Ogólny system operacyjny

https://chacker.pl/

Termin ogólny system operacyjny jest używany do opisu systemów operacyjnych innych niż RTOS. Linux jest najczęstszym przykładem ogólnego systemu operacyjnego. Linux dla systemów wbudowanych nie różni się zbytnio od Linuxa dla systemu stacjonarnego. Systemy plików i architektura są takie same. Główne różnice między wersjami wbudowanymi i stacjonarnymi to ograniczenia dotyczące urządzeń peryferyjnych, pamięci masowej i pamięci. Aby pomieścić ogólnie mniejszą pamięć masową i pamięć, system operacyjny i system plików są minimalizowane. Na przykład zamiast używać typowych programów instalowanych z Linuksem, takich jak bash, telnetd, ls, cp i tym podobne, zwykle używa się mniejszego monolitycznego programu o nazwie BusyBox. BusyBox zapewnia funkcjonalność w ramach pojedynczego pliku wykonywalnego, używając pierwszego argumentu jako żądanego programu. Chociaż chciałbym powiedzieć, że nieużywane usługi są usuwane w celu zmniejszenia powierzchni ataku, prawdopodobnie są usuwane tylko w celu zaoszczędzenia miejsca. Chociaż większość urządzeń celowo nie zapewnia użytkownikowi dostępu do konsoli, wiele z nich ma port szeregowy do dostępu do konsoli na płycie. Gdy tylko uzyskasz dostęp do głównego systemu plików, albo przez konsolę, albo przez wyodrębnienie obrazu z pamięci masowej, będziesz chciał poszukać wersji aplikacji i bibliotek, katalogów zapisywalnych przez wszystkich, wszelkich trwałych pamięci masowych i procesu inicjalizacji. Proces inicjalizacji dla Linuksa, znajdujący się w /etc/inittab i /etc/init.d/ rcS, da ci pojęcie o tym, jak aplikacje są uruchamiane podczas rozruchu.

System operacyjny czasu rzeczywistego

https://chacker.pl/

Systemy, które są bardziej złożone i mają trudne wymagania dotyczące przetwarzania czasu, zazwyczaj używają systemu operacyjnego czasu rzeczywistego (RTOS), takiego jak VxWorks. Zaletą RTOS jest to, że zapewnia on funkcjonalność systemu operacyjnego, taką jak zadania, kolejki, stosy sieciowe, systemy plików, obsługę przerwań i zarządzanie urządzeniami, z dodatkową możliwością deterministycznego harmonogramu. Na przykład autonomiczne lub wspomagane przez kierowcę systemy samochodowe prawdopodobnie używają RTOS, aby zapewnić, że reakcje na różne czujniki zachodzą w granicach tolerancji bezpieczeństwa systemu (sztywny). Dla tych, którzy są przyzwyczajeni do systemów z systemem Linux, VxWorks jest zupełnie inny. Linux ma dość standardowy system plików ze wspólnymi programami, takimi jak telnet, BusyBox, ftp i sh, a aplikacje działają jako oddzielne procesy w systemie operacyjnym. W przypadku VxWorks wiele systemów działa w zasadzie z jednym procesem, z wieloma zadaniami i bez standardowego systemu plików lub aplikacji pomocniczych. Podczas gdy Linux ma wiele informacji dotyczących ekstrakcji oprogramowania sprzętowego i inżynierii wstecznej, jest bardzo mało informacji dotyczących VxWorks. Ekstrakcja oprogramowania sprzętowego za pomocą SPI lub I2C lub użycie pobranego pliku dostarczy Ci ciągów i kodu, które można rozmontować. Jednak w przeciwieństwie do Linuksa, zazwyczaj nie otrzymasz łatwo przyswajalnych danych. Analiza ciągów pod kątem haseł, certyfikatów, kluczy i ciągów formatujących może przynieść przydatne sekrety do wykorzystania w aktywnym systemie. Ponadto użycie JTAG do ustawienia punktów przerwania i wykonania działań na urządzeniu jest prawdopodobnie najskuteczniejszą metodą odwrócenia tej funkcjonalności.

Brak systemu operacyjnego

https://chacker.pl/

W przypadku wielu aplikacji narzut systemu operacyjnego i prostota systemu nie uzasadniają ani nie pozwalają na system operacyjny. Na przykład czujnik, który wykonuje pomiary i wysyła je do innego urządzenia, prawdopodobnie używa mikrokontrolera o niskim poborze mocy, takiego jak PIC, i nie potrzebuje systemu operacyjnego. W tym przykładzie PIC prawdopodobnie nie ma wystarczających zasobów (pamięci masowej, pamięci RAM itd.), aby umożliwić uruchomienie systemu operacyjnego. W systemach bez systemu operacyjnego przechowywanie danych będzie prawdopodobnie bardzo prymitywne, oparte na przesunięciach adresów lub wykorzystujące pamięć NVRAM. Ponadto systemy te zazwyczaj nie mają interfejsu użytkownika lub interfejs jest niezwykle prosty, taki jak diody LED i przyciski. Po pobraniu programu, czy to poprzez ekstrakcję z pamięci masowej, czy poprzez pobranie, format może być całkowicie niestandardowy i niełatwo identyfikowalny dla często używanych narzędzi do analizy plików. Najlepiej przeczytać dokumentację mikrokontrolera, aby zrozumieć, w jaki sposób urządzenie ładuje kod i próbuje go ręcznie zdekonstruować za pomocą deasemblera. Możesz myśleć, że tak prosty system nie byłby zbyt interesujący, ale pamiętaj, że może mieć łączność z bardziej złożonym systemem z połączeniami internetowymi. Nie odrzucaj tych urządzeń jako pozbawionych wartościowej powierzchni ataku bez wcześniejszego rozważenia całkowitego przypadku użycia, w tym podłączonych urządzeń i ich przeznaczenia. Ograniczona przestrzeń instrukcji może oznaczać, że urządzenie nie ma możliwości odpowiedniej ochrony przed złośliwym wejściem, a protokoły prawdopodobnie nie są szyfrowane. Ponadto podłączone systemy mogą wyraźnie ufać wszelkim danym pochodzącym z tych urządzeń i dlatego nie podejmować odpowiednich środków w celu zapewnienia, że ​​dane są prawidłowe.

Bootloader

https://chacker.pl/

Aby oprogramowanie wyższego poziomu działało na procesorze, system musi zostać zainicjowany. Oprogramowanie, które wykonuje początkową konfigurację procesora i wymaganych początkowych urządzeń peryferyjnych, nazywa się bootloaderem. Proces ten zazwyczaj wymaga wielu etapów, aby system był gotowy do uruchomienia oprogramowania wyższego poziomu. Uproszczony proces jest zazwyczaj opisany w następujący sposób:

  1. Mikroprocesor/mikrokontroler ładuje mały program z ustalonej lokalizacji urządzenia poza procesorem w oparciu o tryb rozruchu.
  2. Mały program inicjuje pamięć RAM i struktury wymagane do załadowania pozostałej części bootloadera w pamięci RAM (na przykład U-Boot).
  3. Bootloader inicjuje wszystkie urządzenia niezbędne do uruchomienia programu głównego lub systemu operacyjnego, ładuje program główny i przenosi wykonywanie do nowo załadowanego programu. W przypadku systemu Linux programem głównym byłoby jądro.

Jeśli używany jest U-Boot, ten bootloader mógł zostać skonfigurowany tak, aby umożliwić alternatywne sposoby ładowania programu głównego. Na przykład U-Boot może ładować się z karty SD, pamięci flash NAND lub NOR, USB, interfejsu szeregowego lub TFTP przez sieć, jeśli zainicjowano sieć. Oprócz ładowania programu głównego, może być używany do zastępowania programu głównego w urządzeniu pamięci trwałej. Ubiquiti ER-X, z naszego wcześniejszego przykładu użycia JTAGulatora, używa U-Boot . Oprócz ładowania jądra, umożliwia on odczytywanie i zapisywanie pamięci i pamięci masowej.