Обратно инженерство на домашен рутер користејќи binwalk. Дали му верувате на софтверот на вашиот рутер?

Пред неколку дена, решив да го реконструирам фирмверот на мојот рутер користејќи binwalk.

Сама си купив Домашен рутер TP-Link Archer C7. Не е најдобриот рутер, но сосема доволно за моите потреби.

Секогаш кога купувам нов рутер, инсталирам OpenWRT. За што? Како по правило, производителите не се грижат многу за поддршката на нивните рутери и со текот на времето софтверот станува застарен, се појавуваат ранливости и така натаму, генерално, ја сфаќате идејата. Затоа, го претпочитам фирмверот OpenWRT, кој е добро поддржан од заедницата со отворен код.

Откако го преземав OpenWRT, јас исто така ја презеде најновата слика на фирмверот под мојот нов Archer C7 од официјалната веб-страница и решив да го анализирам. Чисто за забава и муабет за binwalk.

Што е binwalk?

Бинвок е алатка со отворен код за анализа, обратно инженерство и екстракција на слики на фирмверот.

Создаден во 2010 година од Крег Хефнер, binwalk може да скенира слики на фирмверот и да наоѓа датотеки, да идентификува и екстрахира слики од датотечен систем, извршна шифра, компресирани архиви, подигнувачи и кернели, формати на датотеки како што се JPEG и PDF и многу повеќе.

Можете да го користите binwalk за да го промените инженерството на фирмверот за да разберете како функционира. Пребарувајте бинарни датотеки за пропусти, извлечете датотеки и барајте задни врати или дигитални сертификати. Можете исто така да најдете opcodes за еден куп различни процесори.

Можете да извлечете слики од датотечниот систем за да барате одредени датотеки со лозинка (passwd, shadow, итн.) и да се обидете да ги скршите хашот на лозинката. Можете да извршите бинарно парсирање помеѓу две или повеќе датотеки. Може да извршите анализа на ентропија на податоците за да барате компресирани податоци или кодирани клучеви за шифрирање. Сето ова без потреба од пристап до изворниот код.

Во принцип, сè што ви треба е таму :)

Како функционира binwalk?

Главната карактеристика на binwalk е неговото скенирање на потпис. Binwalk може да ја скенира сликата на фирмверот за да бара различни вградени типови датотеки и датотечни системи.

Дали ја знаете алатката за командна линија 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

Тим fileго гледа заглавието на датотеката и бара потпис (магичен број) за да го одреди типот на датотеката. На пример, ако датотеката започнува со низата бајти 0x89 0x50 0x4E 0x47 0x0D 0x0A 0x1A 0x0A, знае дека е PNG-датотека. На Википедија Постои листа на вообичаени потписи на датотеки.

Binwalk работи на ист начин. Но, наместо да бара потписи само на почетокот на датотеката, binwalk ќе ја скенира целата датотека. Дополнително, binwalk може да извлече датотеки што се наоѓаат на сликата.

Алатки file и binwalk користете ја библиотеката libmagic да се идентификуваат потписите на датотеките. Но binwalk дополнително поддржува листа на сопствени магични потписи за пребарување на компресирани/злепени датотеки, заглавија на фирмверот, кернели на Linux, подигнувачи, датотечни системи и така натаму.

Ајде да се забавуваме?

Инсталација на Binwalk

Binwalk е поддржан на повеќе платформи, вклучувајќи Linux, OSX, FreeBSD и Windows.

Можете да ја инсталирате најновата верзија на binwalk преземете изворен код и следете инструкции за инсталација или брз водич, достапна на веб-страницата на проектот.

Binwalk има многу различни параметри:

$ 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

Скенирање на слики

Ајде да започнеме со пребарување на потписи на датотеки во сликата (слика од страницата Амо-линк).

Вклучување на подножје со параметарот --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

Сега имаме многу информации за оваа слика.

Употреба на сликата Подморница како подигнувач (заглавие на сликата на 0x5AC0 и компресирана слика на подигнувачот на 0x5B00). Врз основа на заглавието uImage на 0x13270, знаеме дека архитектурата на процесорот е MIPS, а кернелот на Linux е верзијата 3.3.8. И врз основа на сликата пронајдена на адресата 0x11CEA5, можеме да го видиме тоа rootfs е датотечен систем squashfs.

Дозволете ни сега да го извлечеме подигнувачот (U-Boot) користејќи ја командата 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

Бидејќи сликата е компресирана со помош на LZMA, треба да ја декомпресираме:

$ unlzma u-boot.bin.lzma

Сега имаме слика од U-Boot:

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

Како да ја пронајдете стандардната вредност за 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

Променлива U-Boot Environment bootargs се користи за пренесување параметри на кернелот на Линукс. И од горенаведеното, подобро ја разбираме флеш меморијата на уредот.

Што е со извлекување на сликата на кернелот на Линукс?

$ 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

Можеме да провериме дали сликата е успешно извлечена со помош на командата 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

Форматот на датотеката uImage во основа е слика на кернелот на Линукс со дополнително заглавие. Ајде да го отстраниме ова заглавие за да ја добиеме конечната слика на кернелот на Линукс:

$ 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

Сликата е компресирана, па ајде да ја отпакуваме:

$ unlzma Image.lzma

Сега имаме слика на кернелот на Линукс:

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

Што можеме да направиме со сликата на јадрото? Можеме, на пример, да направиме пребарување низа на сликата и да ја пронајдеме верзијата на кернелот на Линукс и да научиме за околината што се користи за изградба на кернелот:

$ 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

Иако фирмверот беше објавен минатата година (2019), додека ја пишувам оваа статија, тој користи стара верзија на кернелот на Linux (3.3.8) објавена во 2012 година, составена со многу стара верзија на GCC (4.6), исто така од 2012 година !
(приближно превод. дали сè уште им верувате на вашите рутери во канцеларијата и дома?)

Со опција --opcodes ние исто така можеме да користиме binwalk за да ги бараме инструкциите на машината и да ја одредиме архитектурата на процесорот на сликата:

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

Што е со root датотечен систем? Наместо рачно да ја извлекуваме сликата, да ја искористиме опцијата binwalk --extract:

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

Целосниот root датотечен систем ќе биде извлечен во поддиректориум:

$ 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)
 ---------------------------------------------------------------

Сега можеме да правиме многу различни работи.

Можеме да бараме датотеки за конфигурација, хашови на лозинки, криптографски клучеви и дигитални сертификати. Можеме да анализираме бинарни датотеки за решавање проблеми и ранливости.

Со уе и хрото можеме дури и да извршиме (емулираме) извршна датотека од сликата:

$ 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

Одлично! Но, имајте предвид дека верзијата BusyBox е 1.19.4. Ова е многу стара верзија на BusyBox, објавен во април 2012 година.

Така, TP-Link објавува слика на фирмверот во 2019 година користејќи софтвер (GCC toolchain, кернел, BusyBox, итн.) од 2012 година!

Сега разбирате зошто секогаш инсталирам OpenWRT на моите рутери?

Тоа не е се

Binwalk може да врши и анализа на ентропија, да печати необработени податоци за ентропија и да генерира графикони за ентропија. Типично, поголема ентропија се забележува кога бајтите на сликата се случајни. Ова може да значи дека сликата содржи шифрирана, компресирана или заматена датотека. Хардкор клуч за шифрирање? Зошто да не.

Можеме да го користиме и параметарот --raw да пронајдете приспособена секвенца на необработени бајти во слика или параметар --hexdump за да се изврши хексадецимален исфрлање споредувајќи две или повеќе влезни датотеки.

Прилагодени потписи може да се додаде во binwalk или преку приспособена датотека со потпис наведена на командната линија користејќи го параметарот --magic, или со нивно додавање во директориумот $ HOME / .config / binwalk / magic.

Можете да најдете повеќе информации за binwalk на официјална документација.

екстензија на подножјето

Постои API binwalk, имплементиран како Python модул кој може да се користи од која било Python скрипта за програмски извршување на binwalk скенирање, а алатката за командна линија binwalk може да биде речиси целосно дуплирана со само две линии Python код!

import binwalk
binwalk.scan()

Користејќи го Python API, можете исто така да креирате Пајтон приклучоци за конфигурирање и проширување на binwalk.

Исто така постои IDA приклучок и облак верзија Binwalk Pro.

Па, зошто не ја преземете сликата на фирмверот од Интернет и не го пробате binwalk? Ветувам дека ќе се забавувате многу :)

Извор: www.habr.com