SecTor 2025 | Security is Easier Before PCB Assembly: Easy Threat Modeling for Hardware

這場演講由 Tetris Security 的 Eric（電機背景，專攻韌體與嵌入式安全）、Joe（硬體安全培訓師，Tiger 工具作者）以及 Adam Shostack（《Threat Modeling》作者）共同主持，核心論點是：硬體威脅建模沒有人們想像的那麼難，只要掌握少數幾個硬體特有的考量，既有的軟體威脅建模知識就能直接套用。

演講者採用 Adam 力推的「四問框架」作為統一骨架：「我們在做什麼（資產與攻擊面）」、「什麼會出錯（威脅情境）」、「怎麼應對（風險評估與處置）」、「我們做得夠好嗎（事後驗證）」。相較於 STRIDE 或 PASTA 等正式方法論，四問框架的最大優點是沒有問題可以被合理跳過，對於抗拒做威脅建模的人也更容易上手。硬體與軟體最大的結構差異在於：硬體天生就有 block diagram，它幾乎就是資料流程圖的實體版本，連線是真實的導線，不是概念性的 API 呼叫。

第一個案例是門禁系統。演講者以 HID 的控制器為例，說明一套典型門禁的資產清單（門控制器、讀卡機、IP 網路、管理軟體、門鎖、位置感測器）以及常被忽略的項目（備用機械鑰匙、PIR 出口感應器）。威脅清單中最明顯的是「未授權開門」，實現路徑包含：用 AliExpress 裝置複製 Wiegand 卡、安裝 ESP Key 竊取並重放卡號、對 PIR 感應器噴氣觸發解鎖、切斷磁力鎖電源。應對策略則依威脅等級而定：換用支援 PKI 加密的高階讀卡機、啟用防拆感測器、改用 OSDP 加密協議，但現實中 OSDP 幾乎從未被正確部署，預設金鑰也很少被安裝商更換。最後「做得夠好嗎」的環節強調：威脅模型必須追蹤實際落地狀況，否則寫了幾百行 Excel 之後束之高閣，最終出事才發現「我們早就知道這個風險」，等於白做。

第二個案例是 OpenWRT 的開源路由器參考設計。演講者指出，即使不持有完整文件，有經驗的人單看 PCB 板就能推導出 block diagram——電路板本質上就是自己的功能地圖。這塊板子被定位為多用途（IoT 控制器、Wi-Fi 路由器、NAS），但不同應用的威脅模型截然不同；若像 Raspberry Pi 那樣被誤用於工業控制，設計者當初的威脅模型根本無法涵蓋這些場景。針對「實體存取無安全保證」這個結論，演講者特別強調：這句話不是放棄責任，而是一份有價值的輸出——部署者看到它，會知道「應該謹慎選擇安裝地點」，遠比廠商含糊聲稱「安全」卻從未驗證過更誠實也更有用。可採取的具體措施包括：OTA 固件更新加密驗證、要求實體按鈕才能刷入其他固件、設備自我完整性驗證。

演講後半段快速帶過幾個橫切面議題。供應商責任方面，品牌上市就是你的責任，供應商的威脅模型不能盲目信任，因為他們不了解你的部署情境。大型系統方面，拆解是唯一出路，飛機和核電廠都需要先拆成子系統再分別建模、定義介面。標準方面，ISO 21434、Common Criteria、MITRE ATT&CK 都是有用的參考，但不應作為起點，四問框架先答完，所需的格式自然就能填入。評分方面，CVSS 是漏洞工具而非威脅工具，設計階段資訊不足以精確評分，低/中/高已綽綽有餘，精確到小數點的分數只是把主觀判斷包裝成科學外衣。