KUKA是世界领先的机器人制造商之一，该公司生产的KUKA机器人在国内外的工业控制领域有着广泛的应用。本篇文章从实战出发，介绍如何对机器人这类设备进行快速的安全测试和漏洞挖掘。
一、测试目标
本次测试目标为KUKA KR C4机器人，他主要由3个部分组成：手操器，控制器，机械臂。下面简单介绍这三个部分：
- 手操器：实际上就是工业系统的HMI，KUKA称之为SmartPAD,通过接受操作人员的操作指令，对控制器下达相关指令。同时也可以读取机器人的状态等相关信息并呈现出来。下图就是KUKA KR C4配套的手操器，该手操器通过一个“特殊”的数据线连接控制器，这个数据线具体是什么从外观上没法看出来。
- 控制柜：机器人的大脑，它不仅能够运行已经组态好的程序，同时也能执行手操器下达的指令，从而控制比如说机器臂等外部设备。由于它是机器人的核心，所以是安全测试的主要目标。从官方资料显示，里面运行的windows 7系统，实际就是一个简化版的PC机。下图就是不同型号控制柜的样子：
- 机械臂：机器人的外围机械系统，接受控制器指令改变姿态执行动作，由于机器臂不是测试的重点目标，本身也具有一定的危险性，所以在测试之前应该先将其与控制器的连接断开，防止测试时候出现安全事故。下图就是一个机械臂的示意图：
总体的架构示意图如下所示：
二、结构梳理
控制柜相当于一个PC机，插上鼠标，键盘和显示器就可以直接对其进行操作，为了方便分析，将主要程序（文件夹C:/KRC）从控制柜通过U盘拷贝出来。下面就是该文件夹的内容。
- SmartHMI就是手操器显示的界面程序，直接和操作员打交道，从文件名（如下图所示）可以看出，该程序主要是由C#编写的，分析时应该使用dnspy进行反编译分析。
- VxWin是一个让非实时的windows系统运行高实时性系统Vxworks的解决方案，由于机器人控制需要实时性，windows显然满足不了要求，所以通过VxWin可以让windows系统运行Vxworks虚拟机，执行机器人控制任务。下图摘自百度百科：
- ROBOTER文件夹存放着Vxworks内核/驱动模块/配置信息，是控制器核心中的核心，通过Vxworks系统来直接控制外围的机械系统。这部分可以使用IDA进行相关的逆向分析，指令集和宿主机的一致（X86架构）。
- smartPAD文件夹存放着手操器一部分的固件文件（如下图），初略地浏览下，发现是WinCE的固件(这里是ARM架构的)，说明手操器运行的是wince系统（微软发布的嵌入式系统）。
在kcpui_app.exe发现了手操器是通过rdp与控制柜进行通信的，也就是说手操器应该是连接控制柜的内部网口：
可以看到有个用户kukauser,密码是“68kuka1secpw59”，该用户和密码已经在网上被披露，严格来说，这是存在安全风险的。（该用户和密码不能随便改变，这会导致机器人无法正常工作）。
三、漏洞挖掘
对于windows系统的安全测试，无非是信息搜集，对暴露的端口进行探测，再对相应的服务进行突破，从下面结果来看，远程桌面（3389）并没有暴露出来。
其中49001~49010是提供WorkVisual（KUKA机器人的组态软件）进行连接使用的，下图就是相关服务定义，数据交互使用的是.NET的WCF（TCP）框架，这里可能存在一些未授权引发的安全问题，但是需要大量的逆向工作，所以跳过这部分（可以留作后面研究），选择最熟悉的服务telnet（23）和SMB(445)。
3.1 telnet服务
直接通过telnet连接，可以看到Vxworks login信息，说明这是windows里的Vxworks虚拟机暴露出的端口。
先上弱口令爆破工具，直接跑了很久也没跑出来，后来直接放弃，从Vxworks固件入手，使用IDA对Vxworks符号表进行恢复后，很清楚地找到了一个隐藏的硬编码用户：
通过发现的账号密码，可以直接登陆Vxworks，获得一个Vxworks Shell，由于Vxworks是核心系统，该漏洞危害不言自明。
3.2 SMB服务
说到SMB服务，首先考虑使用MSF检测是否存在永恒之蓝漏洞，但是遗憾的是MSF提示目标可能已经打上了补丁。
直接进入系统查看，发现SMB共享了文件夹（C:/KRC/ROBOTER），但是只能被target用户访问，也就是前面说的kukauser没法使用。起初以为该target用户使用了和kakauser一样的密码，发现并不对，接着尝试从该系统中导出target用户的NTLM hash，通过cmd5查找原始密码，仍然没有成功，猜测该用户应该使用了和kukauser一样的高强度密码。
柳暗花明又一村，搜索关键字“target”，在某个exe找到了直接target用户的账号和密码，如下：
通过该用户密码，成功登陆了SMB服务，获取了对ROBOTER文件夹的完全控制权，由于该文件存放着Vxworks内核/系统模块/配置等，所以对其修改删除将会导致严重的生产事故。
四、总结
经过了对KUKA机器的快速测试，在半天时间内，发现了两个非常严重的硬编码凭证漏洞。在官方没有披露用户密码情况下，通过逆向工程的手段，找到了潜在的硬编码用户，这说明了漏洞发掘工作不仅需要耐心，还要需要一定的技巧。本文是为数不多的对机器人安全性测试文章，希望带来技术性的启发，同时呼吁机器人生产厂家关注自身产品安全问题，提升产品质量与可靠性。