슬라이드 1
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- 광식 해
- 5 years ago
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1 Flash Memory Dump 실습
2 개요 임베디드장비가사용하는운영체제및어플리케이션코드들은대부분 Flash Memory 에저장된다. Flash Memory Dumper 구현을통해작동방식을이해하고, CPU 주변의 IC 들을자유롭게제어할수있는개발능력을향상시킨다. IC 의 Datasheet 를이해하고활용하는방법을습득한다.
3 목차 대상기기 (IPTIME 공유기 ) 분해 Flash Memory 기초설명 Flash Memory Desoldering 실습 Flash Memory IDCODE 읽기실습 Flash Memory DATA 덤프실습 덤프한 Firmware 분석
4 IPTIME N104p 의 HW 구조
5 IPTIME N104p 의 HW 구조 CPU Realtek RTL8196E (MIPS 400MHz) Flash Memory Winbond S Mbytes 무선네트워크칩 RealTek RTL8188ER Wireless LAN (WLAN) network interface
6 Flash Memory 란? 전기적으로데이터를지우거나기록할수있는비휘발성기억장치 Flash( 일순간에번쩍 ) 하게삭제 ( 혹은읽기 / 쓰기 ) 가능한저장장치 1984 년도시바의마스오카후지오박사가발명 1988 년인텔에서최초의상용제품출시 소형저장장치의발전단계 ROM (Read Only Memory) PROM (Programmable ROM) EPROM (Erasable PROM) EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) Flash Memory (Flash EEPROM)
7 Flash Memory 속도 DRAM, SRAM 에비해매우느림 일반자기하드디스크에비해서도느림 SSD 가빠른이유는? 다수의 Flash Memory 를병렬로연결 이론상 N 개를연결할수록속도는 N 배가된다
8 Flash memory 에데이터쓰고읽기 ROM Writer Firmware Writing 전용장비 JTAG Hardware Debugging 장비
9 Flash Memory Dump 절차 1. Flash Memory Chip Desoldering 2. Datasheet 획득및학습 3. Flash Memory Dumper 제작 4. Flash Memory Data 추출 5. Data(Hex) -> Binary 변환 6. Firmware 코드분석
10 Flash Memory Desoldering
11 Hot air gun 사용 방법 1
12 Hot Air Gun 사용
13 방법 2 인두기사용
14 플래시모델명알아내기
15 Logo 로알아보는제조사
16 Desoldering 실습
17 데이터시트찾기
18 데이터시트찾기
19 Winbond W25Q16BV Serial Flash Memory
20 Spec 요약 통신방식 : SPI Serial Peripheral Interface Clock 에맞추어데이터송수신 용량 : 16Mbit (2MB) 패키지방식 : SOIC 작동전압 : 3.3v Cell 저장방식 : NAND
21 NAND vs NOR NAND 각메모리 Cell 이직렬형태로이루어짐 Read 속도는느리고, Write/Erase 는속도는빠름 데이터영역으로적합 (ex. Data 파티션, 이동식장치 ) NOR 각메모리 Cell 이병렬형태로이루어짐 Read 속도는빠르고, Write/Erase 속도는느림 코드영역으로적합 (ex. OS 파티션 ) NAND 보다비쌈
22 총 8 개의핀사용 PIN 목록
23 PIN 목록 VCC, GND : 전원제공 /CS : 대상 Flash Memory 선택 DO : Data Out ( 칩으로부터데이터출력 ) DI : Data In ( 칩으로데이터입력 ) CLK : Clock 제공 WP# : 쓰기방지기능 HOLD# : Pause 기능
24 각 PIN 에케이블연결
25 Flash 아두이노핀연결구성 1 번핀 (/CS) 2 번 : HIGH->LOW 변경 2 번핀 (DO) 3 번 : Data Out 3 번핀 (/WP) 4 번 : 항상 HIGH 4 번핀 (GND) 5 번 : 항상 LOW 5 번핀 (DI) 6 번 : Data In 6 번핀 (CLK) 7 번 : CLOCK 7 번핀 (/HOLD) 8 번 : 항상 HIGH 8 번핀 (VCC) 3.3v
26 W25Q16BV 제어기본규칙 COMMAND + ADDRESS + DATA
27 ID 코드읽기 제조사의 ID 를읽을수있다. 이값이잘읽힌다면회로에문제가없는것이다.
28 ID 코드읽기 0x90 instruction == ID 코드읽기 24bit 의 0 이다음으로이어진다. 다음으로 DO 핀에 ID 가 shift 된다.
29 ID 코드읽기
30 Rising/Falling Edge MCU 가 DATA 를보낼때 (DI) : Rising Edge MCU 가 DATA 를받을때 (DO) : Falling Edge
31 실습 ID 코드를읽어서 UART 로출력해보세요. 제조사 ID, 디바이스 ID (HHHLHHHH), (LLHLHLL)
32 Flash Memory Data 읽기
33 읽기커맨드 기본적인방식인 Read Data 로실습진행 최대주소 : 3 바이트 ==0xFFFFFF==16,777,215
34 읽기커맨드타이밍차트
35 실습 IPTIME 의펌웨어를획득해보세요!
36 Flash Memory 덤프화면
37 쓰기, 삭제커맨드 Write 기능활성화 + 쓰기순서로진행된다. Write Enable + Page Program
38 Write Enable 의타이밍차트 모든쓰기 / 삭제명령전에 Write Enable 이필요하다.
39 Page Program 타이밍차트
40 전체삭제 Flash Memory 의데이터를전체삭제한다.
41 Flash Memory 의초기데이터 초기구매플래시엔 1 로가득차있음 데이터프로그래밍은 AND 연산으로이루어짐 1 & 1 = 1 1 & 0 = 0 그렇기때문에새로운값을쓰기위해서는우선해당 Block 을 1 로초기화 (Erase) 해야함 데이터는최소 Block 단위로만삭제가능 삭제횟수에제한있음 (ex. 10 만회 )
42 ITEM1 : Hook Cable (test hook clip)
43 ITEM2 : SOIC Test-Clip
44 Hex -> Binary 변환 # hex2bin.py import os fp = open("firm_dump.log") fp2 = open("firmware.bin", "wb") while 1: ch = fp.read(2).decode('hex') if ch == "": break fp2.write(ch) fp.close() fp2.close()
45 공유기 Firmware 분석하기
46 Embedded Linux 의구조 Bootloader OS Kernel Root File System
47 Firmware 자동분석툴 Binwalk (Firmware Analysis Tool) 펌웨어파일의구성분석 펌웨어분석의원리 Signature 탐색 Ex> squashfs == hsqs apt-get install binwalk FMK (Firmware Mod Kit) 펌웨어파일내에서각종파일추출 혹은수정된파일을기반으로새펌웨어빌드
48 binwalk binwalk g104_kr_7_60.bin DECIMAL HEX DESCRIPTION x10038 gzip compressed data, was "i.tmp", from Unix, last modified: Tue Apr 12 07:55: xB0000 Squashfs filesystem, little endian, version 3.0, size: bytes, 243 inodes, blocksize: bytes, created: Tue Apr 12 07:55:
49 Bootloader 분석
50 Binwalk 결과재확인 binwalk g104_kr_7_60.bin DECIMAL HEX DESCRIPTION x10038 gzip compressed data, was "i.tmp", from Unix, last modified: Tue Apr 12 07:55: xB0000 Squashfs filesystem, little endian, version 3.0, size: bytes, 243 inodes, blocksize: bytes, created: Tue Apr 12 07:55: * Offset 이 라는말은그앞에무언가가더있다라는것을의미함
51 펌웨어의시작부분
52 Bootloader 분석 dd if=./g104_kr_7_60.bin of=./bootloader count=65592 bs= records in records out bytes (66 kb) copied, s, 920 kb/s xxd bootloader : d7f0 29e3 01d4 a0e3 dbf0 29e3 dcd1 9fe5..)...) : d2f0 29e3 d8d1 9fe5 d841 9fe a0e3..)...a...y : e0 d081 9fe e5 cc51 9fe5.P...Q : e0 c881 9fe e5 c451 9fe5.P...Q.. 000fff0: : e g : a 3535 Tue Apr 12 16: : 3a a b00 : : c85f 1c00 b1f0 860e._...
53 Bootloader 분석
54 IDA 로 Bootloader 확인
55 Kernel 분석
56 Kernel 의구조 출처 :
57 Binwalk 결과재확인 binwalk g104_kr_7_60.bin DECIMAL HEX DESCRIPTION x10038 gzip compressed data, was "i.tmp", from Unix, last modified: Tue Apr 12 07:55: xB0000 Squashfs filesystem, little endian, version 3.0, size: bytes, 243 inodes, blocksize: bytes, created: Tue Apr 12 07:55:
58 Extraction dd skip=65592 if=./g104_kr_7_60.bin of=./i.tmp.gz bs= records in records out bytes (1.9 MB) copied, s, 907 kb/s file i.tmp.gz i.tmp.gz: gzip compressed data, was "i.tmp", from Unix, last modified: Tue Apr 12 07:55: ls -al total 3780 drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 25 15:11. drwxr-xr-x 26 root root 4096 Jun 25 14:52.. -rw-r--r-- 1 root root Jun 25 15:09 bootloader -rw-r--r-- 1 root root Jun 25 14:47 g104_kr_7_60.bin -rw-r--r-- 1 root root Jun 25 15:11 i.tmp.gz root@ip :~/mongii/iptime#
59 -e : extraction root@ubuntu:~/iptime_firmware# binwalk --help Binwalk v1.0 Craig Heffner, Usage: binwalk [OPTIONS] [FILE1] [FILE2] [FILE3]... -o, --offset=<int> Start scan at this file offset -l, --length=<int> Number of bytes to scan -b, --align=<int> Set byte alignment [default: 1] -m, --magic=<file> Specify an alternate magic file to use -i, --include=<filter> Include matches that are normally excluded and that have <filter> in their description -x, --exclude=<filter> Exclude matches that have <filter> in their description -y, --search=<filter> Only search for matches that have <filter> in their description -g, --grep=<text> Grep results for the specified text -R, --raw-bytes=<string> Search for a sequence of raw bytes instead of using the default magic signatures -f, --file=<file> Log results to file -D, --dd=<type:ext[:cmd]> Extract entries whose descriptions match <type>, give them file extension <ext>, and execute <cmd> -e, --extract=[file] Automatically extract known file types. Load rules from file, if specified. -r, --rm Cleanup extracted files and zero-size files -d, --delay Delay file extraction for files with known footers -a, --all Include all short signatures -I, --show-invalid Show results marked as invalid -A, --opcodes Scan for executable code -C, --cast Cast file contents as various data types -k, --keep-going Show all matching results at a given offset, not just the first one -q, --quiet Supress output to stdout -v, --verbose Be verbose (specify twice for very verbose) -u, --update Update magic signature files -h, --help Show help output root@ubuntu:~/iptime_firmware#
60 i.tmp.gz 분석
61 i.tmp.gz 분석
62 gzip d i.tmp.gz i.tmp 분석
63 문자열확인 gzip 해제코드가들어있는것을알수있음 misc.c
64 헤더로추정되는값삭제
65 IDA 로확인 piggy.gz 압축해제코드
66 i.tmp 의구조 binwalk i.tmp DECIMAL HEX DESCRIPTION x2EA0 gzip compressed data, from Unix, last modified: Thu Apr 15 01:49: , max compression xA0130 gzip compressed data, was "initrd", from Unix, last modified: Tue Apr 12 07:55: , max compression
67 i.tmp 의구조 Iptime 의부트로더에서사용하는이미지파일 kernel 과 initrd 를포함하고있다.
68 Root File System 파일추출
69 Initrd 추출 binwalk -e i.tmp # file initrd initrd: Linux rev 1.0 ext2 filesystem data (mounted or unclean), UUID=fbc0cc35-5c72-4ef0-bc05-5d6b9bdc8e50 mkdir FILE_SYSTEM mount initrd./file_system
70 Initrd 추출 cd FILE_SYSTEM/ ls -al total 26 drwxr-xr-x 12 root root 1024 Apr drwxr-xr-x 3 root root 4096 Jun 25 15:22.. lrwxrwxrwx 1 root root 11 Apr bin -> /cramfs/bin drwxr-xr-x Apr cramfs drwxr-xr-x Apr dev drwxr-xr-x Apr etc drwxr-xr-x Apr home lrwxrwxrwx 1 root root 11 Apr lib -> /cramfs/lib drwx root root Apr lost+found lrwxrwxrwx 1 root root 13 Apr ndbin -> /cramfs/ndbin drwxr-xr-x Apr proc drwxr-xr-x Apr save lrwxrwxrwx 1 root root 12 Apr sbin -> /cramfs/sbin drwxr-xr-x Apr tmp drwxr-xr-x Apr upgrade-bin lrwxrwxrwx 1 root root 11 Apr usr -> /cramfs/usr drwxr-xr-x Apr var root@ip :~/mongii/iptime/file_system#
71 Binwalk 결과재확인 binwalk g104_kr_7_60.bin DECIMAL HEX DESCRIPTION x10038 gzip compressed data, was "i.tmp", from Unix, last modified: Tue Apr 12 07:55: xB0000 Squashfs filesystem, little endian, version 3.0, size: bytes, 243 inodes, blocksize: bytes, created: Tue Apr 12 07:55:
72 Extraction dd skip= if=./g104_kr_7_60.bin of=./rfs.bin bs= records in records out bytes (1.2 MB) copied, s, 902 kb/s file RFS.bin RFS.bin: Squashfs filesystem, little endian, version 3.0, bytes, 243 inodes, blocksize: bytes, created: Tue Apr 12 07:55: ls -al RFS.bin -rw-r--r-- 1 root root Jun 25 15:24 RFS.bin root@ubuntu:~/iptime_firmware# root@ubuntu:~/iptime_firmware#
73 Firmware-mod-kit
74 FMK 설치 # apt-get install git build-essential zlib1g-dev liblzma-dev python-magic tar xvfz fmk_099.tar.gz cd fmk/src./configure make cd..
75 Squashfs 추출 RFS.bin (B0000.squashfs) Attempting to extract SquashFS.X file system... Trying./src/squashfs-2.1-r2/unsquashfs-lzma... Trying./src/squashfs-2.1-r2/unsquashfs... Trying./src/squashfs-3.0/unsquashfs-lzma... created 173 files created 17 directories created 53 symlinks created 0 devices created 0 fifos File system sucessfully extracted! MKFS="./src/squashfs-3.0/mksquashfs-lzma" root@ip :~/mongii/fmk/fmk#
76 파일시스템추출결과 cd squashfs-root/ ls -al total 40 drwxr-xr-x 10 root root 4096 Apr drwxrwxr-x 5 ubuntu ubuntu 4096 Jun 25 15:28.. drwxr-xr-x Apr bin drwxr-xr-x Apr help drwxr-xr-x 2 root root 4096 Apr images2 drwxr-xr-x Apr js drwxr-xr-x Apr lib drwxr-xr-x Apr ndbin drwxr-xr-x Apr sbin drwxr-xr-x Apr usr root@ip :~/mongii/fmk/fmk/squashfs-root#
77 Iptime 펌웨어의구조 압축해제및부트로더이미지참조 Boot Loader i.tmp.gz Squashfs kernel (zimage) Initrd (ext2) /cramfs/ 에마운트 Root File System
78 파일시스템복원 initrd 마운트 mount initrd FILE_SYSTEM Squashfs 파일추출 unsquashfs_all.sh B0000.squashfs 합치기 mkdir ALL_FILE_SYSTEM cd ALL_FILE_SYSTEM - cp XXX/FILE_SYSTEM/*. Rfpd - cp YYY/squashfs-root/*./cramfs/ -Rfpd
79 파일시스템복원
80 Qemu 로돌리기 qemu-arm -L.././busybox BusyBox v ( : ) multi-call binary Usage: busybox [function] [arguments]... or: [function] [arguments]... BusyBox is a multi-call binary that combines many common Unix utilities into a single executable. Most people will create a link to busybox for each function they wish to use, and BusyBox will act like whatever it was invoked as. Currently defined functions: busybox, cat, chmod, cp, df, echo, gunzip, gzip, ifconfig, insmod, kill, lash, ln, ls, lsmod, mkdir, mknod, mount, mv, ps, reboot, rm, rmmod, route, sh, sync, umount, zcat root@ip :~/mongii/fmk/fmk/squashfs-root/bin#
81 Qemu 로돌리기 qemu-arm -L.././busybox ifconfig eth0 Link encap:ethernet HWaddr 00:0C:29:9A:54:2E inet addr: Bcast: Mask: UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets: errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets: errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes: (78.8 MiB) TX bytes: (162.1 MiB) Interrupt:19 Base address:0x2000 lo Link encap:local Loopback inet addr: Mask: UP LOOPBACK RUNNING MTU:65536 Metric:1 RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:0 RX bytes:0 (0.0 ib) TX bytes:0 (0.0 ib)
82 Qemu 로돌리기 qemu-arm -L.././timepro.cgi Content-type: text/html; charset=euc-kr <html> <script> if( ipstr == ' ') { return document.getelementsbyname(ip+4)[0]; } return 0; } </script> <head><title> </title> <style></style></head> </html> root@ip :~/mongii/fmk/fmk/squashfs-root/bin#
83 가상 IPTIME 시스템 cd 구성한 IPTIME 파일시스템경로 # find. cpio -o --format=newc >../rootfs.img gzip -c../rootfs.img > rootfs.img.gz zimage : 앞서실습을통해만든 zimage 파일 iptime 펌웨어에서추출한 zimage 는보드호환이되지않음 qemu-system-arm -M versatilepb -m 128M -kernel zimage -initrd rootfs.img.gz -append "root=/dev/ram rdinit=/bin/sh console=ttyama0,115200" -nographic mount -t proc /proc /proc ps -aux
84 가상 IPTIME 시스템 Uncompressing Linux... done, booting the kernel. Booting Linux on physical CPU 0x0 Linux version (gcc version (Sourcery G++ Lite 2009q3-67) ) #1 Thu Aug 20 17:46:08 KST 2015 CPU: ARM926EJ-S [ ] revision 5 (ARMv5TEJ), cr= CPU: VIVT data cache, VIVT instruction cache Machine: ARM-Versatile PB Memory policy: Data cache writeback sched_clock: 32 bits at 24MHz, resolution 41ns, wraps every ns Built 1 zonelists in Zone order, mobility grouping on. Total pages: Kernel command line: root=/dev/ram rdinit=/bin/sh console=ttyama0, PID hash table entries: 512 (order: -1, 2048 bytes) Dentry cache hash table entries: (order: 4, bytes) Inode-cache hash table entries: 8192 (order: 3, bytes) Memory: K/131072K available (3209K kernel code, 139K rwdata, 796K rodata, 120K init, 119K bss, 9476K reserved, 0K cma-reserved) Virtual kernel memory layout: vector : 0xffff0000-0xffff1000 ( 4 kb) fixmap : 0xffc xfff00000 (3072 kb) vmalloc : 0xc xff ( 872 MB) lowmem : 0xc xc ( 128 MB) modules : 0xbf xc ( 16 MB).text : 0xc xc03f1944 (4007 kb).init : 0xc03f2000-0xc ( 120 kb).data : 0xc xc0432e00 ( 140 kb).bss : 0xc0432e00-0xc0450d04 ( 120 kb) NR_IRQS: BusyBox v ( : ) Built-in shell (lash) Enter 'help' for a list of built-in commands. input: AT Raw Set 2 keyboard as /devices/fpga:06/serio0/input/input0 / # input: ImExPS/2 Generic Explorer Mouse as /devices/fpga:07/serio1/input/input2 / #
85 Network 활성화 qemu-system-arm -M versatilepb -m 128M -kernel zimage - initrd rootfs.img.gz -append "root=/dev/ram rdinit=/bin/sh console=ttyama0,115200" -nographic - redir tcp:8080::80 / # / # busybox ifconfig eth netmask smc91x smc91x.0 eth0: link up / # busybox route add default gw / # / # cd /sbin /cramfs/sbin #./httpd /cramfs/sbin #
86 관리자페이지접속
87 결론 Flash Memory Dump 를통해임베디드기기내의 Firmware 를추출하고 binary 들의취약점을분석할수있다. Flash Memory 도결국개발자가다루는주변장치중하나에불과하기때문에우리가마음대로다루는것이가능하다.
88 감사합니다.
Embedded 시스템 실전 해킹
Home Router Hacking 유무선공유기해킹 mongii@grayhash Summary 공유기펌웨어이미지획득및구조분석 임베디드시스템개발과정이해 공유기파일시스템추출 QEMU를이용한가상공유기시스템실행 ARM Assembly 및 Exploiting IPTIME 펌웨어획득 - 업데이트파일다운받기 - 업데이트파일다운받기 http://iptime.com/iptime/?page_id=126
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슬라이드 제목 없음
< > Target cross compiler Target code Target Software Development Kit (SDK) T-Appl T-Appl T-VM Cross downloader Cross debugger Case 1) Serial line Case 2) LAN line LAN line T-OS Target debugger Host System
휠세미나3 ver0.4
andromeda@sparcs:/$ ls -al dev/sda* brw-rw---- 1 root disk 8, 0 2014-06-09 18:43 dev/sda brw-rw---- 1 root disk 8, 1 2014-06-09 18:43 dev/sda1 brw-rw---- 1 root disk 8, 2 2014-06-09 18:43 dev/sda2 andromeda@sparcs:/$
LXR 설치 및 사용법.doc
Installation of LXR (Linux Cross-Reference) for Source Code Reference Code Reference LXR : 2002512( ), : 1/1 1 3 2 LXR 3 21 LXR 3 22 LXR 221 LXR 3 222 LXR 3 3 23 LXR lxrconf 4 24 241 httpdconf 6 242 htaccess
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<C0CCBCBCBFB52DC1A4B4EBBFF82DBCAEBBE7B3EDB9AE2D313939392D382E687770>
i ii iii iv v vi 1 2 3 4 가상대학 시스템의 국내외 현황 조사 가상대학 플랫폼 개발 이상적인 가상대학시스템의 미래상 제안 5 웹-기반 가상대학 시스템 전통적인 교수 방법 시간/공간 제약을 극복한 학습동기 부여 교수의 일방적인 내용전달 교수와 학생간의 상호작용 동료 학생들 간의 상호작용 가상대학 운영 공지사항,강의록 자료실, 메모 질의응답,
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(Host) set up : Linux Backend RS-232, Ethernet, parallel(jtag) Host terminal Target terminal : monitor (Minicom) JTAG Cross compiler Boot loader Pentium Redhat 9.0 Serial port Serial cross cable Ethernet
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(72) 발명자 이동희 서울 동작구 여의대방로44길 10, 101동 802호 (대 방동, 대림아파트) 노삼혁 서울 중구 정동길 21-31, B동 404호 (정동, 정동상 림원) 이 발명을 지원한 국가연구개발사업 과제고유번호 2010-0025282 부처명 교육과학기술부
(19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1) (45) 공고일자 2015년01월13일 (11) 등록번호 10-1480424 (24) 등록일자 2015년01월02일 (51) 국제특허분류(Int. Cl.) G06F 12/00 (2006.01) G11C 16/00 (2006.01) (21) 출원번호 10-2013-0023977 (22) 출원일자 2013년03월06일
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TEL:02)861-1175, FAX:02)861-1176 , REAL-TIME,, ( ) CUSTOMER. CUSTOMER REAL TIME CUSTOMER D/B RF HANDY TEMINAL RF, RF (AP-3020) : LAN-S (N-1000) : LAN (TCP/IP) RF (PPT-2740) : RF (,RF ) : (CL-201)
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