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2024
01
10:19:57

firmadyne 模拟固件



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image.png

本文详细讲解了firmadyne环境搭建及使用其进行无线路由器逆向分析的方法。


一、Firmadyne介绍

Firmadyne是一款自动化和可裁剪的嵌入式Linux系统固件分析框架。它支持系统固件逆向QEMU嵌入式系统模拟执行。使用它模拟路由器固件执行路由器，然后可以基于模拟环境进行路由器漏洞挖掘、渗透攻防。
  
Firmadyne是当前最先进的固件仿真框架，很多研究都用其进行动态分析。
Firmadyne在解包固件映像后使用预先构建的定制Linux内核和库来模拟它。这些内核和库是预先构建的，以支持各种硬件功能，如NVRAM。 Firmadyne模拟目标映像两次：
  1. 第一次模拟记录有用的信息。
  2. 第二次模拟利用记录的信息。
仿真过程简单、仿真速度快，缺点就是仿真成功率低。主要是因为固件品牌的高度定制化和固件的异构性。
    
它 包含以下组件：
  • 修改过的便于防火墙程序执行的kernels (MIPS:  v2.6.32 , ARM:  v4.1 ,  v3.10 );
  • 一个用户空间的  NVRAM library ，用于模拟NVRAM硬件;
  • 一个固件提取器（ extractor ）， 用于提取嵌入式firmware固件的filesystem 和kernel;
  • 一个小 console 应用，用于另启一个shell进行调试;
  • 一个  scraper ，用于下载 firmware固件（从 42+ 不同供应商）.
系统在github上可以下载： https://github.com/firmadyne/firmadyne
Firmadyne模块如下图所示：
其运行流程是：
  1. 通过网络途径获取固件(ARM/MIPS)，并对固件解包；
  2. 利用定制动态链接库完成库函数劫持以完成NVRAM设备调用；
  3. 利用定制内核完成系统启动、网络探测、虚拟硬件和网络构建；
  4. 调用QEMU仿真系统

二、用法

2.1. 分析netgear防火墙

2.1.1. 固件自动提取与虚拟化运行

1、 在firemadyne目录修改firmadyne.config中的FIRMWARE_DIR为当前目录

2、下载 firmware 固件镜像

如：Netgear WNAP320 v2.0.3.

3、使用extractor提取filesystem

  • - nk：no kernel，不提取内核；
  • - np：no parallel operation，没有并行操作；
  • - sql：将镜像信息表存储到数据库127 .0.0.1 ；
  • - b： with the Netgear brand () ；
  • Images：存储压缩文件在images .
$ ./sources/extractor/extractor.py -b Netgear -sql 127.0.0.1 -np -nk "WNAP320 Firmware Version 2.0.3.zip" images
$ ./sources/extractor/extractor.py -b Netgear -sql 127.0.0.1 -np -nk "WNAP320 Firmware Version 2.0.3.zip" images
>> Database Image ID: 1
/root/firmadyne/WNAP320 Firmware Version2.0.3.zip
>> MD5:51eddc7046d77a752ca4b39fbda50aff
>> Tag: 1
>> Temp: /tmp/tmp0IdyGR
>> Status: Kernel: True, Rootfs:False, Do_Kernel: False,                Do_Rootfs: True
>>>> Zip archive data, at leastv2.0 to extract, compressed size: 1197, uncompressed size: 2667, name:ReleaseNotes_WNAP320_fw_2.0.3.HTML
>> Recursing into archive ...
        
/tmp/tmp0IdyGR/_WNAP320 Firmware Version2.0.3.zip.extracted/WNAP320_V2.0.3_firmware.tar
         >>MD5: 6b66d0c845ea6f086e0424158d8e5f26
         >>Tag: 1
         >>Temp: /tmp/tmpzzJmsI
         >>Status: Kernel: True, Rootfs: False, Do_Kernel: False,                 Do_Rootfs: True
         >>>>POSIX tar archive (GNU), owner user name: "gz.uImage"
         >>Recursing into archive ...
                 
/tmp/tmpzzJmsI/_WNAP320_V2.0.3_firmware.tar.extracted/kernel.md5
                   >>MD5: 0e15e5398024c854756d3e5f7bc78877
                   >>Skipping: text/plain...
                 
/tmp/tmpzzJmsI/_WNAP320_V2.0.3_firmware.tar.extracted/root_fs.md5
                   >>MD5: b43dc86ce23660652d37d97651ba1c77
                   >>Skipping: text/plain...
                 
/tmp/tmpzzJmsI/_WNAP320_V2.0.3_firmware.tar.extracted/rootfs.squashfs
                   >>MD5: 7ce95b252346d2486d55866a1a9782be
                   >>Tag: 1
                   >>Temp: /tmp/tmp16WDxR
                   >>Status: Kernel: True, Rootfs: False, Do_Kernel: False,                 Do_Rootfs: True
                   >>Recursing into archive ...
                   >>>>Squashfs filesystem, big endian, lzma signature, version 3.1, size: 4433988bytes, 1247 inodes, blocksize: 65536 bytes, created: 2011-06-23 10:46:19
                   >>>>Found Linux filesystem in/tmp/tmp16WDxR/_rootfs.squashfs.extracted/squashfs-root!
                   >>Skipping: completed!
                   >>Cleaning up /tmp/tmp16WDxR...
         >>Skipping: completed!
         >>Cleaning up /tmp/tmpzzJmsI...
>> Skipping: completed!
>> Cleaning up /tmp/tmp0IdyGR...
提取后文件如下：
如果 想修改默认IP地址就修改1.tar.gz中的default-config文件中的默认ip address及网关等配置:
此时数据库：
4、 识别固件的架构 并将结果存储在数据库的表中
识别防火墙1.tar.gz文件架构，并存储结果到数据库
./scripts/getArch.sh ./images/1.tar.gz
此时数据库：
5、装载固件文件系统内容，存储对象到表 object_to_image
./scripts/tar2db.py -i 1 -f./images/1.tar.gz
此时数据库表object_to_image有数据：
6、创建固件1的qemu磁盘镜像
sudo ./scripts/makeImage.sh 1  #  https://github.com/firmadyne/firmadyne/issues/170     解决:docker运行容器添加--privileged -v /dev:/dev
7、 指定固件的网络配置并将信息记录到./scratch/1/qemu.initial.serial.log
./scripts/inferNetwork.sh 1
8、 使用指定的网络配置模拟运行防火墙
这将通过产生TAP设备增加route修改主机系统配置
./scratch/1/run.sh
输入 root/password，进入固件的终端shell。
web登录：admin/password
系统已经运行，属主机可以访问，系统信息被记录到 ./scratch/1/qemu.final.serial.log.
9、通过snmp脚本探测防火墙信息
./analyses/snmpwalk.sh 10.0.0.100
10、 测试防火墙web接口
./analyses/webAccess.py 1  10.0.0.100  log.txt
可访问目录会存储在log.txt文件中

2.1.2. 使用nmap扫描firmadyne虚拟环境运行的防火墙

root@aflfuzz:~/firmadyne# nmap -O -sV 10.0.0.100
Starting Nmap 7.40SVN ( https://nmap.org )at 2017-04-20 11:13 CST
Nmap scan report for localhost (10.0.0.100)
Host is up (0.0011s latency).
Not shown: 997 closed ports
PORT   STATE SERVICE  VERSION
22/tcp open  ssh      Dropbear sshd 0.51 (protocol 2.0)
80/tcp open  http     lighttpd 1.4.18
443/tcp open  ssl/http lighttpd 1.4.18

MAC Address: 52:54:00:12:34:56 (QEMUvirtual NIC)
Device type: general purpose
Running: Linux 2.6.X
OS CPE: cpe:/o:linux:linux_kernel:2.6.32
OS details: Linux 2.6.32
Network Distance: 1 hop
Service Info: OS: Linux; CPE:cpe:/o:linux:linux_kernel
OS and Service detection performed. Pleasereport any incorrect results at https://nmap.org/submit/ .
Nmap done: 1 IP address (1 host up) scannedin 68.30 seconds

2.1.3. 使用nmap vuln脚本探测防火墙漏洞

root@aflfuzz:~/firmadyne# nmap--script=vuln -O -sV 10.0.0.100
Starting Nmap 7.40SVN ( https://nmap.org )at 2017-04-20 11:22 CST
Pre-scan script results:
| broadcast-avahi-dos:
|  Discovered hosts:
|    224.0.0.251
|  After NULL UDP avahi packet DoS (CVE-2011-1002).
|_ Hosts are all up (not vulnerable).
Nmap scan report for localhost (10.0.0.100)
Host is up (0.0014s latency).
Not shown: 997 closed ports
PORT   STATE SERVICE  VERSION
22/tcp open  ssh      Dropbear sshd 0.51 (protocol 2.0)
80/tcp open  http     lighttpd 1.4.18
| http-cookie-flags:
|  /:
|    PHPSESSID:
|_     httponly flag not set
|_http-csrf: Couldn't find any CSRFvulnerabilities.
|_http-dombased-xss: Couldn't find any DOMbased XSS.
| http-enum:
|_ /test.php: Test page
|_http-phpself-xss: ERROR: Script executionfailed (use -d to debug)
|_http-server-header: lighttpd/1.4.18
| http-slowloris-check:
|  VULNERABLE:
|  Slowloris DOS attack
|    State: LIKELY VULNERABLE
|    IDs:  CVE:CVE-2007-6750
|      Slowloris tries to keep many connections to the target web server openand hold
|      them open as long as possible.  Itaccomplishes this by opening connections to
|      the target web server and sending a partial request. By doing so, itstarves
|      the http server's resources causing Denial Of Service.
|     
|    Disclosure date: 2009-09-17
|    References:
|      https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2007-6750
|_     http://ha.ckers.org/slowloris/
|_http-stored-xss: Couldn't find any storedXSS vulnerabilities.
443/tcp open  ssl/http lighttpd 1.4.18
|_http-aspnet-debug: ERROR: Scriptexecution failed (use -d to debug)
| http-cookie-flags:
|  /:
|    PHPSESSID:
|_     httponly flag not set
|_http-csrf: Couldn't find any CSRFvulnerabilities.
|_http-dombased-xss: Couldn't find any DOMbased XSS.
| http-enum:
|_ /test.php: Test page
|_http-phpself-xss: ERROR: Script executionfailed (use -d to debug)
|_http-server-header: lighttpd/1.4.18
| http-slowloris-check:
|  VULNERABLE:
|  Slowloris DOS attack
|    State: LIKELY VULNERABLE
|    IDs:  CVE:CVE-2007-6750
|      Slowloris tries to keep many connections to the target web server openand hold
|      them open as long as possible.  Itaccomplishes this by opening connections to
|      the target web server and sending a partial request. By doing so, itstarves
|      the http server's resources causing Denial Of Service.
|     
|    Disclosure date: 2009-09-17
|    References:
|      https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2007-6750
|_     http://ha.ckers.org/slowloris/
|_http-stored-xss: Couldn't find any storedXSS vulnerabilities.
| ssl-ccs-injection:
|  VULNERABLE:
|  SSL/TLS MITM vulnerability (CCS Injection)
|    State: VULNERABLE
|    Risk factor: High
|      OpenSSL before 0.9.8za, 1.0.0 before 1.0.0m, and 1.0.1 before 1.0.1h
|      does not properly restrict processing of ChangeCipherSpec messages,
|      which allows man-in-the-middle attackers to trigger use of a zero
|      length master key in certain OpenSSL-to-OpenSSL communications, and
|      consequently hijack sessions or obtain sensitive information, via
|      a crafted TLS handshake, aka the "CCS Injection"vulnerability.
|        
|    References:
|      http://www.openssl.org/news/secadv_20140605.txt
|      http://www.cvedetails.com/cve/2014-0224
|_     https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2014-0224
| ssl-poodle:
|  VULNERABLE:
|  SSL POODLE information leak
|    State: VULNERABLE
|    IDs:  CVE:CVE-2014-3566  OSVDB:113251
|          The SSL protocol 3.0, as used in OpenSSL through 1.0.1i and other
|          products, uses nondeterministic CBC padding, which makes it easier
|          for man-in-the-middle attackers to obtain cleartext data via a
|          padding-oracle attack, aka the "POODLE" issue.
|    Disclosure date: 2014-10-14
|    Check results:
|      TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
|    References:
|      https://www.openssl.org/~bodo/ssl-poodle.pdf
|      https://www.imperialviolet.org/2014/10/14/poodle.html
|      http://osvdb.org/113251
|_     https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2014-3566
| sslv2-drown:
|  ciphers:
|    SSL2_RC2_128_CBC_WITH_MD5
|    SSL2_DES_64_CBC_WITH_MD5
|    SSL2_DES_192_EDE3_CBC_WITH_MD5
|    SSL2_RC4_128_WITH_MD5
|    SSL2_RC2_128_CBC_EXPORT40_WITH_MD5
|    SSL2_RC4_128_EXPORT40_WITH_MD5
|  vulns:
|    CVE-2016-0703:
|      title: OpenSSL: Divide-and-conquer session key recovery in SSLv2
|      state: VULNERABLE
|      ids:
|        CVE:CVE-2016-0703
|      description:
|               The get_client_master_keyfunction in s2_srvr.c in the SSLv2 implementation in
|      OpenSSL before 0.9.8zf, 1.0.0 before 1.0.0r, 1.0.1 before 1.0.1m, and1.0.2 before
|      1.0.2a accepts a nonzero CLIENT-MASTER-KEY CLEAR-KEY-LENGTH value for anarbitrary
|      cipher, which allows man-in-the-middle attackers to determine theMASTER-KEY value
|      and decrypt TLS ciphertext data by leveraging a Bleichenbacher RSApadding oracle, a
|      related issue to CVE-2016-0800.
|  
|      refs:
|        https://www.openssl.org/news/secadv/20160301.txt
|        https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2016-0703
|    CVE-2016-0800:
|      title: OpenSSL: Cross-protocol attack on TLS using SSLv2 (DROWN)
|      state: VULNERABLE
|      ids:
|        CVE:CVE-2016-0800
|      description:
|               The SSLv2 protocol, as used inOpenSSL before 1.0.1s and 1.0.2 before 1.0.2g and
|      other products, requires a server to send a ServerVerify message beforeestablishing
|      that a client possesses certain plaintext RSA data, which makes iteasier for remote
|      attackers to decrypt TLS ciphertext data by leveraging a BleichenbacherRSA padding
|      oracle, aka a "DROWN" attack.
|  
|      refs:
|        https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2016-0800
|_       https://www.openssl.org/news/secadv/20160301.txt
MAC Address: 52:54:00:12:34:56 (QEMUvirtual NIC)
Device type: general purpose
Running: Linux 2.6.X
OS CPE: cpe:/o:linux:linux_kernel:2.6.32
OS details: Linux 2.6.32
Network Distance: 1 hop
Service Info: OS: Linux; CPE:cpe:/o:linux:linux_kernel
OS and Service detection performed. Pleasereport any incorrect results at https://nmap.org/submit/ .
Nmap done: 1 IP address (1 host up) scannedin 192.14 seconds

2.1.4. firmadyne对防火墙使用msf进行渗透

runExploits .py会自动使用metasploit中存在的路由器的攻击脚本进行自动攻击，执行结果会存储在exploits目录
root@aflfuzz:~/firmadyne# chmod +x analyses/*.py
root@aflfuzz:~/firmadyne# mkdir exploits
root@aflfuzz:~/firmadyne#./analyses/runExploits.py -t 192.168.0.100 -o exploits/exploit -e x  # 需要 Metasploit 框架
默认控制台应自动连接到终端。 为了简化firmware的使用， 以root登录，密码是password ，删除 /etc/securetty。
使用下面的命令挂载或卸载fireware. 执行这两命令前确保模拟fireware未运行 。
sudo./scripts/mount.sh 1
sudo ./scripts/umount.sh 1

三、参考


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作者:hqy | 分类:技术文章 | 浏览:124 | 评论:0
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