| .. | ||
| bootloader-testing.md | ||
| firmware-integrity.md | ||
| README.md | ||
Firmware Analysis
{% hint style="success" %}
Learn & practice AWS Hacking:
HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE)
Learn & practice GCP Hacking: 
HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)
Support HackTricks
- Check the subscription plans!
- Join the 💬 Discord group or the telegram group or follow us on Twitter 🐦 @hacktricks_live.
- Share hacking tricks by submitting PRs to the HackTricks and HackTricks Cloud github repos.
Introduction
Firmware je osnovni softver koji omogućava uređajima da ispravno funkcionišu upravljajući i olakšavajući komunikaciju između hardverskih komponenti i softvera s kojim korisnici interaguju. Čuva se u trajnoj memoriji, osiguravajući da uređaj može pristupiti vitalnim uputstvima od trenutka kada se uključi, što dovodi do pokretanja operativnog sistema. Istraživanje i potencijalna modifikacija firmvera je ključni korak u identifikaciji sigurnosnih ranjivosti.
Gathering Information
Prikupljanje informacija je kritičan početni korak u razumevanju sastava uređaja i tehnologija koje koristi. Ovaj proces uključuje prikupljanje podataka o:
- CPU arhitekturi i operativnom sistemu koji koristi
- Specifikacijama bootloader-a
- Rasporedu hardvera i tehničkim listovima
- Metrikama koda i lokacijama izvora
- Spoljim bibliotekama i tipovima licenci
- Istoriji ažuriranja i regulatornim sertifikatima
- Arhitektonskim i tokovnim dijagramima
- Procjenama sigurnosti i identifikovanim ranjivostima
U tu svrhu, alatke za otvorene izvore (OSINT) su neprocenjive, kao i analiza bilo kojih dostupnih komponenti otvorenog koda kroz manuelne i automatske procese pregleda. Alati poput Coverity Scan i Semmle’s LGTM nude besplatnu statičku analizu koja se može iskoristiti za pronalaženje potencijalnih problema.
Acquiring the Firmware
Dobijanje firmvera može se pristupiti na različite načine, svaki sa svojim nivoom složenosti:
- Direktno od izvora (razvijača, proizvođača)
- Kreiranje na osnovu datih uputstava
- Preuzimanje sa zvaničnih sajtova podrške
- Korišćenje Google dork upita za pronalaženje hostovanih firmver fajlova
- Pristupanje cloud storage direktno, uz alate poput S3Scanner
- Presretanje ažuriranja putem man-in-the-middle tehnika
- Ekstrakcija sa uređaja putem konekcija kao što su UART, JTAG, ili PICit
- Sniffing za zahteve za ažuriranje unutar komunikacije uređaja
- Identifikovanje i korišćenje hardkodiranih krajnjih tačaka za ažuriranje
- Dumping sa bootloader-a ili mreže
- Uklanjanje i čitanje čipa za skladištenje, kada sve drugo ne uspe, koristeći odgovarajuće hardverske alate
Analyzing the firmware
Sada kada imate firmver, potrebno je 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 sa binwalk -E <bin>, ako je entropija niska, verovatno nije enkriptovana. Ako je entropija visoka, verovatno je enkriptovana (ili na neki način kompresovana).
Pored toga, možete koristiti ove alate za ekstrakciju datoteka ugrađenih unutar firmvera:
{% content-ref url="../../forensics/basic-forensic-methodology/partitions-file-systems-carving/file-data-carving-recovery-tools.md" %} file-data-carving-recovery-tools.md {% endcontent-ref %}
Ili binvis.io (code) za inspekciju datoteke.
Dobijanje Datotečnog Sistema
Sa prethodno komentarisanim alatima kao što je binwalk -ev <bin>, trebali biste biti u mogućnosti da izvučete datotečni sistem.
Binwalk obično izvlači unutar foldera nazvanog po tipu datotečnog sistema, koji obično može biti jedan od sledećih: squashfs, ubifs, romfs, rootfs, jffs2, yaffs2, cramfs, initramfs.
Ručna Ekstrakcija Datotečnog Sistema
Ponekad, binwalk neće imati magični bajt datotečnog sistema u svojim potpisima. U tim slučajevima, koristite binwalk da pronađete offset datotečnog sistema i izrezujete kompresovani datotečni sistem iz binarnog fajla i ručno ekstraktujete datotečni sistem prema njegovom tipu koristeći sledeće korake.
$ 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 datotečnog 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, sledeća komanda se takođe može izvršiti.
$ dd if=DIR850L_REVB.bin bs=1 skip=$((0x1A0094)) of=dir.squashfs
- Za squashfs (koristi se u gornjem primeru)
$ unsquashfs dir.squashfs
Fajlovi će biti u "squashfs-root" direktorijumu nakon toga.
- CPIO arhivski fajlovi
$ 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 Firmvera
Kada se firmver dobije, bitno je da se razloži kako bi se razumeo njegova struktura i potencijalne ranjivosti. Ovaj proces uključuje korišćenje raznih alata za analizu i ekstrakciju vrednih podataka iz slike firmvera.
Alati za Početnu Analizu
Set komandi je obezbeđen za početnu inspekciju binarnog fajla (naziva <bin>). Ove komande pomažu u identifikaciji tipova fajlova, ekstrakciji 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
Da bi se procenio status enkripcije slike, entropija se proverava sa binwalk -E <bin>. Niska entropija sugeriše nedostatak enkripcije, dok visoka entropija ukazuje na moguću enkripciju ili kompresiju.
Za ekstrakciju ugrađenih fajlova, preporučuju se alati i resursi kao što su dokumentacija file-data-carving-recovery-tools i binvis.io za inspekciju fajlova.
Ekstrakcija Fajl Sistema
Korišćenjem binwalk -ev <bin>, obično se može ekstraktovati fajl sistem, često u direktorijum nazvan po tipu fajl sistema (npr. squashfs, ubifs). Međutim, kada binwalk ne prepozna tip fajl sistema zbog nedostajućih magic bajtova, ručna ekstrakcija je neophodna. To uključuje korišćenje binwalk za lociranje ofseta fajl sistema, a zatim dd komandu za izdvajanje fajl sistema:
$ binwalk DIR850L_REVB.bin
$ dd if=DIR850L_REVB.bin bs=1 skip=1704084 of=dir.squashfs
Nakon toga, u zavisnosti od tipa datotečnog sistema (npr., squashfs, cpio, jffs2, ubifs), koriste se različite komande za ručno vađenje sadržaja.
Analiza datotečnog sistema
Sa izvučenim datotečnim sistemom, počinje potraga za sigurnosnim propustima. Pažnja se posvećuje nesigurnim mrežnim demonima, hardkodiranim akreditivima, API krajnjim tačkama, funkcionalnostima servera za ažuriranje, nekompajliranom kodu, skriptama za pokretanje i kompajliranim binarnim datotekama za analizu van mreže.
Ključne lokacije i stavke koje treba pregledati uključuju:
- etc/shadow i etc/passwd za korisničke akreditive
- SSL sertifikate i ključeve u etc/ssl
- Konfiguracione i skriptne datoteke za potencijalne ranjivosti
- Ugrađene binarne datoteke za dalju analizu
- Uobičajene web servere i binarne datoteke IoT uređaja
Nekoliko alata pomaže u otkrivanju osetljivih informacija i ranjivosti unutar datotečnog sistema:
- LinPEAS i Firmwalker za pretragu osetljivih informacija
- Alat za analizu i poređenje firmvera (FACT) za sveobuhvatnu analizu firmvera
- FwAnalyzer, ByteSweep, ByteSweep-go, i EMBA za statičku i dinamičku analizu
Provere sigurnosti na kompajliranim binarnim datotekama
I izvorni kod i kompajlirane binarne datoteke pronađene u datotečnom sistemu moraju se pažljivo pregledati zbog ranjivosti. Alati poput checksec.sh za Unix binarne datoteke i PESecurity za Windows binarne datoteke pomažu u identifikaciji nezaštićenih binarnih datoteka koje bi mogle biti iskorišćene.
Emulacija firmvera za dinamičku analizu
Proces emulacije firmvera omogućava dinamičku analizu ili rada uređaja ili pojedinačnog programa. Ovaj pristup može naići na izazove sa zavisnostima hardvera ili arhitekture, ali prenos korenskog datotečnog sistema ili specifičnih binarnih datoteka na uređaj sa odgovarajućom arhitekturom i redosledom bajtova, kao što je Raspberry Pi, ili na unapred izgrađenu virtuelnu mašinu, može olakšati dalja testiranja.
Emulacija pojedinačnih binarnih datoteka
Za ispitivanje pojedinačnih programa, identifikacija redosleda bajtova programa i CPU arhitekture je ključna.
Primer sa MIPS arhitekturom
Da bi se emulirala binarna datoteka MIPS arhitekture, može se koristiti komanda:
file ./squashfs-root/bin/busybox
I da instalirate potrebne alate za emulaciju:
sudo apt-get install qemu qemu-user qemu-user-static qemu-system-arm qemu-system-mips qemu-system-x86 qemu-utils
Za MIPS (big-endian), koristi se qemu-mips, a za little-endian binarne datoteke, izbor bi bio qemu-mipsel.
Emulacija ARM arhitekture
Za ARM binarne datoteke, proces je sličan, koristeći emulator qemu-arm za emulaciju.
Emulacija celog sistema
Alati kao što su Firmadyne, Firmware Analysis Toolkit i drugi, olakšavaju potpunu emulaciju firmvera, automatizujući proces i pomažući u dinamičkoj analizi.
Dinamička analiza u praksi
U ovoj fazi koristi se stvarno ili emulirano okruženje uređaja za analizu. Ključno je održati pristup shell-u operativnom sistemu i datotečnom sistemu. Emulacija možda neće savršeno oponašati interakcije hardvera, što zahteva povremena ponovna pokretanja emulacije. Analiza treba da ponovo pregleda datotečni sistem, iskoristi izložene veb stranice i mrežne usluge, i istraži ranjivosti bootloader-a. Testovi integriteta firmvera su ključni za identifikaciju potencijalnih ranjivosti backdoor-a.
Tehnike analize u vreme izvođenja
Analiza u vreme izvođenja uključuje interakciju sa procesom ili binarnom datotekom u njenom operativnom okruženju, koristeći alate kao što su gdb-multiarch, Frida i Ghidra za postavljanje tačaka prekida i identifikaciju ranjivosti kroz fuzzing i druge tehnike.
Eksploatacija binarnih datoteka i dokaz koncepta
Razvijanje PoC-a za identifikovane ranjivosti zahteva duboko razumevanje ciljne arhitekture i programiranje na jezicima nižeg nivoa. Zaštite u vreme izvođenja u ugrađenim sistemima su retke, ali kada su prisutne, tehnike kao što su Return Oriented Programming (ROP) mogu biti neophodne.
Pripremljeni operativni sistemi za analizu firmvera
Operativni sistemi kao što su AttifyOS i EmbedOS pružaju unapred konfigurisana okruženja za testiranje bezbednosti firmvera, opremljena potrebnim alatima.
Pripremljeni OS-ovi za analizu firmvera
- AttifyOS: AttifyOS je distribucija namenjena da vam pomogne u izvođenju procene bezbednosti i pentestingu uređaja Interneta stvari (IoT). Štedi vam mnogo vremena pružajući unapred konfigurisano okruženje sa svim potrebnim alatima.
- EmbedOS: Operativni sistem za testiranje bezbednosti ugrađenih sistema zasnovan na Ubuntu 18.04, unapred učitan alatima za testiranje bezbednosti firmvera.
Ranjivi firmver za vežbanje
Da biste vežbali otkrivanje ranjivosti u firmveru, koristite sledeće ranjive projekte firmvera kao polaznu tačku.
- OWASP IoTGoat
- https://github.com/OWASP/IoTGoat
- Projekat Damn Vulnerable Router Firmware
- https://github.com/praetorian-code/DVRF
- Damn Vulnerable ARM Router (DVAR)
- https://blog.exploitlab.net/2018/01/dvar-damn-vulnerable-arm-router.html
- ARM-X
- https://github.com/therealsaumil/armx#downloads
- Azeria Labs VM 2.0
- https://azeria-labs.com/lab-vm-2-0/
- Damn Vulnerable IoT Device (DVID)
- https://github.com/Vulcainreo/DVID
Reference
- https://scriptingxss.gitbook.io/firmware-security-testing-methodology/
- Practical IoT Hacking: The Definitive Guide to Attacking the Internet of Things
Obuka i sertifikat
{% hint style="success" %}
Učite i vežbajte AWS Hacking:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE)
Učite i vežbajte GCP Hacking: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)
Podrška HackTricks
- Proverite planove pretplate!
- Pridružite se 💬 Discord grupi ili telegram grupi ili pratite nas na Twitter-u 🐦 @hacktricks_live.
- Podelite hakerske trikove slanjem PR-ova na HackTricks i HackTricks Cloud github repozitorijume.