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《共产党宣言》的多重意蕴

? 2018-09-20 10:57 ? 次阅读
”胡春梅说,该项目目前只有她一个全职工作人员,其它都是全国各地的志愿者,“面对众多马戏团,我们的任务很艰巨,也很有意义。

近十年,随着传感器技术、无线通信技术的迅速发展,越来越多的物联网产品出现在我们的视野中,Gartner预测,到2020年,物联网设备的装机量将超过200亿,但很多物联网设备受到成本、研发人员安全素质等因素的限制,存在大量的安全问题。例如2016年底的Mirai事件,就是因为弱口令和未修复的设备漏洞引起的。物联网终端的安全,也越来越受到人们的关注。

物联网安全研究人员渗透进了某智能灯泡,获取到了Mesh网络内传输的WiFi信息(包括WiFi密码)。尽管在该案例中WiFi密码被加密,但是研究人员依然通过获取设备的底层固件,得到了加密算法和密钥信息,最终得到了明文的WiFi密码。固件提取进而分析固件是攻击者常见的渗透手段,反之如果厂商想要生产出高安全级别的智能灯泡,第一步就是要防止固件内容被窃取。

接下来,我们对这次案例做个简单的分析,然后进一步分析固件提取原理和过程,最后总结在现有的技术背景下获取固件的方法和相应的防护方法。为了描述方便,我们把这种获取固件的技术称为固件提取。

案例回放

物联网安全研究人员可从智能灯泡得知你的WiFi密码

文章中提到的攻击,可以分3步:

1.利用单片机和支持IEEE 802.15.4无线通信的模块来抓取6LoWPAN流量中的数据,提取出WiFi信息(此时加密的)。

2.通过提取固件、分析固件,分析出其采用的是AES加密算法,并提取出加密密钥和初始向量等信息。

3.根据2中获取的信息来解密得到WiFi密码。

物联网安全研究人员可从智能灯泡得知你的WiFi密码

这是一个典型的针对家庭局域网络内的嗅探攻击。今后的物联网设备将有一大部分是作为Mesh网络节点存在,只不过网关可能是手机、路由器、笔记本电脑等一切具备蓝牙ZigBee、WiFi等无线联网能力的设备。基于现有的网络来看今后的物联网,设备如果想要具有联网能力,则必须利用至少一条有线或无线的通道连接到互联网。如果是通过WiFi连接,必要的信息就是WiFi的SSID和密码。

案例中,攻击者通过分析固件得到了解密WiFi密码所需的信息——加密密钥和AES初始向量。那为什么研究人员可以获取到固件呢?下面我们将分析固件提取的原理,并且分析在现有的技术背景下,提取物联网节点上低性能智能设备固件的方法。

固件提取的原理

STM32F103系列单片机为例。该单片机基于ARM Cortex M3内核,片内带有64KB的Flash和20KB的SRAM。单片机读取程序到SRAM再进行译码。目前已知的有两个地方会存储需要运行的程序:

1.单片机内的Flash/ROM

2.单片机外挂的Flash/ROM。

对于存储器来说,读和写的操作是最基本的,即:必然存在一种方式,可以把存储器中的数据读取出来。如果读取的数据是单片机需要翻译的机器码,那么我们就把读取的过程叫提取,把要读取的数据称为固件。

物联网安全研究人员可从智能灯泡得知你的WiFi密码

stm32f103c8t6单片机的片内Flash的地址是0x08000000-0x0801ffff(如上图所示),总共64KB。如果要提取出固件,有必要了解代码是如何烧写进芯片内的Flash区域里面的。

在开发过程中,会有如下过程:

1.搭建好编译环境,编写程序代码(一般采用高级程序设计语言,如C语言),编译、生成可执行文件。

2.搭建好烧写环境,把可执行文件传到单片机芯片中,使单片机上电可以运行。

编译环境就是用把单片机C语言程序编译成汇编、机器码等,生成16进制hex文件或者二进制bin文件,一个编译器即可。烧写环境就是把机器码下载到上图的Flash区域的过程中所需的工具,包含J-link、U-link、ST-LINK(stm32单片机专用)等硬件工具和STVP、mcuisp等软件(使用一套软硬件即可)

请注意,烧写、下载、上传、提取这四个词,说白了,就是对Flash区域读写的过程。目前发现两种读取固件的方式,第一种是依托于生产厂商固化在芯片内的bootloader,把Flash中的固件读取出来,第二种是通过调试接口把固件读出来。第一种需要bootloader支持,而且一般是支持的。第二种是依靠硬件调试工具直接读取,在前面的案例中,研究人员通过PCB上保留的JTAG调试接口,把固件读取了出来。

篇幅所限,读取过程中的交互细节不多介绍,直接介绍两类固件提取的工具和方法,一类是以stm32单片机为例的单片机固件提取的工具和方法,一类是外挂Flash形式的Flash固件提取的工具和方法。

单片机片内

Flash的固件提取的工具和方法:

单片机固件提取方式有两类,一类是通过bootloader读取,一类是通过调试接口读取。

利用bootloader提取

物联网安全研究人员可从智能灯泡得知你的WiFi密码

通过串口,把芯片和电脑相连,运行mcuisp软件,点击读Flash即可。

mcuisp软件通常被用来通过串口通信下载固件到单片机。串口通信也是通信技术的一种,目的是实现芯片A到芯片B的数据传输,是芯片之间经常用到的通信方式。例如:如果我的目的是把程序代码“abcd”传输到芯片A中,但是,我仅仅通过电脑与没有bootloader的单片机进行串口通信,“abcd”是没办法直接储存到Flash区域的,必须在单片机内部写好一段代码,在“abcd”已经通过串行接口,一个一个的到达单片机内部的缓冲器时,把 “abcd”一个一个的转存到Flash区域。这样就实现一种电脑直接写入“abcd”到Flash的假象,达到用户无感知或是透明传输的效果。提取固件的过程与上述过程相反,只需要利用bootloader把Flash的内容通过串口通信发送给电脑即可。

利用硬件调试接口提取

在开发单片机程序时,会用到硬件调试工具,实现单步运行来查看程序实时运行的效果。一般可以通过下面两类调试接口,把Flash中的数据读取出来。

(1)SWD接口,利用硬件:J-LINK OB或者J-LINK或者ST-LINK;利用软件:J-LINK驱动程序自带的J-FLASH或者ST官网提供的STVP。

(2)JTAG接口,利用硬件:J-LINK;利用软件:J-LINK驱动自带的J-FLASH。

如果找不到串行接口,可以用这种方式,当然,前提是产品电路板上可以引出这两类接口之一,否则只能取下芯片了。

物联网安全研究人员可从智能灯泡得知你的WiFi密码

单片机片外

作为一个存储器,上电之后不可能自己就把数据显示给我们,就好像U盘买回来,得插电脑上,加载完驱动才能读取到里面的数据。对于片外Flash,需要把Flash芯片从产品的电路板中取下来,再放到另外一个带有MCU的电路板上来读取数据。万能的淘宝提供了编程器,方便了对众多Flash芯片的内部数据的提取。

物联网安全研究人员可从智能灯泡得知你的WiFi密码

这种方式有两个缺点:

一是比较暴力,需要把Flash芯片从电路板上取下来,再把Flash芯片放到编程器上面,利用配套的PC端软件,把固件读取出来。

二是Flash芯片型号需要得到编程器的支持。那问题来了,如果这个编程器不支持我的Flash的型号呢?那就自己写个单片机程序把程序读出来吧。

一般,在大学本科修读电子信息工程、通信工程或自动化专业的,有独立硬件项目开发经验的同学,都可以独立实现。

防护措施

介绍了这么多提取固件的工具和方法,那现在有哪些方法能有效防止产品固件被提取出来呢?

针对单片机固件提取的防护:我们可以通过编程的方式,把内部Flash区域设置为读保护状态,这样只要不对MCU进行解封,利用显微镜对内部Flash的电平状态进行破坏,是很难篡改固件的,至于读取固件,基本上不可能。例如,我们对stm32单片机的RDP寄存器进行设置,使内存保护等级提升至level 2,或者把重要的程序和数据利用PCROP功能保护起来,防止读取。

对外挂的Flash内的固件,目前,就本人所知,只要能取下来,获得型号,就可以得到固件。

那问题就变成了:如何不让攻击者把Flash安全地取下来?我建议硬件设计工程师把PCB上的Flash芯片,依靠电路设计保护起来。例如:设计Flash芯片在线检测电路,一旦Flash芯片的引脚出现断线,则立刻发动强电压攻击,将Flash芯片破坏,防止攻击者读取出Flash芯片中的固件。

总结

我们通过分析固件提取的原理,介绍固件提取可用的方法和工具以及相应的防护措施,希望可以使更多的电子工程师、嵌入式软件工程师重视智能设备固件的保护。同时,我们希望这篇文章可以给物联网安全从业人员带来一些物联网设备的防护建议。希望在智能设备开发工程师和安全测评工程师的共同努力下,我们身边的智能设备变得越来越安全。

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发表于 2018-09-20 16:46 ? 112次阅读
如何设计一个以单片机为核心的线阵CCD驱动电路?

项目用户如何选择合适的网桥呢 ?

无线网桥采用的是5.8GHZ频率的无线传输设备,5.8GHZ 的特点是抗干扰能力强,但是绕射穿透性不...

发表于 2018-09-20 18:47 ? 433次阅读
项目用户如何选择合适的网桥呢 ?

以16位单片机SPCE061A为控制核心的智能温...

可供选择的主控芯片比较多,如使用面最广的MCS-5l系列、资源丰富的ARM7TDMI-S系列微控制器...

发表于 2018-09-20 17:33 ? 216次阅读
以16位单片机SPCE061A为控制核心的智能温...

以HC9SDGl28单片机为主控芯片的智能车系统...

电机驱动系统要求大功率的电源供应:低内阻、大电流、对电源的纹波不敏感;单片机和图像采集系统对电源质量...

发表于 2018-09-20 17:29 ? 90次阅读
以HC9SDGl28单片机为主控芯片的智能车系统...

以C8051F340单片机为核心的USB数据采集...

诱发设备出现故障的原因很多, 为保证设备正常运行需要检测多方面的数据, 本系统主要是检测设备的温度和...

发表于 2018-09-20 17:21 ? 74次阅读
以C8051F340单片机为核心的USB数据采集...

以分布控制式单片机为核心的无线呼叫系统设计

该设计可用3.3V电压供电,故采用ASM1117-3.3电源供电系统,如图3所示。无线发送模块和ST...

发表于 2018-09-20 17:17 ? 74次阅读
以分布控制式单片机为核心的无线呼叫系统设计

以单片机MSP430F149为主控芯片的超低功耗...

该系统以单片机MSP430F149 为核心,以环境温度、烟雾浓度作为判断火灾的依据,完成了对火灾的预...

发表于 2018-09-20 17:14 ? 109次阅读
以单片机MSP430F149为主控芯片的超低功耗...

以单片机为核心的智能路灯控制系统电路设计

经纬型路灯控制器,采用单片机技术,模拟日照规律,天黑能自动开灯,天亮能自动关灯。它具有光控开关自动变...

发表于 2018-09-20 17:04 ? 61次阅读
以单片机为核心的智能路灯控制系统电路设计

单片机与SIM300相结合的远程无线报警监控系统...

远程无线报警监控系统采用STC89C52单片机,STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8 b...

发表于 2018-09-20 17:00 ? 51次阅读
单片机与SIM300相结合的远程无线报警监控系统...

以单片机控制系统为核心的LED智能照明系设计

AC LED驱动电路,采用以双向可控硅为核心器件的触发电路,由单片机输出信号经D/A转换后,通过运算...

发表于 2018-09-20 16:56 ? 88次阅读
以单片机控制系统为核心的LED智能照明系设计

基于单片机控制的智能巡线小车多模式速度控制系统设...

通过控制MC33886 的四根输入线可以方便地实现电机正转、反转、能耗制动及反接制动。图3为经过简化...

发表于 2018-09-20 16:54 ? 64次阅读
基于单片机控制的智能巡线小车多模式速度控制系统设...

如何使用单片机开发设计一款产品?七个步骤告诉你

首先要清楚你要做一个什么样的产品,这个产品包含哪些功能,要采集哪些信号?要控制哪些设备?要走哪些通讯...

发表于 2018-09-20 16:45 ? 155次阅读
如何使用单片机开发设计一款产品?七个步骤告诉你

“蹭网”神器确实有效,但使用WiFi万能钥匙蹭网...

很多人都曾曾在手机上安装过类似“WiFi万能钥匙”的软件。这款号称“覆盖1.2亿WiFi热点”的软件...

发表于 2018-09-20 16:42 ? 229次阅读
“蹭网”神器确实有效,但使用WiFi万能钥匙蹭网...

智能家居增长迅速,智能灯泡引领智能家居生活

据Strategy Analytics最新发布的研究报告《2018年全球智能家居市场预测》指出,20...

发表于 2018-09-20 16:32 ? 482次阅读
智能家居增长迅速,智能灯泡引领智能家居生活

米家多功能网关让智能家居生活如此简单

基于WiFi和ZigBee无线传输技术,可以搭配其他的ZigBee传感器和控制器使用;而且还可以实现...

发表于 2018-09-20 16:15 ? 79次阅读
米家多功能网关让智能家居生活如此简单

按键复位是什么 单片机按键复位程序

简而言之,复位电路的目的就是在上电的瞬间提供一个与正常工作状态下相反的电平。

发表于 2018-09-20 14:54 ? 69次阅读
按键复位是什么 单片机按键复位程序

单片机按键复位电路原理和电路图解析

在单片机系统中,系统上电启动的时候复位一次,当按键按下的时候系统再次复位,如果释放后再按下,系统还会...

发表于 2018-09-20 14:32 ? 482次阅读
单片机按键复位电路原理和电路图解析

将开启空中WIFI?可以在飞行中使用电子设备?但...

近日,民航局发布《机上便携式电子设备(PED)使用评估指南》(以下简称《指南》),为航空公司如何验证...

发表于 2018-09-20 11:00 ? 223次阅读
将开启空中WIFI?可以在飞行中使用电子设备?但...

常见的复位电路 单片机复位电路的原理

复位电路的目的就是在上电的瞬间提供一个与正常工作状态下相反的电平。

发表于 2018-09-20 10:39 ? 152次阅读
常见的复位电路 单片机复位电路的原理

51单片机手动复位和手动/上电复位的区别和解决方...

复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备,它的操作原理与计算器有着异曲同工之妙,只是启动原理...

发表于 2018-09-20 10:21 ? 327次阅读
51单片机手动复位和手动/上电复位的区别和解决方...

51单片机复位电路图分析 浅析复位电路构成

复位电路的原理是单片机RST引脚接收到2US以上的电平信号,只要保证电容的充放电时间大于2US,即可...

发表于 2018-09-20 09:42 ? 348次阅读
51单片机复位电路图分析 浅析复位电路构成

以HT46RU232单片机为核心的智能家居电话远...

语音提示是系统的重要组成部分,能为用户提供直观的反馈信息,引导用户更好地进行系统的操作。语音芯片能将...

发表于 2018-09-20 16:00 ? 690次阅读
以HT46RU232单片机为核心的智能家居电话远...

以C8051F340单片机为核心的红外测温系统设...

程序依照USBXpress提供的API函数编写,在程序界面初始化时调用SI_GetNumDevice...

发表于 2018-09-20 15:42 ? 63次阅读
以C8051F340单片机为核心的红外测温系统设...

以单片机为核心的步进电机控制系统驱动设计

AT89C52具有8KB Flash,256B内部RAM,32个I/O口线,3个16位定时/记数器,...

发表于 2018-09-20 15:29 ? 122次阅读
以单片机为核心的步进电机控制系统驱动设计

以C8051F021单片机和RA8835液晶控制...

本系统中的CAT28C256单独占用A0~A14地址总线,同时A15、A14、A13用作74HC13...

发表于 2018-09-20 15:24 ? 90次阅读
以C8051F021单片机和RA8835液晶控制...

以80C196KB单片机为核心的控制系统灭菌器设...

该灭菌器主要进行包裹类、器械类、乳胶类、液体类及其它类五项进行灭菌,其工艺大体相同,不同之处可由程序...

发表于 2018-09-20 15:16 ? 40次阅读
以80C196KB单片机为核心的控制系统灭菌器设...

关于wlan和wifi这二种上网方式的具体意思以...

很多人在上网时就会发现家里用的电脑无线上网是WLAN,而手机或是平板电脑上网又叫WIFI。都是一样...

发表于 2018-09-20 15:11 ? 126次阅读
关于wlan和wifi这二种上网方式的具体意思以...

Ozmo力推WiFi方案以期取代蓝牙,无线传感器...

日前有报道称,英特尔正在联合初创公司Ozmo力推WiFi方案以期取代蓝牙成为无线个人局域网(PAN...

发表于 2018-09-20 14:14 ? 95次阅读
Ozmo力推WiFi方案以期取代蓝牙,无线传感器...

高通预计本财年物联网领域营收超10亿美元 华为持...

Qualcomm 总裁克里斯蒂安诺?阿蒙表示:过去几年我们在物联网领域取得了双位数的稳健增长,预计本...

发表于 2018-09-20 10:35 ? 2178次阅读
高通预计本财年物联网领域营收超10亿美元 华为持...

机上WiFi逐渐成为潮流,但价格高问题一时难以解...

坐飞机的时候上网这档子事,吵吵嚷嚷了这么多年,终于要见真章了。日前海航宣布,该公司完成了有空中WiF...

发表于 2018-09-20 16:27 ? 94次阅读
机上WiFi逐渐成为潮流,但价格高问题一时难以解...

连接WiFi时到底有没有必要关闭移动网络?

不知道从什么时候起,生活只有空调、WiFi和手机,这个炎热的夏天,逛街先找免费WiFi,吃饭先问Wi...

发表于 2018-09-20 16:24 ? 130次阅读
连接WiFi时到底有没有必要关闭移动网络?

关于单片机汇编延时程序的一些了解

如果用高级语言编程,只需要简单地调用延时函数就可以实现,但是计算机具体是怎么实现的呢?要想知其所以然...

发表于 2018-09-20 09:19 ? 108次阅读
关于单片机汇编延时程序的一些了解

尼日利亚的Google Station计划:Go...

最近,谷歌宣布了一项名为“尼日利亚的Google Station”的计划,将通过WiFi热点为尼日利...

发表于 2018-09-20 15:31 ? 72次阅读
尼日利亚的Google Station计划:Go...

谷歌将为尼日利亚提供免费Wi-Fi信号和一些新的...

谷歌宣布将通过Wi-Fi热点为尼日利亚提供免费高速的互联网接入,该计划被称为尼日利亚的Google ...

发表于 2018-09-20 10:54 ? 82次阅读
谷歌将为尼日利亚提供免费Wi-Fi信号和一些新的...

单按键开关控制电路

本文主要介绍了思恋单键开关电路图。包括了单键开关机电路、单键轻触电子开关电路和简单的单按键开关电路及...

发表于 2018-09-20 15:41 ? 664次阅读
单按键开关控制电路

基于msp430f149单片机下74hc14n应...

MSP430系列单片机是一种新型的功能强大的单片机%2C具有超低功耗和适应工业应用的特点。

发表于 2018-09-20 14:49 ? 332次阅读
基于msp430f149单片机下74hc14n应...

关于对超低功耗Simpleink WIFI及Ho...

超低功耗以及安全Simpleink WIFI第三代产品新的特点以及Homekit介绍

发表于 2018-09-20 00:17 ? 242次阅读
关于对超低功耗Simpleink WIFI及Ho...
韩国导演选择奖正式公布 “李元妮徐帆谈 宋丹丹学生被保送 湖南卫视明年选秀暂停一年(图) 被赞人比花娇(图) 解压 曝婆婆开玩笑尺度比小S还宽 赵薇产后复出新片确定 邓超新片抢占圣诞 红旗阅兵车曝光
临摹其水墨画 《淑女涩男》 春节英美韩剧指南 五大卫视强势开年 身体依然很虚弱 陈浩民娇妻赴土耳其旅行 本人不会 未出碟竟跻身叱咤十强 NBC已预定整季 斯皮尔伯格将出任第66届戛纳电影节评委会主席 发布浪漫版预告 发布会获李易峰维护 “杀手让雷诺演真人版机器猫