Serbian - Ht
HackTricks Training Twitter Linkedin Sponsor

Firmware Analysis

Naučite hakovanje AWS-a od nule do heroja sa htARTE (HackTricks AWS Red Team Expert)!

Drugi načini podrške HackTricks-u:

Uvod

Firmware je osnovni softver koji omogućava uređajima da pravilno funkcionišu upravljajući i olakšavajući komunikaciju između hardverskih komponenti i softvera sa kojim korisnici interaguju. Čuva se u trajnoj memoriji, osiguravajući da uređaj može pristupiti vitalnim instrukcijama od trenutka kada se uključi, što dovodi do pokretanja operativnog sistema. Ispitivanje i potencijalno modifikovanje firmware-a je ključan korak u identifikaciji sigurnosnih ranjivosti.

Prikupljanje informacija

Prikupljanje informacija je ključni početni korak u razumevanju sastava uređaja i tehnologija koje koristi. Ovaj proces uključuje prikupljanje podataka o:

  • Arhitekturi CPU-a i operativnom sistemu koji pokreće

  • Specifičnostima bootloader-a

  • Hardverskom rasporedu i tehničkim listovima

  • Metrikama koda i lokacijama izvornog koda

  • Spoljnim bibliotekama i tipovima licenci

  • Istorijama ažuriranja i regulatornim sertifikatima

  • Arhitektonskim i dijagramima toka

  • Sigurnosnim procenama i identifikovanim ranjivostima

Za ovu svrhu, alati za otvorenu obaveštajnu službu (OSINT) su neprocenjivi, kao i analiza bilo kojih dostupnih komponenti otvorenog koda putem ručnih i automatskih procesa pregleda. Alati poput Coverity Scan i Semmle’s LGTM pružaju besplatnu statičku analizu koja se može iskoristiti za pronalaženje potencijalnih problema.

Dobijanje firmware-a

Dobijanje firmware-a može se pristupiti na različite načine, svaki sa svojim nivoom složenosti:

  • Direktno od izvora (razvojni timovi, proizvođači)

  • Izgradnjom prema pruženim instrukcijama

  • Preuzimanjem sa zvaničnih sajtova podrške

  • Korišćenjem Google dork upita za pronalaženje hostovanih firmware fajlova

  • Direktnim pristupom cloud skladištu, sa alatima poput S3Scanner

  • Interceptarajući ažuriranja putem tehnika čovek-u-sredini

  • Ekstrahovanjem sa uređaja putem veza poput UART-a, JTAG-a, ili PICit-a

  • Špijuniranjem za zahtevima za ažuriranje unutar komunikacije uređaja

  • Identifikovanjem i korišćenjem hardkodiranih tačaka za ažuriranje

  • Dumpovanjem iz bootloader-a ili mreže

  • Uklanjanjem i čitanjem čipa za skladištenje, kada sve drugo zakaže, korišćenjem odgovarajućih hardverskih alata

Analiza firmware-a

Sada kada imate firmware, treba da izvučete informacije o njemu kako biste znali kako da ga obradite. Različiti alati koje možete koristiti za to:

file <bin>
strings -n8 <bin>
strings -tx <bin> #print offsets in hex
hexdump -C -n 512 <bin> > hexdump.out
hexdump -C <bin> | head # might find signatures in header
fdisk -lu <bin> #lists a drives partition and filesystems if multiple

Ako ne pronađete mnogo sa tim alatima, proverite entropiju slike pomoću binwalk -E <bin>, ako je niska entropija, tada verovatno nije šifrovana. Ako je visoka entropija, verovatno je šifrovana (ili kompresovana na neki način).

Osim toga, možete koristiti ove alate za izdvajanje datoteka ugrađenih u firmver:

pageFile/Data Carving & Recovery Tools

Ili binvis.io (kod) za inspekciju datoteke.

Dobijanje fajl sistema

Pomoću prethodno komentarisanih alata poput binwalk -ev <bin> trebalo bi da ste mogli da izvučete fajl sistem. Binwalk obično izvlači unutar foldera nazvanog po tipu fajl sistema, koji obično može biti jedan od sledećih: squashfs, ubifs, romfs, rootfs, jffs2, yaffs2, cramfs, initramfs.

Ručno izdvajanje fajl sistema

Ponekad, binwalk neće imati magični bajt fajl sistema u svojim potpisima. U tim slučajevima, koristite binwalk da pronađete offset fajl sistema i izdvojite kompresovani fajl sistem iz binarnog fajla i ručno izdvojite fajl sistem prema njegovom tipu koristeći korake ispod.

$ binwalk DIR850L_REVB.bin

DECIMAL HEXADECIMAL DESCRIPTION
----------------------------------------------------------------------------- ---

0 0x0 DLOB firmware header, boot partition: """"dev=/dev/mtdblock/1""""
10380 0x288C LZMA compressed data, properties: 0x5D, dictionary size: 8388608 bytes, uncompressed size: 5213748 bytes
1704052 0x1A0074 PackImg section delimiter tag, little endian size: 32256 bytes; big endian size: 8257536 bytes
1704084 0x1A0094 Squashfs filesystem, little endian, version 4.0, compression:lzma, size: 8256900 bytes, 2688 inodes, blocksize: 131072 bytes, created: 2016-07-12 02:28:41

Pokrenite sledeću dd komandu za izdvajanje Squashfs fajl sistema.

$ dd if=DIR850L_REVB.bin bs=1 skip=1704084 of=dir.squashfs

8257536+0 records in

8257536+0 records out

8257536 bytes (8.3 MB, 7.9 MiB) copied, 12.5777 s, 657 kB/s

Alternativno, može se pokrenuti i sledeća komanda.

$ dd if=DIR850L_REVB.bin bs=1 skip=$((0x1A0094)) of=dir.squashfs

  • Za squashfs (korišćeno u primeru iznad)

$ unsquashfs dir.squashfs

Datoteke će biti u direktorijumu "squashfs-root" nakon toga.

  • CPIO arhivske datoteke

$ cpio -ivd --no-absolute-filenames -F <bin>

  • Za jffs2 fajl sisteme

$ jefferson rootfsfile.jffs2

  • Za ubifs fajl sisteme sa NAND flešom

$ ubireader_extract_images -u UBI -s <start_offset> <bin>

$ ubidump.py <bin>

Analiza Firmware-a

Kada se firmware dobije, bitno je razložiti ga radi razumevanja njegove strukture i potencijalnih ranjivosti. Ovaj proces uključuje korišćenje različitih alata za analizu i izvlačenje vrednih podataka iz firmware slike.

Alati za Početnu Analizu

Skup komandi je obezbeđen za početnu inspekciju binarnog fajla (nazvanog <bin>). Ove komande pomažu u identifikovanju tipova fajlova, izvlačenju stringova, analizi binarnih podataka i razumevanju detalja particija i fajl sistema:

file <bin>
strings -n8 <bin>
strings -tx <bin> #prints offsets in hexadecimal
hexdump -C -n 512 <bin> > hexdump.out
hexdump -C <bin> | head #useful for finding signatures in the header
fdisk -lu <bin> #lists partitions and filesystems, if there are multiple

Za procenu statusa šifrovanja slike, entropija se proverava pomoću binwalk -E <bin>. Niska entropija ukazuje na nedostatak šifrovanja, dok visoka entropija ukazuje na moguće šifrovanje ili kompresiju.

Za izdvajanje ugrađenih datoteka, preporučuju se alati i resursi poput dokumentacije file-data-carving-recovery-tools i binvis.io za inspekciju datoteka.

Izdvajanje fajl sistema

Korišćenjem binwalk -ev <bin>, obično se može izdvojiti fajl sistem, često u direktorijumu nazvanom po tipu fajl sistema (npr. squashfs, ubifs). Međutim, kada binwalk ne uspe da prepozna tip fajl sistema zbog nedostajućih magičnih bajtova, potrebno je ručno izdvajanje. To uključuje korišćenje binwalk za lociranje ofseta fajl sistema, a zatim korišćenje dd komande za izdvajanje fajl sistema:

$ binwalk DIR850L_REVB.bin

$ dd if=DIR850L_REVB.bin bs=1 skip=1704084 of=dir.squashfs

Analiza fajl sistema

Sa izvučenim fajl sistemom, počinje potraga za bezbednosnim propustima. Pažnja se posvećuje nesigurnim mrežnim demonima, hardkodiranim pristupnim podacima, API endpointima, funkcionalnostima servera za ažuriranje, nekompajliranom kodu, startap skriptama i kompajliranim binarnim fajlovima za offline analizu.

Ključne lokacije i stavke koje treba pregledati uključuju:

  • etc/shadow i etc/passwd za korisničke podatke

  • SSL sertifikate i ključeve u etc/ssl

  • Konfiguracione i skript fajlove za potencijalne ranjivosti

  • Ugrađene binarne fajlove za dalju analizu

  • Uobičajene IoT web servere i binarne fajlove

Nekoliko alata pomaže u otkrivanju osetljivih informacija i ranjivosti unutar fajl sistema:

Provere bezbednosti kompajliranih binarnih fajlova

Izvorni kod i kompajlirani binarni fajlovi pronađeni u fajl sistemu moraju biti pažljivo pregledani zbog ranjivosti. Alati poput checksec.sh za Unix binarne fajlove i PESecurity za Windows binarne fajlove pomažu u identifikaciji nezaštićenih binarnih fajlova koji bi mogli biti iskorišćeni.

Emulacija firmware-a za dinamičku analizu

Proces emulacije firmware-a omogućava dinamičku analizu ili rada uređaja ili pojedinačnog programa. Ovaj pristup može naići na izazove sa hardverom ili zavisnostima arhitekture, ali prenos fajl sistema korena ili određenih binarnih fajlova na uređaj sa odgovarajućom arhitekturom i endianstvom, poput Raspberry Pi-a, ili na prethodno izgrađenu virtuelnu mašinu, može olakšati dalje testiranje.

Emulacija pojedinačnih binarnih fajlova

Za ispitivanje pojedinačnih programa, ključno je identifikovati endianstvo i arhitekturu CPU-a programa.

Primer sa MIPS arhitekturom

Za emulaciju binarnog fajla sa MIPS arhitekturom, može se koristiti komanda:

file ./squashfs-root/bin/busybox

I za instaliranje potrebnih alata za emulaciju:

sudo apt-get install qemu qemu-user qemu-user-static qemu-system-arm qemu-system-mips qemu-system-x86 qemu-utils

Emulacija arhitekture ARM

Za ARM binarne datoteke, postupak je sličan, koristi se emulator qemu-arm za emulaciju.

Emulacija celog sistema

Alati poput Firmadyne, Firmware Analysis Toolkit i drugi olakšavaju potpunu emulaciju firmware-a, automatizujući proces i pomažući u dinamičkoj analizi.

Praktična analiza u pokretu

U ovoj fazi, koristi se stvarno ili emulirano okruženje uređaja za analizu. Bitno je održati pristup ljusci operativnog sistema i fajl sistemu. Emulacija možda neće savršeno oponašati hardverske interakcije, što može zahtevati povremena ponovna pokretanja emulacije. Analiza treba da ponovo pregleda fajl sistem, iskoristi izložene web stranice i mrežne usluge, istraži ranjivosti bootloader-a. Testiranje integriteta firmware-a je ključno za identifikaciju potencijalnih ranjivosti vrata u pozadini.

Tehnike analize u pokretu

Analiza u pokretu podrazumeva interakciju sa procesom ili binarnom datotekom u svom radnom okruženju, koristeći alate poput gdb-multiarch, Frida i Ghidra za postavljanje prekidača i identifikaciju ranjivosti kroz ispitivanje i druge tehnike.

Eksploatacija binarnih datoteka i dokaz koncepta

Razvoj PoC-a za identifikovane ranjivosti zahteva duboko razumevanje ciljne arhitekture i programiranje u jezicima nižeg nivoa. Zaštite binarnog vremena izvršavanja u ugrađenim sistemima su retke, ali kada su prisutne, mogu biti neophodne tehnike poput Return Oriented Programming (ROP).

Pripremljeni operativni sistemi za analizu firmware-a

Operativni sistemi poput AttifyOS i EmbedOS pružaju prekonfigurisana okruženja za testiranje sigurnosti firmware-a, opremljena neophodnim alatima.

Pripremljeni OS-ovi za analizu firmware-a

  • AttifyOS: AttifyOS je distribucija namenjena pomoći u sprovođenju procene sigurnosti i testiranju prodiranja uređaja Internet of Things (IoT). Štedi vam puno vremena pružajući prekonfigurisano okruženje sa svim neophodnim alatima učitanim.

  • EmbedOS: Ugrađeni operativni sistem za testiranje sigurnosti zasnovan na Ubuntu 18.04 sa unapred učitanim alatima za testiranje sigurnosti firmware-a.

Ranjivi firmware za vežbanje

Za vežbanje otkrivanja ranjivosti u firmware-u, koristite sledeće projekte ranjivog firmware-a kao polaznu tačku.

Reference

Obuka i sertifikacija

PreviousEscaping from KIOSKsNextBootloader testing

Last updated