🥇הנדסה לאחור של נתב ביתי באמצעות binwalk. האם אתה סומך על תוכנת הנתב שלך?

לפני מספר ימים, החלטתי לבצע הנדסה לאחור של הקושחה של הנתב שלי באמצעות binwalk.

קניתי בעצמי נתב ביתי TP-Link Archer C7. לא הנתב הטוב ביותר, אבל די מספיק לצרכים שלי.

בכל פעם שאני קונה נתב חדש, אני מתקין OpenWRT. בשביל מה? ככלל, ליצרנים לא אכפת הרבה מהתמיכה בנתבים שלהם ועם הזמן התוכנה מתיישנת, מופיעות נקודות תורפה, וכן הלאה, באופן כללי, הבנתם את הרעיון. לכן, אני מעדיף את הקושחה של OpenWRT, הנתמכת היטב על ידי קהילת הקוד הפתוח.

לאחר שהורדתי את OpenWRT, גם אני הורד את תמונת הקושחה העדכנית ביותר תחת Archer C7 החדש שלי מהאתר הרשמי והחלטתי לנתח אותו. אך ורק בשביל הכיף ולדבר על binwalk.

מה זה binwalk?

Binwalk הוא כלי קוד פתוח לניתוח, הנדסה לאחור וחילוץ תמונות קושחה.

נוצר בשנת 2010 על ידי קרייג הפנר, binwalk יכול לסרוק תמונות קושחה ולמצוא קבצים, לזהות ולחלץ תמונות של מערכת קבצים, קוד הפעלה, ארכיונים דחוסים, מאגרי אתחול וקרנלים, פורמטים של קבצים כגון JPEG ו-PDF ועוד הרבה יותר.

אתה יכול להשתמש ב-binwalk כדי לבצע הנדסה לאחור של הקושחה כדי להבין איך זה עובד. חפש בקבצים בינארים פגיעויות, חלץ קבצים וחפש דלתות אחוריות או אישורים דיגיטליים. אתה יכול גם למצוא opcodes עבור חבורה של מעבדים שונים.

אתה יכול לחלץ תמונות של מערכת קבצים כדי לחפש קבצי סיסמאות ספציפיים (passwd, shadow וכו') ולנסות לשבור גיבוב סיסמה. ניתן לבצע ניתוח בינארי בין שני קבצים או יותר. אתה יכול לבצע ניתוח אנטרופיה על נתונים כדי לחפש נתונים דחוסים או מפתחות הצפנה מקודדים. כל זאת ללא צורך בגישה לקוד המקור.

באופן כללי, כל מה שאתה צריך נמצא שם :)

איך עובד binwalk?

המאפיין העיקרי של binwalk הוא סריקת החתימה שלו. Binwalk יכולה לסרוק את תמונת הקושחה כדי לחפש סוגי קבצים מובנים ומערכות קבצים שונות.

האם אתה מכיר את כלי השירות של שורת הפקודה file?

file /bin/bash
/bin/bash: ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/l, for GNU/Linux 3.2.0, BuildID[sha1]=12f73d7a8e226c663034529c8dd20efec22dde54, stripped

קבוצה fileמסתכל על כותרת הקובץ ומחפש חתימה (מספר קסם) כדי לקבוע את סוג הקובץ. לדוגמה, אם הקובץ מתחיל ברצף של בתים 0x89 0x50 0x4E 0x47 0x0D 0x0A 0x1A 0x0A, הוא יודע שזה קובץ PNG. עַל ויקיפדיה יש רשימה של חתימות קבצים נפוצות.

Binwalk עובד באותו אופן. אבל במקום לחפש חתימות רק בתחילת הקובץ, binwalk יסרוק את כל הקובץ. בנוסף, binwalk יכול לחלץ קבצים שנמצאים בתמונה.

כלי עבודה file и binwalk להשתמש בספרייה libmagic לזיהוי חתימות קבצים. אבל binwalk תומך בנוסף ברשימה של חתימות קסם מותאמות אישית לחיפוש קבצים דחוסים/מכווצים, כותרות קושחה, גרעיני לינוקס, מטעני אתחול, מערכות קבצים וכן הלאה.

בוא נעשה קצת כיף?

התקנת Binwalk

Binwalk נתמך במספר פלטפורמות כולל Linux, OSX, FreeBSD ו-Windows.

כדי להתקין את הגרסה האחרונה של binwalk אתה יכול להוריד קוד מקור ותעקוב הוראות התקנה או מדריך מהיר, זמין באתר הפרויקט.

ל-Binwalk יש הרבה פרמטרים שונים:

$ binwalk

Binwalk v2.2.0
Craig Heffner, ReFirmLabs
https://github.com/ReFirmLabs/binwalk

Usage: binwalk [OPTIONS] [FILE1] [FILE2] [FILE3] ...

Signature Scan Options:
    -B, --signature              Scan target file(s) for common file signatures
    -R, --raw=<str>              Scan target file(s) for the specified sequence of bytes
    -A, --opcodes                Scan target file(s) for common executable opcode signatures
    -m, --magic=<file>           Specify a custom magic file to use
    -b, --dumb                   Disable smart signature keywords
    -I, --invalid                Show results marked as invalid
    -x, --exclude=<str>          Exclude results that match <str>
    -y, --include=<str>          Only show results that match <str>

Extraction Options:
    -e, --extract                Automatically extract known file types
    -D, --dd=<type:ext:cmd>      Extract <type> signatures, give the files an extension of <ext>, and execute <cmd>
    -M, --matryoshka             Recursively scan extracted files
    -d, --depth=<int>            Limit matryoshka recursion depth (default: 8 levels deep)
    -C, --directory=<str>        Extract files/folders to a custom directory (default: current working directory)
    -j, --size=<int>             Limit the size of each extracted file
    -n, --count=<int>            Limit the number of extracted files
    -r, --rm                     Delete carved files after extraction
    -z, --carve                  Carve data from files, but don't execute extraction utilities
    -V, --subdirs                Extract into sub-directories named by the offset

Entropy Options:
    -E, --entropy                Calculate file entropy
    -F, --fast                   Use faster, but less detailed, entropy analysis
    -J, --save                   Save plot as a PNG
    -Q, --nlegend                Omit the legend from the entropy plot graph
    -N, --nplot                  Do not generate an entropy plot graph
    -H, --high=<float>           Set the rising edge entropy trigger threshold (default: 0.95)
    -L, --low=<float>            Set the falling edge entropy trigger threshold (default: 0.85)

Binary Diffing Options:
    -W, --hexdump                Perform a hexdump / diff of a file or files
    -G, --green                  Only show lines containing bytes that are the same among all files
    -i, --red                    Only show lines containing bytes that are different among all files
    -U, --blue                   Only show lines containing bytes that are different among some files
    -u, --similar                Only display lines that are the same between all files
    -w, --terse                  Diff all files, but only display a hex dump of the first file

Raw Compression Options:
    -X, --deflate                Scan for raw deflate compression streams
    -Z, --lzma                   Scan for raw LZMA compression streams
    -P, --partial                Perform a superficial, but faster, scan
    -S, --stop                   Stop after the first result

General Options:
    -l, --length=<int>           Number of bytes to scan
    -o, --offset=<int>           Start scan at this file offset
    -O, --base=<int>             Add a base address to all printed offsets
    -K, --block=<int>            Set file block size
    -g, --swap=<int>             Reverse every n bytes before scanning
    -f, --log=<file>             Log results to file
    -c, --csv                    Log results to file in CSV format
    -t, --term                   Format output to fit the terminal window
    -q, --quiet                  Suppress output to stdout
    -v, --verbose                Enable verbose output
    -h, --help                   Show help output
    -a, --finclude=<str>         Only scan files whose names match this regex
    -p, --fexclude=<str>         Do not scan files whose names match this regex
    -s, --status=<int>           Enable the status server on the specified port

סריקת תמונה

נתחיל בחיפוש חתימות קבצים בתוך התמונה (תמונה מהאתר TP-Link).

הפעלת binwalk עם הפרמטר --signature:

$ binwalk --signature --term archer-c7.bin

DECIMAL       HEXADECIMAL     DESCRIPTION
------------------------------------------------------------------------------------------
21876         0x5574          U-Boot version string, "U-Boot 1.1.4-g4480d5f9-dirty (May
                              20 2019 - 18:45:16)"
21940         0x55B4          CRC32 polynomial table, big endian
23232         0x5AC0          uImage header, header size: 64 bytes, header CRC:
                              0x386C2BD5, created: 2019-05-20 10:45:17, image size:
                              41162 bytes, Data Address: 0x80010000, Entry Point:
                              0x80010000, data CRC: 0xC9CD1E38, OS: Linux, CPU: MIPS,
                              image type: Firmware Image, compression type: lzma, image
                              name: "u-boot image"
23296         0x5B00          LZMA compressed data, properties: 0x5D, dictionary size:
                              8388608 bytes, uncompressed size: 97476 bytes
64968         0xFDC8          XML document, version: "1.0"
78448         0x13270         uImage header, header size: 64 bytes, header CRC:
                              0x78A267FF, created: 2019-07-26 07:46:14, image size:
                              1088500 bytes, Data Address: 0x80060000, Entry Point:
                              0x80060000, data CRC: 0xBB9D4F94, OS: Linux, CPU: MIPS,
                              image type: Multi-File Image, compression type: lzma,
                              image name: "MIPS OpenWrt Linux-3.3.8"
78520         0x132B8         LZMA compressed data, properties: 0x6D, dictionary size:
                              8388608 bytes, uncompressed size: 3164228 bytes
1167013       0x11CEA5        Squashfs filesystem, little endian, version 4.0,
                              compression:xz, size: 14388306 bytes, 2541 inodes,
                              blocksize: 65536 bytes, created: 2019-07-26 07:51:38
15555328      0xED5B00        gzip compressed data, from Unix, last modified: 2019-07-26
                              07:51:41

כעת יש לנו מידע רב על התמונה הזו.

שימושים בתמונה צוללת כמטען אתחול (כותרת תמונה ב 0x5AC0 ותמונת אתחול דחוסה ב- 0x5B00). בהתבסס על כותרת uImage ב-0x13270, אנו יודעים שארכיטקטורת המעבד היא MIPS וקרנל הלינוקס היא גרסה 3.3.8. ועל סמך התמונה שנמצאה בכתובת 0x11CEA5, אנחנו יכולים לראות את זה rootfs היא מערכת קבצים squashfs.

כעת נחלץ את טוען האתחול (U-Boot) באמצעות הפקודה dd:

$ dd if=archer-c7.bin of=u-boot.bin.lzma bs=1 skip=23296 count=41162
41162+0 records in
41162+0 records out
41162 bytes (41 kB, 40 KiB) copied, 0,0939608 s, 438 kB/s

מכיוון שהתמונה נדחסת באמצעות LZMA, עלינו לפרק אותה:

$ unlzma u-boot.bin.lzma

עכשיו יש לנו תמונת U-Boot:

$ ls -l u-boot.bin
-rw-rw-r-- 1 sprado sprado 97476 Fev  5 08:48 u-boot.bin

מה דעתך למצוא את ערך ברירת המחדל עבור bootargs?

$ strings u-boot.bin | grep bootargs
bootargs
bootargs=console=ttyS0,115200 board=AP152 rootfstype=squashfs init=/etc/preinit mtdparts=spi0.0:128k(factory-uboot),192k(u-boot),64k(ART),1536k(uImage),14464k@0x1e0000(rootfs) mem=128M

משתנה סביבת U-Boot bootargs משמש להעברת פרמטרים לליבת לינוקס. ומהאמור לעיל, יש לנו הבנה טובה יותר של זיכרון הפלאש של המכשיר.

מה דעתך לחלץ את תמונת ליבת לינוקס?

$ dd if=archer-c7.bin of=uImage bs=1 skip=78448 count=1088572
1088572+0 records in
1088572+0 records out
1088572 bytes (1,1 MB, 1,0 MiB) copied, 1,68628 s, 646 kB/s

אנו יכולים לבדוק שהתמונה חולצה בהצלחה באמצעות הפקודה file:

$ file uImage
uImage: u-boot legacy uImage, MIPS OpenWrt Linux-3.3.8, Linux/MIPS, Multi-File Image (lzma), 1088500 bytes, Fri Jul 26 07:46:14 2019, Load Address: 0x80060000, Entry Point: 0x80060000, Header CRC: 0x78A267FF, Data CRC: 0xBB9D4F94

פורמט הקובץ uImage הוא בעצם תמונת ליבת לינוקס עם כותרת נוספת. בואו נסיר את הכותרת הזו כדי לקבל את תמונת ליבת לינוקס הסופית:

$ dd if=uImage of=Image.lzma bs=1 skip=72
1088500+0 records in
1088500+0 records out
1088500 bytes (1,1 MB, 1,0 MiB) copied, 1,65603 s, 657 kB/s

התמונה דחוסה, אז בואו נפרק אותה:

$ unlzma Image.lzma

עכשיו יש לנו תמונת ליבת לינוקס:

$ ls -la Image
-rw-rw-r-- 1 sprado sprado 3164228 Fev  5 10:51 Image

מה אנחנו יכולים לעשות עם תמונת הקרנל? נוכל, למשל, לבצע חיפוש מחרוזות בתמונה ולמצוא את הגרסה של ליבת לינוקס וללמוד על הסביבה המשמשת לבניית הקרנל:

$ strings Image | grep "Linux version"
Linux version 3.3.8 (leo@leo-MS-7529) (gcc version 4.6.3 20120201 (prerelease) (Linaro GCC 4.6-2012.02) ) #1 Mon May 20 18:53:02 CST 2019

למרות שהקושחה שוחררה בשנה שעברה (2019), בזמן שאני כותב מאמר זה היא משתמשת בגרסה ישנה של ליבת לינוקס (3.3.8) שפורסמה ב-2012, הידורית עם גרסה ישנה מאוד של GCC (4.6) גם מאז 2012 !
(בערך תרגום. האם אתה עדיין סומך על הנתבים שלך במשרד ובבית?)

עם אופציה --opcodes אנחנו יכולים גם להשתמש ב-binwalk כדי לחפש הוראות מכונה ולקבוע את ארכיטקטורת המעבד של התמונה:

$ binwalk --opcodes Image
DECIMAL       HEXADECIMAL     DESCRIPTION
--------------------------------------------------------------------------------
2400          0x960           MIPS instructions, function epilogue
2572          0xA0C           MIPS instructions, function epilogue
2828          0xB0C           MIPS instructions, function epilogue

מה לגבי מערכת קבצי השורש? במקום לחלץ את התמונה באופן ידני, בואו נשתמש באפשרות binwalk --extract:

$ binwalk --extract --quiet archer-c7.bin

מערכת קבצי השורש המלאה תחולץ לספריית משנה:

$ cd _archer-c7.bin.extracted/squashfs-root/

$ ls
bin  dev  etc  lib  mnt  overlay  proc  rom  root  sbin  sys  tmp  usr  var  www

$ cat etc/banner
     MM           NM                    MMMMMMM          M       M
   $MMMMM        MMMMM                MMMMMMMMMMM      MMM     MMM
  MMMMMMMM     MM MMMMM.              MMMMM:MMMMMM:   MMMM   MMMMM
MMMM= MMMMMM  MMM   MMMM       MMMMM   MMMM  MMMMMM   MMMM  MMMMM'
MMMM=  MMMMM MMMM    MM       MMMMM    MMMM    MMMM   MMMMNMMMMM
MMMM=   MMMM  MMMMM          MMMMM     MMMM    MMMM   MMMMMMMM
MMMM=   MMMM   MMMMMM       MMMMM      MMMM    MMMM   MMMMMMMMM
MMMM=   MMMM     MMMMM,    NMMMMMMMM   MMMM    MMMM   MMMMMMMMMMM
MMMM=   MMMM      MMMMMM   MMMMMMMM    MMMM    MMMM   MMMM  MMMMMM
MMMM=   MMMM   MM    MMMM    MMMM      MMMM    MMMM   MMMM    MMMM
MMMM$ ,MMMMM  MMMMM  MMMM    MMM       MMMM   MMMMM   MMMM    MMMM
  MMMMMMM:      MMMMMMM     M         MMMMMMMMMMMM  MMMMMMM MMMMMMM
    MMMMMM       MMMMN     M           MMMMMMMMM      MMMM    MMMM
     MMMM          M                    MMMMMMM        M       M
       M
 ---------------------------------------------------------------
   For those about to rock... (%C, %R)
 ---------------------------------------------------------------

עכשיו אנחנו יכולים לעשות הרבה דברים שונים.

אנו יכולים לחפש קבצי תצורה, גיבוב סיסמאות, מפתחות קריפטוגרפיים ותעודות דיגיטליות. אנחנו יכולים לנתח קבצים בינאריים עבור פתרון תקלות ופגיעות.

עם qemu и נתח אנחנו יכולים אפילו להריץ (לחקות) קובץ הפעלה מהתמונה:

$ ls
bin  dev  etc  lib  mnt  overlay  proc  rom  root  sbin  sys  tmp  usr  var  www

$ cp /usr/bin/qemu-mips-static .

$ sudo chroot . ./qemu-mips-static bin/busybox
BusyBox v1.19.4 (2019-05-20 18:13:49 CST) multi-call binary.
Copyright (C) 1998-2011 Erik Andersen, Rob Landley, Denys Vlasenko
and others. Licensed under GPLv2.
See source distribution for full notice.

Usage: busybox [function] [arguments]...
   or: busybox --list[-full]
   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:
    [, [[, addgroup, adduser, arping, ash, awk, basename, cat, chgrp, chmod, chown, chroot, clear, cmp, cp, crond, crontab, cut, date, dd, delgroup, deluser, dirname, dmesg, echo, egrep, env, expr, false,
    fgrep, find, free, fsync, grep, gunzip, gzip, halt, head, hexdump, hostid, id, ifconfig, init, insmod, kill, killall, klogd, ln, lock, logger, ls, lsmod, mac_addr, md5sum, mkdir, mkfifo, mknod, mktemp,
    mount, mv, nice, passwd, pgrep, pidof, ping, ping6, pivot_root, poweroff, printf, ps, pwd, readlink, reboot, reset, rm, rmdir, rmmod, route, sed, seq, sh, sleep, sort, start-stop-daemon, strings,
    switch_root, sync, sysctl, tail, tar, tee, telnet, test, tftp, time, top, touch, tr, traceroute, true, udhcpc, umount, uname, uniq, uptime, vconfig, vi, watchdog, wc, wget, which, xargs, yes, zcat

גדול! אבל שימו לב שגרסת BusyBox היא 1.19.4. זוהי גרסה ישנה מאוד של BusyBox, שוחרר באפריל 2012.

אז TP-Link משחררת תמונת קושחה ב-2019 באמצעות תוכנה (שרשרת כלים של GCC, ליבה, BusyBox וכו') משנת 2012!

עכשיו אתה מבין למה אני תמיד מתקין את OpenWRT על הנתבים שלי?

זה לא הכל

Binwalk יכול גם לבצע ניתוח אנטרופיה, להדפיס נתוני אנטרופיה גולמיים וליצור גרפי אנטרופיה. בדרך כלל, אנטרופיה גדולה יותר נצפית כאשר הבתים בתמונה הם אקראיים. פירוש הדבר יכול להיות שהתמונה מכילה קובץ מוצפן, דחוס או מעורפל. מפתח הצפנה הארדקור? למה לא.

אנחנו יכולים גם להשתמש בפרמטר --raw כדי למצוא רצף בתים גולמי מותאם אישית בתמונה או בפרמטר --hexdump כדי לבצע dump hex המשווה בין שני קבצי קלט או יותר.

חתימות מותאמות אישית ניתן להוסיף ל-binwalk באמצעות קובץ חתימה מותאם אישית שצוין בשורת הפקודה באמצעות הפרמטר --magic, או על ידי הוספתם לספרייה $ HOME / .config / binwalk / magic.

תוכל למצוא מידע נוסף על binwalk בכתובת תיעוד רשמי.

הרחבת binwalk

יש ממשק API binwalk, מיושם כמודול Python שיכול לשמש כל סקריפט של Python לביצוע סריקת binwalk באופן תכנותי, ואת כלי השירות של שורת הפקודה binwalk ניתן לשכפל כמעט לחלוטין עם שתי שורות בלבד של קוד Python!

import binwalk
binwalk.scan()

באמצעות ה-API של Python אתה יכול גם ליצור תוספים של פייתון כדי להגדיר ולהרחיב את binwalk.

קיים גם תוסף IDA וגרסת ענן Binwalk Pro.

אז למה שלא תוריד את תמונת הקושחה מהאינטרנט ותנסה את binwalk? אני מבטיח שיהיה לך כיף גדול :)

מקור: www.habr.com

הנדסה לאחור של נתב ביתי באמצעות binwalk. האם אתה סומך על תוכנת הנתב שלך?