Кілька днів тому я вирішив провести реверс-інжиніринг прошивки свого роутера використовуючи binwalk.
Я купив собі . Не найкращий роутер, але для моїх потреб цілком вистачає.
Щоразу коли я купую новий роутер, я встановлюю . Навіщо? Як правило, виробники не сильно дбають про підтримку своїх роутерів і згодом софт застаріває, з'являються вразливості і так далі, загалом ви зрозуміли. Тому я віддаю перевагу прошивці OpenWRT, що добре підтримується спільнотою open-source.
Завантаживши собі OpenWRT, я так само під мій новий Archer C7 з офіційного сайту та вирішив проаналізувати його. Чисто заради фана і розповісти про binwalk.
Що таке binwalk?
— це інструмент із відкритим вихідним кодом для аналізу, реверс-інжинірингу та вилучення образів прошивок.
Створений у 2010 році Крейгом Хеффнером, binwalk може сканувати образи прошивок та знаходити файли, ідентифікувати та вилучати образи файлової системи, виконуваний код, стислі архіви, завантажувачі та ядра, формати файлів, такі як JPEG та PDF, та багато іншого.
Ви можете використовувати binwalk для реверс-інжинірингу прошивки для того, щоб зрозуміти як вона влаштована. Шукати в бінарних файлах уразливості, витягувати файли та шукати бекдори чи цифрові сертифікати. Можна також знайти opcodes для купи різних CPU.
Ви можете розпакувати образи файлової системи для пошуку певних файлів паролів (passwd, shadow і т.д.) та спробувати зламати хеші паролів. Ви можете виконати двійковий аналіз між двома або більше файлами. Ви можете здійснити аналіз ентропії даних для пошуку стислих даних або закодованих ключів шифрування. Все це без необхідності доступу до вихідного коду.
Загалом все, що потрібно, є 🙂
Як працює binwalk?
Основною особливістю binwalk є його сигнатурне сканування. Binwalk може сканувати образ прошивки для пошуку різних вбудованих типів файлів та файлових систем.
Ви знаєте утиліту командного рядка 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, strippedКоманда fileдивиться на заголовок файлу та шукає підпис (магічне число), щоб визначити тип файлу. Наприклад, якщо файл починається з послідовності байтів 0x89 0x50 0x4E 0x47 0x0D 0x0A 0x1A 0x0Aвона знає, що це файл PNG. на є список найпоширеніших підписів файлів.
Binwalk працює так само. Але замість того, щоб шукати підписи тільки на початку файлу, binwalk скануватиме весь файл. Крім того, binwalk може отримати файли, знайдені в образі.
Інструменти file и binwalk використовують бібліотеку libmagic для визначення підписів файлів. Але binwalk додатково підтримує список магічних сигнатур для пошуку стислих / заархівованих файлів, заголовків прошивок, ядер Linux, завантажувачів, файлових систем і так далі.
Давайте повеселимося?
Встановлення binwalk
Binwalk підтримується на кількох платформах, включаючи Linux, OSX, FreeBSD та Windows.
Щоб встановити останню версію binwalk, ви можете і слідувати або , доступний на веб-сайті проекту.
Binwalk має багато різних параметрів:
$ 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 portСканування образів
Почнемо з пошуку сигнатур файлів усередині образу (образ із сайту ).
Запуск binwalk з параметром -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
07:51:41Тепер у нас багато інформації про цей образ.
Образ використовує як завантажувач (заголовок образу за адресою 0x5AC0 та стислий образ завантажувача за адресою 0x5B00). На основі заголовку uImage за адресою 0x13270, ми знаємо, що архітектура процесора — MIPS, а ядро Linux — версія 3.3.8. І на підставі образу, знайденого за адресою 0x11CEA5, ми можемо бачити, що rootfs є файловою системою squashfs.
Давайте тепер розпакуємо завантажувач (U-Boot) за допомогою команди 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/sОскільки образ стиснутий за допомогою LZMA, нам потрібно розпакувати його:
$ unlzma u-boot.bin.lzmaТепер у нас є образ U-Boot:
$ ls -l u-boot.bin
-rw-rw-r-- 1 sprado sprado 97476 Fev 5 08:48 u-boot.binЯк щодо пошуку дефолтного значення для 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=128MЗмінне оточення U-Boot bootargs використовується передачі параметрів ядру Linux. І з вищенаведеного ми краще розуміємо флеш-пам'ять пристрою.
Як щодо отримання образа ядра Linux?
$ 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/sМи можемо перевірити, що образ було успішно вилучено за допомогою команди 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: 0xBB9D4F94Формат файлу uImage – це в основному образ ядра Linux із додатковим заголовком. Давайте видалимо цей заголовок, щоб отримати остаточний образ ядра Linux:
$ 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/sОбраз стиснутий, тому розпакуємо його:
$ unlzma Image.lzmaТепер у нас є образ ядра Linux:
$ ls -la Image
-rw-rw-r-- 1 sprado sprado 3164228 Fev 5 10:51 ImageЩо ми можемо зробити із образом ядра? Ми могли б, наприклад, зробити пошук по рядках в образі і знайти версію ядра Linux і дізнатися про навколишнє середовище, що використовується для збирання ядра:
$ 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 2019Незважаючи на те, що прошивка була випущена минулого року (2019 р.), коли я пишу цю статтю, вона використовує стару версію ядра Linux (3.3.8), випущену в 2012 р., скомпільовану з дуже старою версією GCC (4.6) також із 2012 р.!
(прим. перекл. ще довіряєте своїм роутерам в офісі та вдома?)
З опцією --opcodes ми також можемо використовувати binwalk для пошуку машинних інструкцій та визначення архітектури процесора образу:
$ binwalk --opcodes Image
DECIMAL HEXADECIMAL DESCRIPTION
--------------------------------------------------------------------------------
2400 0x960 MIPS instructions, function epilogue
2572 0xA0C MIPS instructions, function epilogue
2828 0xB0C MIPS instructions, function epilogueЯк щодо кореневої файлової системи? Замість того, щоб витягувати образ вручну, давайте скористаємося опцією binwalk --extract:
$ binwalk --extract --quiet archer-c7.binПовна коренева файлова система буде вилучена в підкаталог:
$ 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)
---------------------------------------------------------------Тепер ми можемо зробити багато різного.
Ми можемо шукати конфігураційні файли, хеші паролів, криптографічні ключі та цифрові сертифікати. Ми можемо проаналізувати бінарні файли для та вразливостей.
За допомогою и ми можемо навіть запустити (емулювати) файл, що виконується з образу:
$ 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, zcatЗдорово! Але зверніть увагу, що версія BusyBox - 1.19.4. Це дуже стара версія BusyBox, випущена у квітні 2012 року.
Таким чином, TP-Link випускає образ прошивки у 2019 році з використанням програмного забезпечення (GCC toolchain, kernel, BusyBox тощо) 2012 року!
Тепер ви знаєте, чому я завжди встановлюю OpenWRT на свої роутери?
Це ще не все
Binwalk також може виконувати ентропійний аналіз, друкувати необроблені ентропійні дані та генерувати ентропійні графіки. Зазвичай велика ентропія спостерігається, коли байти образі випадкові. Це може означати, що зображення містить зашифрований, стислий або обфузований файл. Хардкорно прописаний ключ шифрування? Чому б і ні.
Ми також можемо використовувати параметр --raw для пошуку послідовності необроблених байтів в образі або параметр --hexdump для виконання шістнадцяткового дампа, що порівнює два або більше вхідних файлів.
можуть бути додані в binwalk або через файл сигнатур, вказаний в командному рядку за допомогою параметра --magicабо шляхом додавання їх до каталогу $ HOME / .config / binwalk / magic.
Ви можете знайти більше інформації про binwalk в .
Розширення binwalk
Існує binwalk, реалізований у вигляді модуля Python, який може використовуватися будь-яким скриптом Python для програмного виконання сканування binwalk, а утиліта командного рядка binwalk може бути майже повністю продубльована лише двома рядками коду Python!
import binwalk
binwalk.scan()За допомогою Python API ви також можете створювати для налаштування та розширення binwalk.
також існує та хмарна версія .
Так чому б ви не завантажити образ прошивки з Інтернету і не спробувати binwalk? Обіцяю вам буде дуже весело 🙂
Джерело: habr.com