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Skill 广场firmware-analyst

firmware-analyst

安全与审计

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更新于 10-16 02:41

技能介绍

用途

firmware-analyst 是一个面向嵌入式系统、IoT 安全与硬件逆向工程的固件分析技能。它用于指导固件的获取、识别、提取、文件系统分析、二进制分析、仿真运行与安全评估，帮助分析人员按结构化流程完成固件安全审计工作。

主要能力

固件获取方法

  • 从厂商下载：例如 wget http://vendor.com/firmware/update.bin
  • 通过调试接口从设备提取：UART 控制台访问 screen /dev/ttyUSB0 115200；复制固件分区 dd if=/dev/mtd0 of=/tmp/firmware.bin
  • 通过网络协议提取：启动期间 TFTP、设备 Web 界面的 HTTP/FTP
  • 硬件方法：UART 串口连接、JTAG/SWD 调试接口、SPI flash dump、NAND/NOR dump、chip-off 物理拆读、逻辑分析仪协议捕获

分析工作流

  • 阶段一 识别：file、binwalk、熵分析（binwalk --entropy / -E）、自动提取（binwalk --extract / -e）、字符串搜索（strings -a firmware.bin | grep -i "password\|key\|secret"）
  • 阶段二 提取：binwalk v3 递归提取（--matryoshka / -eM）、自定义目录（-e -C ./extracted）、详细输出（-eM --verbose）；手动提取 SquashFS（unsquashfs）、JFFS2（jefferson）、UBIFS（ubireader_extract_images）、YAFFS（unyaffs）、Cramfs（cramfsck）
  • 阶段三 文件系统分析：查找配置文件、passwd/shadow、可执行文件；搜索硬编码凭据（password、api_key、RSA 私钥）；分析 Web 接口（cgi/php/lua）；用 checksec --dir=./bin/ 检查二进制安全属性
  • 阶段四 二进制分析：用 file、readelf -h 识别架构；在 Ghidra 中按架构加载（如 ARM:LE:32:v7、MIPS:BE:32:default）；设置交叉编译（arm-linux-gnueabi-gcc、mipsel-linux-gnu-gcc）

常见漏洞类别

  • 认证问题：硬编码凭据、后门账户、弱密码哈希（MD5 无盐）、认证绕过、会话管理（可预测令牌）
  • 命令注入：如 sprintf(cmd, "ping %s", user_input); system(cmd);，测试载荷包括 ; id、| cat /etc/passwd、`whoami`、$(id)
  • 内存破坏：栈缓冲区溢出、堆溢出、格式化字符串、整数溢出、释放后使用
  • 信息泄露：调试接口（UART、JTAG）未关闭、详细错误、配置文件暴露凭据、未加密的固件更新

工具集

  • 提取工具：binwalk v3、firmware-mod-kit、jefferson、ubi_reader、sasquatch
  • 分析工具：Ghidra、IDA Pro、Binary Ninja、radare2、Firmware Analysis Toolkit (FAT)、FACT
  • 仿真：QEMU、Firmadyne、EMUX、qemu-user-static、Unicorn
  • 硬件工具：Bus Pirate、逻辑分析仪、JTAGulator、Flashrom、ChipWhisperer

使用方式

QEMU 用户态仿真

apt install qemu-user-static
cp /usr/bin/qemu-arm-static ./squashfs-root/usr/bin/
sudo chroot squashfs-root /usr/bin/qemu-arm-static /bin/sh
sudo chroot squashfs-root /usr/bin/qemu-arm-static /bin/httpd

Firmadyne 全系统仿真

./sources/extractor/extractor.py -b brand -sql 127.0.0.1 \
    -np -nk "firmware.bin" images
./scripts/getArch.sh ./images/1.tar.gz
./scripts/makeImage.sh 1
./scripts/inferNetwork.sh 1
./scratch/1/run.sh

安全评估清单

固件提取成功、文件系统挂载与探索、架构识别、硬编码凭据搜索、Web 接口分析、二进制安全属性（checksec）、网络服务识别、调试接口关闭、更新机制安全、加密/签名验证、已知 CVE 检查。

报告模板

包含设备信息（制造商、型号、固件版本、架构）、发现摘要表（Finding/Severity/Location）、详细发现（严重性、位置、描述、概念验证、修复建议）与建议列表。

适用场景

  • 获得设备所有者授权的安全审计
  • 漏洞赏金项目
  • 学术研究
  • CTF 竞赛
  • 个人设备分析

限制与伦理准则

该技能明确不应用于：未授权的设备入侵、非法绕过 DRM/许可、创建恶意固件、未经许可攻击设备、工业间谍活动。响应方式要求先验证授权、评估设备、指导获取、系统分析、识别问题并记录发现。

暂未提供

关于该技能的收费、价格、平台支持范围等商业信息，资料中暂未提供。