接口识别/调试

工具：SDR、万用表、烙铁、热风枪、烧录座等等，土豪可以再买个示波器、电子显微镜；一些使用的命令行级别的工具，如file、hexdump、strings、dd、lzma、7z等

接口有UART、JTAG、I2C、SPI等

UART（通用异步接收器发送器）

通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通常称作UART） 是一种串行异步收发协议，可将要传输的数据在串行通信与并行通信之间加以转换，应用较为广泛；

UART是一种硬件组件，允许两个硬件外围设备之间的异步串行通信。它们可以位于同一块电路板上，也可以位于两个不同的设备之间，可以允许通过串行读取/写入设备；

UART主要是用于主机与辅助设备之间通信，如：音响and外接ap之间；

数据包：

数据包由以下几个部分组成：

1、起始位：表示传输数据开始。通常是低脉冲（0），可以在逻辑分析仪中查看。

2、消息：要以八位格式传输的实际消息，如：传输值为A（十六进制-0X41），在消息中被传递为0、1、0、0、0、0、0、和1。

3、奇偶校验位：根据情况，大多数现实生活中无关紧要，设备都是未使用校验位。奇偶校验位用于通过计算消息中1或0的数量，来执行错误和数据损坏的检查，并根据奇校验和偶校验来表明数据传输是否正确。注：校验位仅用于数据损坏检查和验证，而不用于实际校验。

4、停止位：表示结束的标志。通常是高脉冲（1）实现，但也可以由多个高脉冲实现。

大多数设备都是使用8N1配置，此配置代表8个数据位、无验证位、有一个停止位。

在分析的时候也会用到一些设备，逻辑分析仪；

逻辑分析仪是一种可以显示数字电路中各种信号的电平的设备。

如：Salesa逻辑分析仪、Open Workbench逻辑分析仪等

 

为了方便调试，很多iot的设备都会把UART引脚引到PCB上，

 

上图标注的四个就是UART的四个引脚位置， 每个引脚都是有自己的作用；

VCC：供电引脚，通常电压为3.3-5V，如设备没有供电保护，这个引脚一般不接电源，通过转接口进行供电，相对安全一些；

GND：接地引脚，表示负极；

Rx：接收引脚，从另一端接收数据至设备；

Tx：发送引脚，将数据从设备传输到另一端；

注：通过对芯片具有不同功能的引脚输入不同的高低电平，完全对主设备的控制和调试；

JTAG 介绍

JTAG属于微控制器调试接口。微控制器具有在运行期间使用指定引脚进行调试的规定，这些引脚连接到电路板上的引脚。这些引脚（端口）由开发人员和设计人员用于调试，读/写固件和微控制器内部存储器，生产后控制/测试微控制器引脚。这使得调试端口成为最关键的攻击面之一，因为它为攻击者提供了强大的功能和访问权限。除了JTAG之外，还包括cJTAG、SWD。

TAP包含5个信号接口：

1、TCK：为TAK操作提供一个独立的基本的时钟信号

2、TMS：用来控制TAP状态机的转换

3、TDI：是JTAG指令和数据的串行输入端。

4、TDO：是JTAG指令和数据的串行输出端

5、TRST：是JTAG电路的负位输入信号，低电平有效

注：TAP控制器共有16种状态。

JTAG提供多种接口标准，常见的有10针、14针、16针、20针

注：除了这两种还有一些其它的可以参考我以前的文章；

调试UART

方法大同小异，不在此阐述；

参考链接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NTc2MDYxMw==&mid=2458297913&idx=1&sn=7a62e83aeb03466e113fd9cbdee7b024&chksm=b18196b386f61fa510f01f7605d3446145dedac15e9891ab3ab5ae9ac9c0c109fbaece62dbd6&scene=27

文件系统

我们将固件逆向以查看其内部组件。固件中的内部组件包括 boot-loader、内核、文件系统以及其他内容。其中我们最感兴趣的是文件系统也是作为突破口的地方，因为文件系统中保存了我们需要的所有信息；

固件是一个二进制文件压缩包，而文件系统只是其中的一个组件，存储在二进制文件的特定偏移地址中，且具有一定的尺寸。然而，此时我们还不知道关于固件中文件系统的任何信息，包括其偏移量和尺寸。为了找到这些信息，需要使用 hexdump 和 grep 等工具来搜索我们所关注内容的特征信息；

SquashFS文件系统

简述

SquashFS是一套供linux内核使用的只读压缩文件系统，压缩率高，遵循GPL开源协议；

对于iot等嵌入式设备来讲，使用SquashFS可以降低成本；

使用NAND闪存作为存储介质的嵌入式设备中，使用SquashFS前提是内核要支持SquashFS，同时还要支持MTD字符设备和块设备；

SquashFS适用于长时间开机的设备且对稳定性要求较高的，所以物联网设备多采用SquashFS；

特点

· 数据(data),节点(inode)和目录(directories)都被压缩

· 保存了全部的 32 位 UID/GIDS 和文件的创建时间

· 最大支持 4G 文件系统

· 检测并删除重复文件

标准

标准固件大端序模式为sqsh，标准固件小端序模式为hsqs，LZMA压缩下的大端序模式为sqlz，3.3版本的Squashfs文件系统在LZMA压缩下的大端序模式为qshs，部分非标准固件小端序模式为shsq，DD-WRT固件小端序模式为hsqt，DD-WRT固件大端序模式为tqsh；

SquashFS文件系统判断

binwalk DVRF_v03.bin

 

项目地址：https://github.com/ReFirmLabs/binwalk

工具获取：https://www.123pan.com/s/s0u0Vv-XgRwd提取码:1JsH

JFFS2 文件系统

简述

JFFS2 是 RedHat的 David Woodhouse 在 JFFS 基础上改进的文件系统，是用于微型嵌入式设备的原始闪存芯片的实际文件系统。。

文件头标识

JFFS2文件系统通常使用"0x1985"作为头部特征标识符；

结构

JFFS2在闪存介质上存在两种类型的结构（jffs2_raw_inode和jffs2_raw_dirent），jffs2_raw_inode包含文件的管理数据，jffs2_raw_dirent用于描述文件在文件系统中的位置；

真正的数据存储在jffs2_raw_inode节点的后面，大部分的数据都是在系统挂载之后建立起来的；这两种类型的结构由公共的文件头结构，jffs2_unknown_node；

在jffs2_unknown_node结构中，有一个jint32_t类型和hdr_crc变量，代表了文件头部中其他字段的CRC（循环沉余效验）值；

JFFS2是使用CRC来验证存储数据的正确性的；

特点

· 优点使用了压缩的文件格式。最重要的特性是可读写操作。

· 缺点JFFS2 文件系统挂载时需要扫描整个 JFFS2 文件系统，因此当 JFFS2 文件系统分区增大时，挂载时间也会相应的变长。使用 JFFS2 格式可能带来少量的 Flash 空间的浪费。这主要是由于日志文件的过度开销和用于回收系统的无用存储单元，浪费的空间大小大致是若干个数据段。JFFS2 的另一缺点是当文件系统已满或接近满时， JFFS2 运行速度会迅速降低。这是因为垃圾收集的问题。

加载步骤

· 步骤 1. 扫描整个芯片，对日志节点进行校验，并且将日志节点全部装入内存缓存。

· 步骤 2. 对所有日志节点进行整理，抽取有效的节点并整理出文件目录信息。

· 步骤 3. 找出文件系统中无效节点并且将它们删除。

· 步骤 4. 最后整理内存中的信息，将加载到缓存中的无效节点释放。

注：

因为JFFS2是一种日志文件系统，所以不论电源以那种方式在任何时间停止供电，JFFS2都可以保持数据的文章性；

当系统因为突然掉电重启时候，JFFS2会自动将系统恢复到掉电前的一个稳定状态（文件系统在稳定状态之后的改变将无法进行恢复）；

JFFS2针对NOR闪存和NAND闪存设备都提供了掉电保护功能，这可以使用户的数据更加稳定和安全，不用担心数据因为断点丢失和无法恢复；

所以嵌入式系统很适合使用这两种闪存介质；

YAFFS2 文件系统

简述

 yaffs2 是专门为 NAND Flash 设计的嵌入式文件系统。它采用的是日志结构的文件系统，提供了损耗平衡和掉电保护，可以有效地避免意外掉电对文件系统一致性和完整性的影响。

YAFFS2（Yet Another Flash File System）闪存文件系统，是唯一一个专为NAND闪存设计的文件系统；

YAFFS2使用独立的日志文件来跟踪文件系统内容的变化；

YAFFS有两个版本：YAFFS和YAFFS2；

§ YAFFS只支持页面大小为512B（小页）的NADN闪存

§ YAFFS2是YAFFS的升级版本，向下兼容NADN闪存的情况下，也能很好的支持页面大小为2KB（大页）的NADN闪存；

当系统掉电重启后，YAFFS2和JFFS2不同，YAFFS2不像JFFS2那样使用旧文件对新文件进行覆盖，YAFFS2针对已写入的部分使用新的文件，针对未写入的部分使用旧的文件；

这个方式增强掉电时未写入文件的安全性能，在写入新文件时，不会因为掉电而导致文件丢失等，而是把这部分新写入的文件完好的保存；

优缺点

· 优点− 专门针对 NAND Flash，软件结构得到优化，速度快。− 使用硬件的 spare area 区域存储文件组织信息，启动时只需扫描组织信息，启动比较快。− 采用多策略垃圾回收算法，能够提高垃圾回收的效率和公平性，达到损耗平衡的目的。

· 缺点没有采用压缩的文件格式。当包含的内容相同时， yaffs2 镜像文件要比 jffs2 镜像文件大。

USBIFS 文件系统

简述

懒得写了，对不起，555

CramFS 文件系统

头特征

Cramfs文件系统头部特征字符为"0x28cd3d45"

简述

CramFS文件系统是专门针对闪存设计的只读、压缩的文件系统，它不需要一次性地将文件系统中的所有内容解压到RAM中，而是在系统需要访问某个位置的数据时，马上计算出该数据在CramFS中的位置，并将其解压到RAM中，然后通过内存访问来获取数据。也就是说，在使用CramFS时，如果嵌入式设备需要储存暂时性的数据，就必须另外保留一个闪存空间进行储存。

cramfs 是针对 Linux 内核 2.4 之后的版本所设计的一种新型文件系统，使用简单，加载容易，速度快。

优缺点

· 优点将文件数据以压缩形式存储，在需要运行时进行解压缩，能节省 Flash 存储空间。

· 缺点由于它存储的文件是压缩的格式，所以文件系统不能直接在 Flash 上运行。同时，文件系统运行时需要解压数据并拷贝至内存中，在一定程度上降低读取效率。另外 cramfs文件系统是只读的。

文件系统手动提取