale Java Card, su cui è basato l’intero ecosistema eSIM.

È interessante notare che Kigen, nonostante la sua dichiarata indipendenza da Oracle, ha creato una propria implementazione della macchina virtuale, che tuttavia riproduceva gli stessi errori concettuali riscontrati nella Java Card Reference Implementation di Oracle. Allo stesso tempo, l’azienda ha dichiarato di non essere a conoscenza delle vulnerabilità segnalate da Security Explorations nel 2019. Tuttavia, secondo i ricercatori, un tentativo di contattare Kigen è stato effettuato già a novembre 2020 tramite un modulo di feedback dopo il webinar congiunto dell’azienda con Orange.

Uno dei risultati più allarmanti è stato che i server di Remote SIM Provisioning, inclusi quelli di IDEMIA e Thales, non riconoscevano i certificati eUICC compromessi. Ciò indica una mancanza sistemica di convalida e monitoraggio, che consente attacchi su larga scala senza essere rilevati. Inoltre, l’analisi ha mostrato che molte eSIM non implementano la verifica completa del bytecode Java Card, nonostante le raccomandazioni in tal senso contenute nella specifica SGP.25.

Il set di strumenti utilizzato dagli esperti ha permesso non solo di hackerare le schede ed estrarne il contenuto, ma anche di verificare la presenza di problemi di sicurezza tipici delle Java Card. È in grado di controllare automaticamente memoria, stack, variabili locali ed eseguire analisi del bytecode. Questi strumenti sono stati utilizzati sia per l’analisi eUICC di Kigen che per test su reti reali.

Gli autori dello studio sottolineano che il loro lavoro è stato svolto a proprie spese, senza finanziamenti esterni e, con un adeguato supporto, sarebbero pronti a fornire i risultati gratuitamente a tutti i membri GSMA. L’obiettivo dello studio è dimostrare il valore dell’analisi di sicurezza indipendente e l’importanza di prestare attenzione a dettagli sistematicamente ignorati dal settore per molti anni.

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