想要从一个不明设备中提取固件,最直接的方法是拆下闪存芯片并使用读取器进行读取。然而,这种方法需要具备焊接技能,如果设备只有一台,拆芯片的风险就显得很大。许多人试过直接在电路上读取数据,但都未能成功。那么,是否有其他方法呢?
换个思路,不去直接读取芯片,而是通过监听来获取数据。Matthew "wrongbaud" Alt 提供了一个解决方案:使用逻辑分析仪。他在一篇技术记录中详细描述了如何识别、捕获并解码 SPI 读取操作。他的目标是一种常见的 W25Q 系列闪存芯片,CPU 在设备启动时通过 SPI 总线从中读取固件。逻辑分析仪的作用就是在总线上监听 CPU 的数据交互,记录下它读取的内容。
不过,重要的是要了解这种方法的局限性:得到的数据只是 CPU 实际读取的部分,而不是整个芯片的完整镜像。即便如此,对于在不熟悉的设备上工作的逆向工程师来说,这已是重要的一步。 球友会
在进入实际解码之前,wrongbaud 首先对 SPI 通信的底层机制进行了基础而重要的解析。他利用逻辑分析仪捕获的原始输出和闪存芯片的技术手册,讲解了总线信号的各个含义。即使对提取固件不感兴趣,这部分内容本身也是学习 SPI 的好材料。
有了基础知识和抓取的数据之后,wrongbaud 进行了数据解码,使用了 Scapy 工具。尽管 Scapy 通常用于网络数据包处理,但在这个项目中,它被用来处理 Logic Analyzer 生成的文件,将其转换成镜像文件,并交给 binwalk 进行分析。然而,在初步分析中,他发现镜像中缺少文件系统部分。
进一步研究发现,CPU 在加载文件系统时切换到更快的 Quad-SPI 模式,这个模式下增加了两条数据线,而之前的抓取方式未能覆盖到这部分。为此,他决定重新抓取数据并进行额外处理,最终用一条 dd 命令将两个镜像合并,成功获得完整固件。 球友会
此案例的真正价值在于其展现的适应性与解决问题的思维:在不允许拆解芯片的情况下,寻找另一种方法,从总线监听获取数据;抓不到全部内容时,先获取可用部分;一次抓取不完全时,分步完成,最终合并。这些步骤虽然在理论上并非完美,但在实际操作中却实用有效,尤其对于逆向工程师而言,能够在不确定的环境中找到可行的路径,比任何理论完美的方法更有意义。此外,了解 SPI 的工作原理和芯片间的通信方式,对于任何想深入学习该领域的人来说都是值得的收获。