Evaluacion de la seguridad en MQTT - MUIT-EPS-UAH

1. Descripción general

Este proyecto permite la captura pasiva y activa de mensajes MQTT en una red local, su almacenamiento en una base de datos SQLite, su visualización estructurada y la capacidad de modificar y reenviar mensajes MQTT conservando la fidelidad binaria del paquete original. Se emplean técnicas de spoofing en capa 2 y capa 3 (Ethernet/IP) para falsificar origen MAC/IP de los paquetes transmitidos.

2. Componentes del sistema

• crawler.py: Captura pasivamente mensajes MQTT PUBLISH en una interfaz seleccionada usando scapy. Extrae el topic y el payload y los guarda en mqtt_packets.db.
• crawler_viewer.py: Visualiza mensajes almacenados en mqtt_packets.db en forma paginada y formateada usando tabulate.
• active-crawler.py: Captura mensajes MQTT, permite seleccionar y modificar campos del topic y del JSON del payload, y reenvía el paquete falsificando origen MAC/IP, preservando el resto del paquete MQTT.
• publisher.py: Publicador MQTT emulando sensores médicos. Obtiene hora vía NTP y publica periódicamente mensajes JSON estructurados.
• subscriber.py: Cliente MQTT que se suscribe a uci/patients/#, mostrando los datos de forma estructurada en consola.
• docker-compose.yaml: Orquesta servicios MQTT (emqx), publisher y subscriber. Asigna IPs fijas en red mi_red.

3. Requisitos

• Linux (necesario para modo promiscuo con Scapy)
• Python 3.8+
• Paquetes: scapy, tabulate, paho-mqtt, ntplib, sqlite3
• Permisos de superusuario para captura con scapy

4. Instalación

4.1 Python y dependencias

sudo apt update
sudo apt install python3 python3-pip sqlite3
pip3 install scapy tabulate paho-mqtt ntplib

4.2 Permisos para Scapy

sudo setcap cap_net_raw,cap_net_admin=eip $(which python3)

4.3 Base de datos

Se generan automáticamente al ejecutar los scripts:

• mqtt_packets.db: crawler pasivo
• mqtt_spoofer.db: crawler activo (spoof)

5. Uso

5.1 Captura pasiva

sudo python3 crawler.py

Selecciona una interfaz, activa el modo promiscuo y guarda los mensajes MQTT PUBLISH.

5.2 Visualización

python3 crawler_viewer.py

Muestra los mensajes de mqtt_packets.db ordenados por timestamp, paginados.

5.3 Spoof y modificación de mensajes

sudo python3 active-crawler.py

• Captura tráfico durante el tiempo definido por el usuario.
• Permite seleccionar un mensaje, editar el topic y payload JSON.
• Reenvía el paquete falsificando MAC/IP y reutilizando headers TCP sincronizados dinámicamente.

6. Seguridad

Este sistema simula ataques de inyección en entornos controlados con el objetivo de:

• Evaluar la resistencia de sistemas MQTT ante spoofing y replay attacks.
• Estudiar la seguridad de redes hospitalarias basadas en MQTT.

Advertencia: está prohibido utilizar este sistema en redes no autorizadas o productivas.

7. Bibliografía

• Banks, A., & Gupta, R. (2014). MQTT Version 3.1.1. OASIS Standard.
• Thangavel, D. et al. (2014). Performance Evaluation of MQTT and CoAP via a Common Middleware. IEEE ICC.
• Scapy Project. https://scapy.net
• EMQX MQTT Broker. https://www.emqx.io
• Paho MQTT. https://www.eclipse.org/paho/
• SQLite3. https://sqlite.org
• Python Socket Library. https://docs.python.org/3/library/socket.html

8. Licencia

Este proyecto es de uso académico y está licenciado bajo los términos de uso personal para investigación y docencia. No se autoriza su uso en entornos comerciales o con fines maliciosos.