从网易云耳机到小度音箱：蓝牙设备安全漏洞调查

从网易云耳机到小度音箱：蓝牙设备安全漏洞调查

蓝牙音箱和耳机在日常生活中越来越普及，但它们的安全问题也日益凸显。本文对市面上主流蓝牙音箱和耳机的安全性进行了全面分析，通过实际测试揭示了这些设备可能存在的安全风险，并提出了相应的改进建议。

一、引言

近年来，随着智能设备的普及和音频技术的发展，蓝牙音箱和耳机在消费电子市场上占据了重要地位。这些设备为用户提供了便携、无线的音频体验，但同时也带来了潜在的安全隐患。蓝牙技术本身存在一定的安全漏洞，加之这些设备通常连接到用户的智能手机并访问个人数据，以及智能家居或智能酒店场景下蓝牙音箱的应用，使得蓝牙音箱和耳机的安全问题变得尤为重要。

2023年，CVE-2023-45866漏洞和BlueSpy攻击概念的出现，更是让蓝牙智能设备（尤其搭载Android系统）和蓝牙智能耳机/音箱的安全性成为安全界关注的焦点。因此，对蓝牙音频设备进行全面安全评估的必要性日益凸显。本研究旨在利用蓝牙安全评估方法（BSAM）对目前市场上常见蓝牙音箱或耳机的安全性进行分析。

二、市场概况

主要品牌

在蓝牙音箱市场中，根据RUNTO对2023年的蓝牙音箱销量报告数据，以下是一些主要品牌及其国内市场占有率：

1. 哈曼卡顿 (Harman Kardon)：以13.6%的销额份额位居市场第一。
2. Marshall：以10.7%的线上市场份额持续增长。
3. 漫步者 (Edifier)：以10.3%的销额份额位列市场前三。
4. Morrorart：在中高端市场占据一席之地，线上市场份额达到3.7%。

在蓝牙耳机市场中，根据方正证券在2023年发布的数据和IDC在2024年发布的报告，以下是蓝牙耳机的主要品牌及国内市场占有率情况：

1. 苹果 (Apple)：AirPods系列蓝牙耳机2022年第四季度在中国TWS耳机市场的出货量占比为19%，位居市场第一。
2. 漫步者 (Edifier)：2022年第四季度在中国TWS耳机市场的出货量占比为13%，位列市场前三。
3. 小米 (Xiaomi)：2022年第四季度在中国TWS耳机市场的出货量占比为11%。
4. 华为 (Huawei)：2022年第四季度在中国TWS耳机市场的出货量占比为10%。
5. OPPO：2022年第四季度在中国TWS耳机市场的出货量占比为8%。

市场趋势

蓝牙音箱和蓝牙耳机市场近年来呈现出显著的增长和创新趋势。随着移动设备使用的增加和无线音频技术的快速发展，消费者对便携性和音质的需求不断上升。以下是一些关键的市场趋势：

1. 技术创新：市场上的蓝牙音箱和耳机不断集成新技术，如主动降噪(ANC)、空间音频、自适应传输技术等，以提供更丰富的音频体验。
2. 音质提升：高分辨率音频和高质量的音频编解码器（如LDAC和aptX）的应用越来越广泛，提升了无线音频的音质。
3. 智能化助手：集成智能助手（如Siri、Google Assistant）的蓝牙设备越来越受欢迎，提供语音控制和智能家居设备集成。
4. 个性化和定制：用户现在可以根据自己的偏好调整音效设置，许多品牌提供专用的应用程序来定制EQ设置。
5. 健康监测：一些蓝牙耳机开始集成健康监测功能，如心率监测和运动追踪，这在可穿戴设备市场中越来越常见。
6. 生态系统集成：蓝牙设备越来越多地与特定的生态系统（如苹果的AirPods与iOS设备的无缝集成）集成，提供更好的用户体验。
7. 环保趋势：随着环保意识的增强，使用可持续材料制造的蓝牙音箱和耳机越来越受到消费者的青睐。
8. 市场细分：针对特定使用场景（如运动、旅行、办公室）的产品线不断扩展，以满足不同用户的具体需求。

总体来看，蓝牙音箱和蓝牙耳机市场正朝着更智能、更个性化、更集成化的方向发展，同时也在不断探索新的应用场景和市场细分。

三、蓝牙安全风险

蓝牙技术概述

蓝牙（Bluetooth）是一种无线通信技术标准，用来让固定与移动设备，在短距离间交换资料，以形成个人局域网（PAN）。蓝牙技术目前由蓝牙技术联盟（SIG）负责维护其技术标准，其成员已超过三万，分布在电信、电脑、网络与消费性电子产品等领域。

蓝牙技术使用短波特高频（UHF）无线电波，经由2.4至2.485GHz的ISM频段来进行通信。蓝牙技术分为基础率/增强数据率（BR/EDR）和低耗能（LE）两种技术类型。其中BR/EDR型是以点对点网络拓扑结构建立一对一设备通信；LE型则使用点对点（一对一）、广播（一对多）和网格（多对多）等多种网络拓扑结构。

基础率/增强数据率蓝牙传输将传输的数据分成数据包，并在79个指定的蓝牙信道中传输每个数据包，每个通道的带宽为1Mhz，它通常每秒执行1600跳，启用自适应跳频（AFH）技术。而低耗能（LE）频段被分为40个信道，每个信道的带宽是2MHz。

蓝牙安全类型

蓝牙技术作为无线通信的主流标准，在便利性和功能性方面有显著优势，但同时也面临着多种安全威胁。蓝牙音箱和耳机作为日常生活中广泛使用的设备，其安全风险尤其值得关注。以下是蓝牙音箱和蓝牙耳机设备可能面临的主要安全风险：

1. 蓝牙嗅探：攻击者通过特殊设备捕获空中的蓝牙通信数据，可能截获未加密的音频流，侵犯用户隐私。
2. 蓝牙欺骗：攻击者伪装成合法设备，试图与目标设备建立连接，可能导致未授权访问或恶意固件植入。
3. 中间人攻击：攻击者在两个蓝牙设备之间的通信进行通讯拦截并修改传输的数据，可能导致音频劫持或凭证窃取。
4. 蓝牙恶意软件：通过蓝牙传播的恶意软件可能感染音箱或耳机的固件，或利用这些设备作为攻击其他设备的跳板。
5. 固件漏洞利用：蓝牙音箱和耳机的固件可能存在安全漏洞，攻击者可以通过这些漏洞获取设备控制权或执行未授权操作。
6. 蓝牙协议漏洞：蓝牙协议本身的漏洞可能被利用，导致设备电池快速耗尽或系统崩溃。
7. 隐私泄露：蓝牙设备可能泄露用户的位置信息或使用习惯，即使没有主动连接也可能发生。
8. 越权访问：某些蓝牙音箱和耳机可能实现了不当的访问控制，允许未经授权的设备执行特权操作。
9. 侧信道攻击：通过分析设备的功耗、电磁辐射或处理时间等物理特性，推断出敏感信息。

经典蓝牙漏洞

根据上面的蓝牙安全风险类型，在过去的几年里出现了许多不同类型和影响范围的蓝牙安全漏洞，典型的蓝牙安全漏洞包括：

1. KNOB（Key Negotiation Of Bluetooth）：影响所有使用蓝牙BR/EDR协议的设备。
2. BIAS (Bluetooth Impersonation Attacks)：影响蓝牙BR/EDR设备。
3. BlueBorne：影响超过十亿的设备，包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑等。
4. SweynTooth：影响使用特定BLE协议栈实现的设备。
5. BlueFrag：影响多个版本的Android操作系统。
6. BrakTooth：影响数十亿设备，包括各种类型的设备。
7. BlueDucky：利用包括Windows、MacOS、Android、iOS系统在内的不同操作系统的蓝牙实现漏洞。
8. BlueSpy：利用蓝牙设备的无需配对特性，允许未经授权的用户在蓝牙音箱上录制和播放音频。

四、测评设备清单

本次测评选取了多款主流蓝牙音箱和耳机，包括：

1. Sanag Z9 蓝牙耳机
2. 复古HM11 无线蓝牙音箱
3. 网易云蓝牙耳机ME02TWS
4. AirPods Pro (第2 代)
5. Bose 蓝牙耳机
6. 漫步者M25
7. 小度音箱
8. 小度智能屏（1C4G）

复古HM11 无线蓝牙音箱

网易云蓝牙耳机ME02TWS

AirPods Pro (第2 代)

Bose QuietComfort Earbuds ll

漫步者M25

小度智能屏（1C4G）

五、设备安全性对比

为对比不同品牌的音箱和耳机的安全性，我们选取BlueSpy和蓝牙协议DoS（拒绝服务攻击）作为攻击手段测试。以下是测试结果：

隐私泄露风险

1. 网易云蓝牙耳机ME02TWS：在单耳模式下，BlueSpy攻击能够允许攻击者与设备在未授权情况下成功连接并录音。
2. 小度音箱：即使在不可见状态下，BlueSpy攻击能够允许攻击者与设备在未授权情况下建立蓝牙连接并进行录音。
3. 小度智能屏：在屏幕保持息屏的状态下，BlueSpy攻击可以让攻击者与设备在未授权情况下建立蓝牙连接，并持续监听音箱周围的声音。

服务中断风险

1. Sanag Z9蓝牙耳机 / 复古HM11无线蓝牙音箱：在未连接状态下易受DoS攻击，导致其他设备无法连接。
2. AirPods Pro (第2代) / Bose蓝牙耳机：受到ping或连接尝试时会断开当前连接的设备。
3. 漫步者M25：在DoS攻击期间，其他设备无法连接。

设备控制风险

1. 网易云蓝牙耳机ME02TWS：在单耳模式下，攻击者与目标设备在未授权情况下建立蓝牙连接，可以推送音频进行播放。
2. 小度音箱：攻击者可以远程与目标设备在未授权情况下建立蓝牙连接并推送本地音频文件至目标设备进行播放。
3. 小度智能屏：攻击者可以通过未授权与目标设备建立蓝牙连接，并推送本地音频文件至目标设备进行播放。

六、安全测评总结

本次分析重点关注了BlueSpy概念验证工具所揭示的问题和DoS攻击。研究涵盖了多种常见蓝牙设备，包括耳机、音箱和智能音箱等。主要发现包括：

1. 设备安全性差异显著：部分设备在某些情况下表现出较高的安全风险。
2. 配对模式的重要性：多数设备在已配对状态下表现出较好的安全性，但在开放配对模式时容易受到攻击。
3. 单耳模式的潜在风险：部分耳机在单耳模式下特别容易受到攻击，可能导致隐私泄露。
4. 智能音箱的特殊风险：如小度音箱、小度智能屏即使在不可见状态下仍可被攻击，存在严重的隐私风险。
5. DoS攻击效果：多数设备在未连接状态下容易受到DoS攻击，影响设备的正常使用。
6. 高端设备的意外风险：如AirPods Pro和Bose耳机在受到连接尝试时会断开现有连接，可能影响用户体验。

七、行业发展建议

制造商安全改进建议

蓝牙音箱和耳机制造商应将安全性作为产品开发的核心考虑因素。实施“安全即设计”原则，确保每个产品特性都经过全面的安全评估。这包括在设计初期就考虑潜在的安全风险，并在整个开发过程中持续进行安全测试，特别要注意避免蓝牙连接时的身份验证绕过问题。

固件安全是产品安全的基础。制造商应实现安全启动机制，防止未经授权的固件修改。同时，对固件进行签名验证，确保只有经过认证的更新才能安装。

在蓝牙协议实现方面，制造商应优先采用最新的蓝牙协议版本，如蓝牙5.3或更高版本。确保正确实施所有安全特性，包括安全简单配对(SSP)和LE安全连接。

加强加密措施对保护用户数据至关重要。制造商应使用强加密算法，如AES-256，并实施完美前向保密。

建立有效的漏洞管理系统至关重要。制造商可以考虑建立漏洞赏金计划，鼓励安全研究者报告潜在问题。同时，建立快速响应机制，确保及时修复报告的安全漏洞。

持续的安全更新支持是维护产品长期安全的关键。制造商应提供长期的安全更新支持，包括对已停产产品的支持。实现无缝的自动更新机制，减少用户干预，确保安全补丁能够及时应用。

定期进行第三方安全审计和渗透测试，可以帮助发现潜在的安全问题。制造商应公开审计结果，提高透明度和消费者信任。

最后，用户教育是提高整体安全性的重要环节。制造商应提供清晰、易懂的安全使用指南，并通过多种渠道持续向用户普及关于安全实践。

监管政策建议

1. 制定行业安全标准：政府或相关标准化组织应制定强制性的蓝牙设备安全标准。
2. 实施安全认证制度：建立蓝牙设备安全认证制度，要求所有上市产品通过安全测试。
3. 加强市场监管：监管机构应加强对蓝牙音箱/耳机产品的市场监管，确保产品符合安全标准。
4. 完善漏洞披露机制：要求制造商及时披露已知安全漏洞，并制定漏洞响应时间标准。
5. 规定安全更新义务：要求制造商为产品提供最低安全更新支持期限。
6. 保障消费者知情权：要求制造商提供清晰、易懂的产品安全信息，强制披露产品的数据收集和共享做法。
7. 推动行业自律：鼓励成立行业自律组织，制定行业最佳实践。
8. 加强用户安全教育：通过公共渠道进行用户安全意识教育，提高用户对蓝牙设备安全风险的认识。
9. 建立安全事件响应机制：建立国家级的蓝牙安全事件报告和响应机制，定期发布安全趋势报告。

八、结论与展望

本次蓝牙音箱和耳机安全测评揭示了当前市场上多款主流产品在安全性方面存在的差异和潜在风险。通过对BlueSpy攻击和DoS攻击的测试，我们发现：

1. 安全性表现差异明显：不同品牌和型号的设备对相同攻击的抵抗能力存在显著差异。
2. 配对模式是关键弱点：多数设备在开放配对模式时最容易受到攻击。
3. 智能音箱面临特殊挑战：如小度音箱等智能设备即使在不可见状态下仍可能被攻击。
4. 单耳模式存在隐患：部分耳机在单耳模式下特别容易受到攻击。
5. DoS攻击广泛影响：大多数设备在未连接状态下容易受到DoS攻击。

展望未来，蓝牙音频设备的安全发展趋势可能包括：

1. 安全设计升级：制造商将更多地采用“安全即设计”原则。
2. 协议优化：随着蓝牙技术的发展，新版本协议将不断优化安全特性。
3. 智能防护：设备可能会集成更智能的安全防护机制。
4. 用户意识提升：随着安全意识的增强，用户将更重视设备的安全性能。
5. 安全更新常态化：持续的安全更新支持将成为产品的标准配置。

总的来说，虽然当前蓝牙音频设备的安全状况参差不齐，但随着技术进步、用户意识提升和监管加强，未来市场上的产品安全性有望得到全面改善。制造商、监管机构和消费者需要共同努力，构建一个更安全的蓝牙音频生态系统。