Raspberry Pi и киберугрозы: слабые места и защита на практике

Одноплатный компьютер Raspberry Pi завоевал популярность как платформа для DIY-проектов, домашних серверов и IoT-устройств. Однако с ростом его распространения в критически важных и сетевых средах усиливается и внимание к вопросам безопасности. Cyber Media разбирает, как защитить загрузку, предотвратить эксплуатацию GPIO-интерфейсов и обеспечить безопасную работу в IoT-сетях.

Почему безопасность важна даже для «хоббийной» платформы

Raspberry Pi начинался как игрушка для гиков — маленькая плата размером с кредитку, способная запускать Linux и мигать светодиодами. Но за последние годы «малинка» вышла далеко за пределы DIY-сообщества. Сегодня ее можно встретить в образовательных лабораториях, на производстве, в банкоматах, автоматах оплаты и даже в системах умного дома. Маленькое устройство стало большой частью современного IoT-ландшафта.

А вместе с ростом популярности пришли и угрозы. Raspberry Pi не задумывался как защищенное устройство: у него открытые интерфейсы, нет встроенных механизмов безопасной загрузки, а физический доступ — практически всегда полный root. Часто такие устройства разворачивают «как есть» — без ограничений по SSH, смены дефолтных паролей и контроля сетевой активности. В итоге — легкая добыча для злоумышленников.

Сценарии компрометации уже давно не гипотетические. Raspberry Pi использовались как скрытые прокси в корпоративных сетях, как шлюзы для кражи данных с производственного оборудования и даже как инструменты атак в рамках Red Team-оценок. Один из кейсов — скрытый Pi, подключенный к порту Ethernet в переговорной крупной компании, который месяцами передавал трафик наружу, пока не был случайно обнаружен при переезде офиса.

Безопасность важна не только для банковских серверов и дата-центров. Маленькие, недооцененные устройства вроде Raspberry Pi могут стать слабым звеном в защищенной цепи — особенно если их установка не сопровождается мерами безопасности. И задача специалистов по ИБ учитывать это при построении политики защиты и при аудите инфраструктуры.

Как реализовать Secure Boot и шифрование rootfs на Raspberry Pi 4/5

Raspberry Pi сегодня это и IoT-шлюз, и стенд для экспериментов в OT-сегменте, и даже часть продакшн-инфраструктуры в компаниях. Но вот беда — привычных механизмов защиты у него почти нет: никакого UEFI, никакого TPM. Все, что стоит между атакующим и root-доступом — это microSD и открытая файловая система.

На первый взгляд, создать цепочку доверия здесь невозможно. Но это не совсем так. Немного магии с U-Boot, «капля» криптографии — и даже Raspberry Pi можно научить загружаться «по-взрослому».

Начнем с проблемы: стандартный загрузчик Pi просто берет ядро и initramfs с карточки и запускает их. Никакой проверки подписи, никакого контроля целостности. И если кто-то получит доступ к носителю, он без труда заменит ядро на свое, а потом и rootfs подменит чем угодно. Именно здесь нам на помощь приходит U-Boot — более гибкий загрузчик, который можно встроить в цепочку старта и научить его проверять, что и откуда он грузит.

Артем Бруданин

Руководитель отдела кибербезопасности RTM Group

Для Pi 4 и 5 версий можно организовать защищенную загрузку через U-Boot и зашифрованный rootfs на базе dm-crypt/LUKS: компилируем U-Boot с проверкой цифровых подписей, подписываем ядро и initramfs, монтируем LUKS-раздел, запрашивая ключ или пароль при старте.

Действительно, встроенного TPM в них нет, поэтому для надежного хранения ключей обычно подключают внешние модули — USB-TPM, Secure Element (ATECC608A) по I²C или смарт-карту. Все эти решения уязвимы к физическим атакам (быстрый сброс питания, анализ чипа, отключение модуля до проверки и т. п.), поэтому корпус с пломбами и шифрование канала управления ими только минимизируют риски.

Да, TPM здесь не поможет, и от подмены firmware на уровне SPI EEPROM Pi никто не застрахован. Но в большинстве практических сценариев — защита загрузки и шифрование rootfs уже существенно повышают стойкость устройства. Особенно если оно стоит где-то в офисе, на складе или в цеху, подключенное напрямую в сеть.

GPIO как уязвимость: как открытые пины становятся вектором атаки

Когда слышишь «GPIO», сразу представляются маленькие пины на плате Raspberry Pi или другой одноплатной системе, к которым подключают светодиоды, кнопки или датчики. Но GPIO — это гораздо больше, чем просто порты для мигающих лампочек. Это универсальные «входы-выходы», которые напрямую связаны с железом и могут управлять многими критическими важными функциями устройства.

Именно эта близость к «железу» превращает GPIO в потенциальный вектор атаки, который часто остается вне поля зрения ИБ-специалистов. Ведь если злоумышленник получает физический доступ к плате, он может не просто прочитать или изменить данные — он может подменить целые устройства, внедрить вредоносные команды или даже получить доступ к самой системе.

Павел Карасев

Бизнес-партнер компании «Компьютерные технологии»

Интерфейсы GPIO — гордость Raspberry Pi, но и ахиллесова пята. Они дают доступ к управлению периферией, но при неправильной настройке могут открывать прямую дверь к системным ресурсам.

Что может пойти не так:

• если настроены как UART и подключены к консоли — атакующий может получить shell через кабель;
• при наличии SPI/I2C интерфейсов можно попробовать получить доступ к внешним компонентам, в том числе хранилищам ключей;
• некоторые реализации читают команды от устройств через GPIO без валидации — это прямой путь к исполнению произвольного кода.

Типичный пример: подключение «фальшивого» сенсора или устройства, которое вместо данных отправляет заранее подготовленный payload. Если скрипт обработки не проверяет ввод — произойдет исполнение.

Решение: всегда отключать неиспользуемые GPIO, применять фильтрацию на уровне ядра, минимизировать возможности автозапуска и следить за правами доступа к /dev/gpio*.

Но и это не все. Если атакующий умеет перехватывать или подменять данные на SPI-шине — тоже одна из линий атаки. SPI — высокоскоростной протокол, и через него можно влиять на загрузку прошивки или перепрошивать микроконтроллеры. Такой доступ открывает путь к повышению привилегий и долгосрочному контролю над устройством.

В итоге, GPIO — это не просто набор пинов для DIY-проектов. Это потенциал для серьезных атак, если не обеспечить должную защиту: от физического ограничения доступа, мониторинга целостности шины до использования защитных схем и специализированных контроллеров безопасности.

Raspberry Pi в сетях IoT: слабое звено или надежный узел

Сегодня Raspberry Pi активно используют как шлюз, хаб или даже полноценный узел в сложных IoT-сетях — будь то BLE Mesh, Thread или Zigbee. Легкий в настройке, недорогой и поддерживающий множество протоколов, Pi стал популярной связкой между «умными» устройствами и облаком.

Но с ростом его роли в сетях растет и ответственность. Ведь mesh-сети, с их децентрализованной природой, часто сталкиваются с проблемой доверия. Подмена узлов, атаки «человек посередине» и утечка данных через скомпрометированные устройства — реальные угрозы, с которыми приходится бороться. Особенно когда в сети участвуют тысячи узлов, и каждый может стать потенциальной точкой входа для злоумышленника.

Павел Карасев

Бизнес-партнер компании «Компьютерные технологии»

Использование Raspberry Pi в качестве узла или контроллера в IoT mesh-сетях (Thread, BLE Mesh) — распространенная практика. Но без изоляции сетевого стека это потенциальный «троян» внутри всей инфраструктуры.

Слабые места:

• отсутствие аппаратной изоляции сетей;
• единая шина между BLE/Wi-Fi;
• открытые порты и демоны, которые остаются после установки PoC-софта.

Как защитить такой Pi? Тут на помощь приходят современные инструменты сегментации и изоляции:

• VLAN. Разделяют IoT-устройства и критическую инфраструктуру по уровням доверия.
• Firewalld / nftables. Фильтруют входящий и исходящий трафик, ограничивая доступ к управляемым портам.
• WireGuard / ZeroTier. Создают защищенные VPN-туннели для безопасного удаленного доступа.
• Изолированные подсети и правила маршрутизации. Ограничивают движение трафика внутри сети, снижая риск бокового распространения угроз.

В совокупности эти меры превращают Raspberry Pi из слабого звена в надежный узел, способный выдерживать атаки и оставаться под контролем даже в сложных и насыщенных IoT-средах.

Общие рекомендации по защите Raspberry Pi

Raspberry Pi — это не просто одноплатный компьютер на столе инженера. Сегодня он может управлять вентиляцией, служить шлюзом в IoT-сети, «сидеть» где-то на складе или тихо мониторить сеть из серверной. И в этот момент он становится частью инфраструктуры. Настоящей. А значит, и защищать его нужно всерьез.

Первое, с чего стоит начать — отключить все лишнее. Большинство атак начинается с того, что у устройства оставлены «запасные входы»: UART, SPI, I2C, Bluetooth — все это удобно для разработчика, но совершенно не нужно в продакшене, если вы этим не пользуетесь. Удалите ненужные сервисы, закомментируйте строчки в config.txt, отключите автозагрузку ненужных модулей. Пусть каждая активная шина будет осознанным решением.

Физическая защита тоже важна. Да, звучит скучно: корпус, винты, замки. Но на практике это работает. Простейший корпус с винтами, немного клея на GPIO или пломба на слот microSD уже делают жизнь атакующего заметно сложнее. Особенно если Pi стоит не у вас под монитором, а в переговорной или на складе.

Не забудьте и про защиту на уровне системы. Даже обычный AppArmor, настроенный хотя бы для сетевых сервисов, уже ограничит вред от компрометации. Сами сервисы, особенно SSH, тоже не должны быть «по умолчанию»: логин по ключу, нестандартный порт, удаление дефолтного пользователя pi, ограничение по IP — эти базовые вещи легко настроить, но часто забываются.

Без мониторинга даже самая хорошо настроенная система может стать жертвой атаки, и вы об этом узнаете только по странному трафику или жалобам пользователей. Пусть это будет простой auditd, journalctl с фильтрами или легкая система метрик вроде Netdata — важно видеть, что происходит, кто входит, какие процессы стартуют и какие конфиги вдруг изменились.

На первый взгляд может показаться, что все это — лишнее для какой-то малютки на ARM. Но как только она попадает в сеть, где есть данные, управление и доступы — она становится частью поверхности атаки. И защищать ее нужно не хуже, чем любой другой сервер.

Заключение

Raspberry Pi не создавался как безопасная платформа по умолчанию, но может стать такой при грамотной настройке. Он уместен там, где риски контролируемы: в тестовых средах, изолированных сегментах сети, простых IoT-сценариях. Неуместен — в критичных зонах, где требуются встроенные механизмы доверия, TPM и защищенная загрузка.

Перспективы есть: в новых моделях уже появляются первые шаги в сторону secure boot. Но пока безопасность — задача не «железа», а пользователя и разработчика. Все зависит от того, кто держит Pi в руках — школьник, собирающий метеостанцию, или инженер, отвечающий за узел в промышленной сети. Pi — это инструмент.