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[13748] 2019-02-12_我所了解的物联网设备测试方法（硬件篇）

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2019-02-12_我所了解的物联网设备测试方法（硬件篇） 我 所 了 解 的 物 联 网 设 备 测 试 方 法 （ 硬 件 篇 ） 原 创   Y a l e 1 0 2 4   F r e e B u f   2 0 1 9 - 0 2 - 1 2 0 x 0 1 . 前 言 前 言 本 科 所 学 专 业 就 是 本 科 所 学 专 业 就 是 I o T ， 面 试 安 全 岗 位 时 大 部 分 面 试 官 都 会 问 我 写 ， 面 试 安 全 岗 位 时 大 部 分 面 试 官 都 会 问 我 写 I o T 安 全 相 关 的 东 西 ， 花 了 半 天 的 时 间 整 理 了 安 全 相 关 的 东 西 ， 花 了 半 天 的 时 间 整 理 了 下 本 科 期 间 做 过 的 有 关 下 本 科 期 间 做 过 的 有 关 I o T 安 全 的 技 术 、 安 全 的 技 术 、 d e m o 等 。 等 。 0 x 0 2 . 废 话 连 篇 废 话 连 篇 先 说 下 我 个 人 对 I o T 的 看 法 ， 物 联 网 关 键 的 在 于 “ 网 ” 这 个 字 ， 万 物 互 联 ， 靠 的 就 是 “ 网 ” ， 至 于 这 个 “ 网 ” ， 实 现 的 方 式 多 种 多 样 ， 这 也 是 前 些 年 的 物 联 网 的 “ 碎 片 化 “ 问 题 的 一 部 分 原 因 ， 协 议 、 标 准 不 同 ， 很 难 有 一 套 成 熟 的 框 架 或 者 说 是 体 系 可 以 用 于 标 准 、 安 全 地 给 开 发 者 使 用 ， 开 发 出 来 的 东 西 漏 洞 百 出 ， 甚 至 同 样 的 一 种 功 能 实 现 ， 不 同 厂 商 的 产 品 漏 洞 的 危 害 点 却 在 不 同 的 层 面 ， 比 如 说 同 样 是 智 能 锁 的 远 程 开 关 功 能 ， 可 以 怎 么 做 ？ 典 型 的 应 该 是 有 两 种 思 路 ， 和 近 场 还 是 远 场 有 关 系 ， 近 场 的 解 决 方 案 应 该 是 直 接 蓝 牙 控 制 或 者 厂 商 私 有 的 协 议 ， 针 对 这 种 方 案 可 以 抓 包 重 放 等 ， 就 我 接 触 到 的 产 品 而 言 ， 重 放 攻 击 针 对 大 部 分 都 是 有 效 的 ； 远 场 的 解 决 方 案 都 离 不 开 ” 云 “ ， 可 能 是 a p p 端 与 云 端 验 证 ， 然 后 云 端 下 发 指 令 ， 这 种 上 云 的 操 作 ， 攻 击 可 以 从 a p p 端 做 ， 也 可 以 从 w e b 端 入 手 。 A p p 端 可 能 需 要 h o o k 不 同 的 方 法 了 解 如 何 与 I o T 设 备 进 行 交 互 ， 也 需 要 关 注 交 换 格 式 的 方 法 ， 比 如 J S O N 、 X M L 等 ， 有 些 a p p 会 固 化 编 码 自 己 的 密 钥 ， 攻 击 者 以 此 伪 造 消 息 传 送 给 云 端 来 伪 造 开 关 的 指 令 ， 云 端 基 本 上 和 传 统 的 w e b 安 全 攻 击 思 路 都 是 相 同 的 ， O W A S P t o p 1 0 的 那 些 漏 洞 ， 在 I o T 的 云 端 甚 至 更 加 广 泛 ， 平 行 越 权 、 R C E 、 未 授 权 访 问 等 都 是 非 常 常 见 的 。 像 智 能 锁 这 一 类 的 由 传 统 产 品 改 造 后 的 I o T 设 备 是 目 前 应 用 最 典 型 的 ， 应 该 说 也 是 存 在 漏 洞 最 多 的 层 面 。 为 什 么 ？ 还 是 以 智 能 锁 为 例 ， 本 来 锁 具 面 临 的 攻 击 只 是 物 理 攻 击 而 已 （ 拿 一 些 工 具 撬 开 ） ， 现 在 它 成 I o T 了 ， 增 加 了 其 他 功 能 ， 比 如 说 用 a p p 控 制 了 ， 攻 击 者 可 以 从 a p p 端 下 手 ， 控 制 了 a p p 就 控 制 了 智 能 锁 ， 再 进 一 步 ， 上 云 了 ， 攻 击 面 就 更 大 了 ， w e b 的 攻 击 技 术 也 可 以 用 来 控 制 锁 具 了 。 功 能 越 多 ， 漏 洞 的 攻 击 面 越 多 。 就 像 安 全 从 业 者 很 喜 欢 引 用 的 木 桶 理 论 一 样 ， 木 桶 能 盛 多 少 水 ， 取 决 于 最 短 的 一 块 木 板 。 I o T 安 全 从 业 者 ， 必 然 要 求 是 文 能 I D A ， 武 能 示 波 器 ， 软 硬 方 面 的 技 能 兼 备 。 废 话 说 完 了 ， 接 下 来 进 入 正 题 。 0 x 0 3 . 工 具 篇 工 具 篇 推 荐 用 树 莓 派 吧 。 很 多 d e m o 都 是 在 树 莓 派 上 开 发 的 ， 然 后 在 后 期 出 于 成 本 等 方 面 的 考 虑 ， 联 系 专 业 的 厂 商 进 行 硬 件 的
定 制 ， 剪 切 了 不 必 要 的 硬 件 。 此 外 ， 树 莓 派 自 身 就 是 A R M 架 构 ， 与 许 多 I o T 设 备 相 似 ， 当 然 ， 还 有 相 当 一 部 分 是 M I P S 、 P o w e r P C 等 ， 这 些 架 构 的 话 ， 树 莓 派 带 起 来 可 能 会 有 困 难 ， 在 计 算 机 上 装 个 Q E M U 或 者 F A T 基 本 够 用 了 。 树 莓 派 另 一 方 面 在 于 原 生 的 r a s p b i a n ， 有 许 多 的 开 源 工 具 可 以 使 用 ， 比 如 O p e n O C D 、 S P I F l a s h 等 等 。 此 外 ， 还 需 要 一 些 硬 件 工 具 ， 比 如 S D R 、 万 用 表 、 烙 铁 、 热 风 枪 、 烧 录 座 等 等 ， 土 豪 可 以 再 买 个 示 波 器 、 电 子 显 微 镜 ； 一 些 使 用 的 命 令 行 级 别 的 工 具 ， 如 f i l e 、 h e x d u m p 、 s t r i n g s 、 d d 、 l z m a 、 7 z 等 。 0 x 0 4 . 接 口 调 试 篇 接 口 调 试 篇 主 要 碰 到 的 接 口 有 U A R T 、 J T A G 、 I 2 C 、 S P I 等 ， 这 儿 详 细 讲 讲 U A R T 的 ， 因 为 我 用 到 的 最 多 ， 其 次 就 是 J T A G ， 相 对 来 说 ， I 2 C 、 S P I 比 较 少 。 1 . U A R T （ 通 用 异 步 接 收 器 发 送 器 ） （ 通 用 异 步 接 收 器 发 送 器 ） 是 一 种 硬 件 组 件 ， 允 许 两 个 硬 件 外 围 设 备 之 间 的 异 步 串 行 通 信 。 它 们 可 以 位 于 同 一 块 电 路 板 上 （ 例 如 微 控 制 器 与 电 机 或 L E D 屏 幕 通 信 ） ， 也 可 以 位 于 两 个 不 同 的 设 备 之 间 （ 例 如 设 备 微 控 制 器 与 P C 通 信 ） 。 它 可 以 允 许 通 过 串 行 读 取 / 写 入 设 备 。 在 许 多 物 联 网 设 备 中 ， 板 上 的 U A R T 端 口 保 持 打 开 状 态 ， 任 何 人 都 可 以 通 过 串 口 连 接 和 访 问 以 获 得 s h e l l ， 日 志 输 出 等 。 设 备 通 常 会 有 一 组 引 脚 ， 连 接 到 微 控 制 器 U A R T   R X 和 T X 引 脚 ， 用 于 发 送 和 接 收 串 行 数 据 。
在 板 子 上 找 到 相 应 的 引 脚 后 ， 连 接 计 算 机 前 ， 还 需 要 u s b 转 t t l ： 用 于 转 换 电 气 标 准 ， 即 高 低 电 平 的 转 换 。 连 接 好 后 打 开 x s h e l l 或 者 s e c u r e C R T ， 设 置 端 口 和 波 特 率 ， 就 可 以 拿 到 s h e l l 了 。 当 然 大 部 分 情 况 下 没 这 么 简 单 ， 可 能 只 是 进 了 b u s y b o x ， 还 需 要 进 一 步 地 搜 集 、 解 密 r o o t 的 密 码 等 操 作 ， 这 里 不 再 展 开 。 2 . J T A G
J T A G 属 于 微 控 制 器 调 试 接 口 。 微 控 制 器 具 有 在 运 行 期 间 使 用 指 定 引 脚 进 行 调 试 的 规 定 ， 这 些 引 脚 连 接 到 电 路 板 上 的 引 脚 。 这 些 引 脚 （ 端 口 ） 由 开 发 人 员 和 设 计 人 员 用 于 调 试 ， 读 / 写 固 件 和 微 控 制 器 内 部 存 储 器 ， 生 产 后 控 制 / 测 试 微 控 制 器 引 脚 。 这 使 得 调 试 端 口 成 为 最 关 键 的 攻 击 面 之 一 ， 因 为 它 为 攻 击 者 提 供 了 强 大 的 功 能 和 访 问 权 限 。 除 了 J T A G 之 外 ， 还 包 括 c J T A G 、 S W D 。 J T A G 的 接 口 在 P C B 上 基 本 如 下 图 ： J T A G 协 议 定 义 了 可 用 于 测 试 和 调 试 微 控 制 器 的 标 准 接 口 和 命 令 。   J T A G 定 义 了 四 个 引 脚 接 口 （ 以 及 一 个 额 外 的 可 选 引 脚 T R S T ） 开 发 者 可 以 使 用 这 些 引 脚 与 微 控 制 器 上 实 现 的 T A P （ 测 试 访 问 端 口 ） 进 行 通 信 。 从 安 全 角 度 来 看 ， 识 别 J T A G 端 口 并 与 其 连 接 允 许 攻 击 者 提 取 固 件 ， 对 逻 辑 进 行 逆 向 工 程 ， 并 在 设 备 上 种 植 恶 意 固 件 。 通 过 J T A G 提 取 固 件 的 技 术 在 固 件 提 取 篇 有 具 体 例 子 。 3 . I 2 C 内 部 集 成 电 路 是 一 种 短 距 离 通 信 协 议 ， 用 于 同 一 板 上 芯 片 之 间 的 通 信 。 I 2 C 的 一 个 用 例 是 E E P R O M 芯 片 ， 它 连 接 到 微 控 制 器 I 2 C 引 脚 ， 通 常 存 储 数 据 或 代 码 。   典 型 的 攻 击 包 括 篡 改 数 据 ， 提 取 敏 感 信 息 ， 破 坏 数 据 等 。 我 们 分 析 E E P R O M 芯 片 上 的 静 态 数 据 ， 并 通 过 嗅 探 I 2 C 通 信 来 执 行 运 行 时 分 析 ， 可 以 了 解 安 全 隐 患 。 4 . S P I 串 行 外 设 接 口 也 是 一 种 短 距 离 通 信 协 议 ， 用 于 同 一 板 上 芯 片 之 间 的 通 信 。 与 I 2 C 相 比 ， 具 有 更 高 的 吞 吐 量 。
它 用 于 与 各 种 外 围 设 备 通 信 。   闪 存 和 E E P R O M 芯 片 也 使 用 S P I 。   测 试 和 分 析 的 方 法 与 I 2 C 类 似 。 0 x 0 5 . 固 件 提 取 篇 固 件 提 取 篇 常 用 的 提 取 固 件 的 方 法 有 这 么 几 种 。 最 简 单 的 方 法 就 是 去 官 网 下 载 ， 或 者 找 技 术 售 后 索 要 ， 如 果 有 的 话 网 上 一 般 都 是 可 以 找 到 的 。 第 二 简 单 的 简 单 的 方 法 就 是 在 O T A 升 级 时 进 行 抓 包 ， 抓 取 并 分 析 通 信 的 流 量 ， 得 出 升 级 固 件 的 具 体 流 程 ， 如 果 可 以 从 通 信 过 程 中 直 接 获 取 升 级 固 件 的 目 的 地 址 ， 直 接 去 下 载 就 可 以 ， 或 者 可 以 模 拟 固 件 升 级 的 过 程 ， 然 后 获 取 固 件 。 一 般 来 讲 ， f t p 、 h t t p 等 方 式 进 行 固 件 升 级 的 产 品 比 较 容 易 使 用 此 种 攻 击 手 段 。 除 去 以 上 两 种 ， 接 下 来 的 方 法 是 硬 件 安 全 研 究 人 员 常 做 的 。 从 编 程 器 读 取 。 分 别 连 接 芯 片 引 脚 和 编 程 器 ， 直 接 读 取 即 可 ； 有 时 候 可 能 需 要 把 芯 片 拆 焊 下 来 ， 通 过 烧 录 座 编 程 器 读 取 。
利 用 调 试 接 口 导 出 。 通 过 U A R T 串 口 ， 读 取 u b o o t 启 动 信 息 ， 串 口 输 出 中 可 以 发 现 具 体 型 号 ， 然 后 使 用 编 程 器 读 取 并 保 存 ， 就 获 取 到 固 件 了 。 一 些 情 况 下 ， 也 会 通 过 J T A G / S W D 接 口 进 行 读 取 。 将 提 取 出 的 芯 片 固 件 在 烧 录 座 上 ， 将 仿 真 器 与 烧 录 座 的 J T A G 接 口 连 接 ， 插 入 计 算 机 ， 打 开 配 套 的 客 户 端 进 行 读 取 。 获 取 到 固 件 后 ， 之 后 的 技 术 涉 及 偏 向 于 软 件 层 面 ， 这 儿 不 再 展 开 。
* 本 文 原 创 作 者 ： 本 文 原 创 作 者 ： Y a l e 1 0 2 4 ， 本 文 属 于 ， 本 文 属 于 F r e e B u f 原 创 奖 励 计 划 ， 未 经 许 可 禁 止 转 载 原 创 奖 励 计 划 ， 未 经 许 可 禁 止 转 载 阅 读 原 文
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