明天,在Usenix网络安全大会上,加州大学圣地亚哥分校和奥伯林学院的研究人员将展示一种能够接管波音737自动驾驶仪的黑客技术。该技术可以重新定向飞机导航,或悄无声息地篡改飞机起飞和燃油计算中的关键参数,同时在飞行员屏幕上伪造显示结果。研究人员指出,这些细微的改变可能导致起飞时跑道超出、飞机进入他国领空甚至发生灾难性坠机。
为了实施该攻击,研究团队打造了一款大小约如硬币、支持Wi-Fi的原型设备,成本不足100美元。该硬件植入装置可在不到一分钟内安装到飞机外部一个通过舱口即可触及的端口,该端口通常在航班间隙由维护人员或机场、航空公司工作人员接触。一旦安装,设备便能向波音737内部网络发送电信号,伪造指令给控制自动驾驶仪的敏感计算机系统,并欺骗飞行员显示飞机总重、外部气温等关键变量,这些数据对737的起飞计算至关重要。
这项历时十余年、耗资数万美元购买飞机零部件进行测试的研究,旨在证明物理接入攻击在有资源的破坏者手中是切实威胁,同时揭示飞机安全中的重大盲点。研究人员认为,与传统的在飞机上安放炸弹的威胁相比,这种攻击方式能提供更高的控制力、隐蔽性和否认可能性。
“如果你能接触飞机60秒,你能做什么?”加州大学圣地亚哥分校计算机科学教授Stefan Savage说,这个问题激发了他们的研究。“事实证明,有一个外部可接入的端口,使用普通工具15秒即可打开。你可以插入一个比25美分硬币稍大的电子设备,基本上可以控制自动驾驶仪并向飞行员谎报飞行计划的变化。”
研究团队未透露他们攻击的具体端口位置,也未公开设备如何伪造指令的详细技术。他们与波音公司紧密合作,六年前首次披露研究成果,并在波音测试实验室演示了攻击效果。
波音回应称已对相关组件设计、安装和接口进行了自查,但淡化了物理接入攻击的实际风险。声明中称:“我们的技术专家相信,飞机系统设计和运行环境中的多层保护足以显著降低现实攻击的可行性和风险。”
研究人员表示,波音尚未告知他们任何针对漏洞的技术修复方案,并推测鉴于商用飞机设计更新周期长,相关系统的安全升级可能还需多年。
他们在论文中强调,这一漏洞不应引发恐慌或停飞。“本文所有作者均经常乘坐波音737飞机,并预计继续乘坐。”
Savage认为,研究凸显了飞机零部件网络安全和地面操作安全措施的长期改进必要性。最简单的修复建议是用环氧树脂封堵该端口,或直接拆除。
“航空业必须规划防范此类威胁,”Savage说,“这事不能掉以轻心。”
从造飞机到破解飞机
该团队对飞机黑客的兴趣起源于近15年前,当时他们首次成功展示了通过互联网远程控制汽车计算机系统(包括转向和制动)的技术。特别是利用雪佛兰Impala的OnStar系统的攻击,开启了汽车黑客研究新时代,促使车企加强网络安全,推出漏洞赏金计划并聘请黑客协助排查漏洞。
随后,团队成员、时任UCSD研究员Kirill Levchenko建议尝试攻击飞机,但波音737远超预算。“我指出我们买不起飞机放停车场,但他毫不气馁。”Savage回忆。
几年间,团队在二手市场购买波音737的计算机组件,花费数万美元。到2019年,他们组装了名为“Triton”的“航空电子测试平台”,由多块737计算机部件连线组成。

同期,UCSD教授Aaron Schulman研究加油站POS机上的信用卡盗刷设备,发现攻击者可通过物理接入读取并控制设备内部网络(bus)。他开始怀疑类似攻击能否作用于飞机内部网络。“我们意识到必须重新审视一切。”
学生Sam Crow查阅数百页波音布线图,发现一个通常仅由无锁舱口保护的端口连接到737的关键总线,传输飞行管理计算机和多功能控制显示单元的数据。Crow在测试平台上验证,向该总线发送高电流信号可覆盖合法指令,研究人员称之为“Bus Driver”攻击。
他找到了网络中的切入点,能够发送电信号篡改飞行计划和飞行员界面数据。Savage形容:“这就像找到了死星的排气口。”
体积微小的机上Wi-Fi“偷渡者”
2020年春,团队将发现告知波音,获得了积极回应,并持续多年共享研究进展。
Crow改进设备,使其足够小巧,能藏于端口防尘盖下,完全隐蔽。该设备内置芯片运行攻击代码,并配备Wi-Fi模块,理论上可通过飞机机上Wi-Fi联网,远程控制攻击指令。
疫情期间,Schulman将设备寄给Crow,后者在家中继续改进。设备能隐蔽截获、篡改并伪造指令,如修改飞行管理计算机中的航路点,改变自动驾驶航线,或调整飞机重量和外部温度等变量。通过干扰多功能显示单元,设备能阻止这些变化在飞行员屏幕上显示。
如果欺骗飞行员认为外界气温更低或载重更轻,737可能无法达到起飞所需速度,导致跑道不足。篡改航线可能使飞机进入他国领空,被该国空军接管。突然的导航变更可能导致撞山,或跨洋航班偏离方向,最终因燃油耗尽坠海。Schulman说:“可能只是偏航3度,飞行员看到的全是蓝色海洋,结果却偏离航线,陷入茫茫大海。”
研究人员指出,细心飞行员几乎能应对所有设想攻击:手动操控可覆盖自动驾驶,即使多功能显示单元被攻破,驾驶舱其他屏幕仍显示正确数据。但Schulman表示,飞行员会感到困惑,不知原因,可能导致错误判断。更隐蔽的攻击甚至可能让飞行员在为时已晚前毫无察觉。
论文提出多种修复方案,包括拆除易受攻击端口或用环氧树脂封堵。长期来看,建议飞机系统软件加入检测“Bus Driver”攻击的防御机制,提升电气隔离(如军用飞机),甚至采用加密认证防止信号伪造。
网络安全顾问Beau Woods称,鉴于攻击的实用性,呼吁波音及整个航空业进行此类更新并非危言耸听。他曾为美国网络安全和基础设施安全局提供咨询,也参与波音行业网络技术委员会工作。“完全可能有人趁飞机停场维护时安装此类设备,”Woods说。他认为论文提供了针对高能力对手的现实威胁的坚实实证。
该技术展示了随着攻击者技术进步,敏感系统的威胁模型必须更新——如今,整个硬件系统能装进一个小巧设备,藏于不起眼端口的防尘盖内,通过Wi-Fi连接并远程操控。
“研究发布后,现实已改变,20世纪的威胁模型难以应对21世纪的工具和技术。”Woods总结。
更新:2026年8月12日,11:20 EDT,修正了Sam Crow名字的拼写错误。


