Взлом микроконтроллеров Dallas / Elan EMC

Elan Microelectronics Corp. в основном занимается исследованиями, разработкой, производством и маркетингом интегральных схем (ИС) и микроконтроллеров. Компания предлагает пять категорий продуктов: потребительские ИС, включая ИС для распознавания рукописного ввода, ИС для электронных обучающих устройств (ELA), ИС синтеза речи высокого разрешения, музыкальные ИС, компьютерные ИС и контроллеры для пультов дистанционного управления и мелкой бытовой техники; коммуникационные ИС, включая микросхемы раций и другие микросхемы для телефонов; микроконтроллеры, применяемые в малой бытовой технике, стиральных машинах, кондиционерах, коммуникационных продуктах и пультах ДУ; периферийные ИС для ПК, такие как сенсорные контроллеры, клавиатурные ИС и другие; а также сетевые интерфейсные устройства (NID), включая указательные стики и сенсорные панели. Компания распространяет свою продукцию на Тайване, в Юго-Восточной Азии, Северо-Восточной Азии, Америке и Европе.

 

Dallas Semiconductor была приобретена Maxim Integrated. Dallas Semiconductor основана в 1984 году как разработчик и производитель полупроводников и чиповых подсистем. Dallas Semiconductor быстро зарекомендовала себя как инновационный и технический лидер в разработке широкого спектра высокопроизводительных продуктов, включая 1-Wire®, iButton®, микроконтроллеры (MCU), устройства синхронизации, терморегулирования и связи.

 

Клоны ELAN Microelectronics (13-битные)

ELAN Microelectronics Corp. производит серию микроконтроллеров, похожих на PICmicro, с 13-битным словом команды.[11] Команды в основном совместимы с 14-битным набором команд среднего уровня, но ограничены 6-битным адресом регистра (16 специальных регистров и 48 байт ОЗУ) и 10-битным (1024 слова) программным пространством.

10-битный счетчик команд доступен как R2. Чтение дает только младшие биты, а запись очищает старшие биты. Исключение составляет команда TBL, которая изменяет младший байт, сохраняя биты 8 и 9.

7 команд с непосредственным операндом и аккумулятором перенумерованы относительно 14-битного PICmicro, чтобы поместиться в 3 бита кода операции вместо 4, но все они присутствуют, а также дополнительная команда программного прерывания.

Есть несколько дополнительных вспомогательных команд, а также изменения в терминологии (регистр OPTION PICmicro называется регистром CONT; регистры TRIS 1–3 PICmicro называются регистрами управления вводом/выводом 5–7), но эквиваленты очевидны Лаборатория послойного травления кремния и SEM-микрофотографии.

13-битный набор команд EM78^[12]

12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	Мнемоника	C?	Z?	Описание
0	0	0	0	0	0	0	код операции						Разные команды
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	NOP*			Нет операции (MOVW 0,W)
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	DAA†	C		Десятичная коррекция после сложения
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	CONTW*			Запись регистра CONT (CONT ← W)
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	SLEEP*			Переход в режим ожидания (WDT ← 0, остановка тактирования)
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	CLRWDT*			Перезапуск сторожевого таймера (WDT ← 0)
0	0	0	0	0	0	0	0	0	f				IOW f*			Копирование W в регистр управления вводом/выводом (f = 5–7, 11–15)
0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	ENI†			Разрешить прерывания maker together club
0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	1	DISI†			Запретить прерывания snaileye
0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	1	0	RET			Возврат из подпрограммы, W не изменяется
0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	1	1	RETI			Возврат из прерывания; возврат и разрешение прерываний
0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	1	0	0	CONTR†			Чтение регистра CONT (W ← CONT)
0	0	0	0	0	0	0	0	1	f				IOR f†			Копирование регистра управления вводом/выводом в W (f = 5–7, 11–15)
0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	TBL†	C	Z	PCL += W. Сохранить биты PC 8 и 9
0	0	код оп				d	регистр						АЛУ операции, аналогичные 12- и 14-битным PIC
0	1	оп		бит			регистр						Битовые операции, аналогичные 12- и 14-битным PIC
1	0	оп	k										Управление передачей, аналогичное 14-битному PIC
1	1	код оп			8-битный непосредственный								Операции с W и 8-битным литералом: W ← OP(k,W)
1	1	0	оп		k								MOV/IOR/AND/XOR, аналогично 12-битному PIC
1	1	1	0	0	k								RETLW k			W ← k, затем возврат из подпрограммы
1	1	1	0	1	k								SUBLW k	C	Z	W ← k−W (W ← k+~W+1)обратный инжиниринг
1	1	1	1	0	k								INT k†			Запись PC, PC ← k (программное прерывание, обычно k=1)
1	1	1	1	1	k								ADDLW k	C	Z	W ← k+W
12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	Мнемоника	C?	Z?	Описание

Общие вопросы об извлечении прошивок микроконтроллеров

---

• Безопасно ли отправлять оплату в MikaTech?

  Если бы MikaTech была недобросовестной компанией, в интернете можно было бы найти множество негативных отзывов о её услугах за 28-летнюю историю

  Итак, ответ — ДА! Мы хорошие люди.

  Почему стоит выбрать Mikatech, пожалуйста, нажмите здесь, чтобы узнать
  

  
  
• Может ли Mikatech взломать микросхемы, не указанные на этом сайте?

  У разных производителей разные номера деталей, но внутреннее ядро микросхемы может быть изготовлено по одной технологии, поэтому невозможно перечислить все номера деталей, к которым применима наша технология, например MYSON, STK, FEELING, ANALOG, FUJITSU, NOVATEK, LG/HYNDAI.
  
  Кроме того, с развитием технологий мы ежедневно накапливаем все больше опыта и разрабатываем новые методы обратного инжиниринга для различных интегральных схем. Полный перечень номеров интегральных схем, входящих в нашу компетенцию, постоянно расширяется, пожалуйста, свяжитесь с нами для уточнения.

• Будет ли защищена моя конфиденциальность?

  Mikatech Innovative Limited понимает важность конфиденциальности своих клиентов. В момент вашего обращения в Mikatech ваша личная информация будет защищена нашими управленческими регламентами, разработанными на основе многолетней практики. Mikatech использует эту информацию для персонализации обслуживания и никогда не раскрывает её третьим лицам по каким-либо причинам.
  По каждому проекту мы удаляем все данные, материалы и коды через 60 дней после передачи файлов — это защищает нас и вашу конфиденциальность.

• Законно ли пользоваться услугами Mikatech?

  Да, это абсолютно законно.
  Mikatech предоставляет услуги обратного инжиниринга исключительно в образовательных целях. Использование вышеуказанных услуг может быть незаконным в некоторых странах или регионах, пожалуйста, ознакомьтесь с местными законами. Mikatech не несёт ответственности за использование услуг, которое может быть признано незаконным.

  
  
• Я отправил вам письмо, почему нет ответа?

  • A. Наш почтовый сервер временно вышел из строя, ваше сообщение не было доставлено в наш почтовый ящик, даже если на экране отображается успешная отправка, свяжитесь с нами снова.
  • B. Наш email определяется как спам вашим почтовым сервером, поэтому наш ответ был отклонён или помещён в папку спама, добавьте наш адрес в белый список или проверьте папку спама, или используйте другой email (например, gmail).
  • C. Ваш email определён как спам нашим почтовым сервером и помещён в папку спама, используйте другой адрес для связи.

• Методы дампа Flash и EEPROM для заблокированных MCU

  Целевые методы дампа Flash и EEPROM для оптимизированных по стоимости заблокированных IoT MCU. Микроконтроллеры интернета вещей (IoT) разработаны с балансом между сверхнизкой себестоимостью, минимальным энергопотреблением для батарейного питания и базовой встроенной безопасностью для потребительского развертывания. Этот тройной компромисс приводит к гибридным архитектурам безопасности, где основная блокировка MCU (lockbit) полностью отключает стандартные отладочные интерфейсы JTAG/SWD, но оставляет преднамеренные и непреднамеренные точки утечки памяти в периферийных шинах и трактах прошивки времени выполнения. Эти точки утечки не являются полным обходом безопасности, но позволяют применять специализированные методы для дампа сегментов флэш-памяти и EEPROM без полного обхода блокировки или инвазивного декапсулирования чипа. Понимание этих полуинвазивных методов дампа важно как для инженеров по защите IoT, так и для специалистов по обратному инжинирингу микроконтроллеров. Наиболее распространённый метод дампа для IoT основан на сниффинге асинхронной UART-шины во время последовательности самотестирования (POST) при включении питания. Все IoT MCU передают диагностические данные по UART во время инициализации для проверки периферии и целостности памяти перед запуском прикладной прошивки. Даже при активной блокировке lockbit этот диагностический канал остаётся включённым для поддержки заводского тестирования и полевой отладки. Злоумышленники подключают высокоскоростные логические анализаторы к выводу UART TX для захвата этих незашифрованных диагностических потоков во время загрузки. В потоках содержатся сегментированные фрагменты контрольных сумм флэш-памяти и значений конфигурации EEPROM, которые можно реконструировать в более крупные блоки памяти. Второй распространённый метод использует анализ побочных каналов по времени для определения содержимого памяти без прямого доступа к передаче данных. Вариации энергопотребления и электромагнитного излучения во время операций чтения EEPROM и Flash позволяют определять отдельные биты с помощью калиброванного оборудования. Записывая тысячи циклов доступа к памяти, можно статистически восстановить целые страницы памяти для дампа флэш- и EEPROM-массивов сегмент за сегментом. Фрагментированные наборы данных, полученные с помощью сниффинга UART и анализа времени, нельзя использовать напрямую как рабочие бинарные прошивки из-за пропущенных сегментов и несоответствий в порядке битов. Для постобработки требуются продвинутые алгоритмы сшивки бинарных данных для переупорядочивания фрагментов, заполнения пробелов с использованием контрольных сумм и восстановления исполняемого образа. Этот процесс сшивки требует детального знания макета страниц памяти, структуры загрузочных сегментов и алгоритмов сжатия прошивки целевого MCU. Многие производители потребительского IoT сжимают бинарные прошивки для экономии места во флэш-памяти, что добавляет дополнительный уровень сложности при восстановлении данных. Несмотря на эффективность этих полуинвазивных методов, активная блокировка lockbit всё ещё предотвращает полный доступ к аппаратно изолированным зонам памяти. Поэтому автономные процессы дампа не позволяют напрямую копировать содержимое криптографической памяти, где хранятся ключи BLE, учётные данные облачной аутентификации и хэши безопасной загрузки. Криптозоны электрически изолированы от шины UART и измерительных трактов, что делает методы побочных каналов неэффективными для этих высокозащищённых разделов. Для извлечения криптоматериала после успешного дампа пользовательской памяти злоумышленникам приходится прибегать к декапсуляции и восстановлению кода, нацеленным только на небольшую область криптографического кристалла. Такая целевая декапсуляция значительно дешевле полной обработки кристалла, поскольку ранее полученные данные о памяти указывают точное физическое расположение криптосхем на поверхности кремния. Защитные команды IoT разработали конкретные меры противодействия полуинвазивному дампу на заблокированных устройствах. Наиболее эффективным контролем является отключение всех диагностических UART-каналов в финальных сборках прошивки, что устраняет основной вектор сниффинга данных во время загрузки. Разработчики также могут рандомизировать время доступа к памяти, чтобы устранить постоянные электромагнитные паттерны, позволяющие выявлять данные по побочным каналам. Динамическое перераспределение страниц памяти во время выполнения нарушает фиксированную адресацию, используемую алгоритмами сшивки. Усиление разделения lockbit для отключения остаточных заводских тестовых режимов устраняет скрытые периферийные пути, через которые происходит утечка фрагментов памяти. Ограничение доступа к регистрам отладки процессора EEPROM предотвращает получение метаданных, помогающих реконструкции сегментов. Шифрование прошивки с уникальными для устройства ключами гарантирует, что даже при успешном дампе флэш-бинарный файл останется неисполнимым и нечитаемым без изолированного криптоключа. Регулярные OTA-обновления безопасности могут исправлять уязвимости прошивки, открывающие временные пути доступа к памяти в специализированных режимах работы. Тестирование безопасности для IoT должно включать оценку утечек по побочным каналам для выявления неочевидных эмиссионных паттернов перед массовым развертыванием. Внедряя этот комплекс мер, производители могут нейтрализовать наиболее распространённые полуинвазивные методы дампа и предотвратить несанкционированное полное извлечение прошивок на оптимизированных по стоимости заблокированных флотах IoT MCU.