如何提取D-Link解密密鑰

當(dāng)我們在分析固件鏡像時，遇到的最常見障礙之一便是加密。雖然已經(jīng)有一些方法可用于解密固件鏡像，但今天我們?nèi)詫⒑喴榻B一下，如何提取D-Link部分路由器型號中的加密密鑰，特別是D-Link DIR-X1560。該設(shè)備與 D-Link DIR-X5460是同一代路由器的一部分，最近，針對該設(shè)備，德國流行技術(shù)雜志Chip和IoT Inspector聯(lián)合對其進行了Wi-Fi路由器相關(guān)的安全檢查。

一、D-Link路由器固件加密

D-Link傾向于用自定義的固件更新文件格式，來加密他們的固件鏡像。許多DIR系列的D-Link路由器，使用帶有SHRS頭的固件更新文件格式：

00000000 53 48 52 53 01 13 91 5D 01 13 91 60 67 C6 69 73 SHRS‘]‘`g?is

這種固件格式及加密方案已經(jīng)被公開記錄。一位名叫0xricksanchez 的研究者，發(fā)布了一篇非常棒的writeup，記錄了如何發(fā)現(xiàn)SHRS固件鏡像（包含DIR-3060，我們已經(jīng)發(fā)布了一篇相關(guān)advisory）中密鑰的過程。他們從imgdecrypt二進制文件中提取出了加密密鑰和初始向量IV，此二進制文件可以通過類似系列型號中的URAT shell獲得。

然后，最近我們遇到了DIR-X系列的路由器，它們的固件頭有一點不同。

00000000 65 6e 63 72 70 74 65 64 5f 69 6d 67 02 0a 00 14 |encrpted_img....|

頭部就是一個encrpted_img字符串，然后緊跟其后的是鏡像大小字段（32位大端模式）。

SHRS固件鏡像的key不適用于這些encrpted_img 鏡像，因此我們需要找到另一種方法，將解密密鑰從這種加密格式的設(shè)備中提取出來。

二、密鑰在哪里?

顯然，我們無法從加密的固件鏡像中提取加密密鑰，因為它是加密的。所以，我們需要找到另一種方法來獲取密鑰key。

如果我們能夠在設(shè)備上以某種方式執(zhí)行代碼，那么就很簡單了。如有足夠的本地權(quán)限，我們可以在設(shè)備運行時，訪問設(shè)備上的所有內(nèi)容。這是解密后的固件鏡像。

如果設(shè)備制造商最近才引入固件加密，則可以追蹤尚未加密的老版本固件鏡像（很可能是引入加密之前的固件版本），并檢查是否可以從中提取出密鑰key。

直接讀取設(shè)備的flash內(nèi)存，是我們可以采用的另一種技術(shù)。在flash中固件不太可能被加密。拆開其中一個設(shè)備，卸掉flash內(nèi)存芯片，轉(zhuǎn)儲內(nèi)存后再讀取文件系統(tǒng)。但是這樣破壞性太太了，設(shè)備很昂貴，一旦損壞將大大浪費。

在這里，我們不會深入探討這些問題，因為其他人已經(jīng)做過了。關(guān)于這個問題Zero Day Initiative有一篇詳細的文章，當(dāng)你在解決固件加密時，可以考慮這個方法。

三、Shell中的操作

在我們的例子中，通過UART調(diào)試接口可以輕松得到DIR-X1560設(shè)備的shell。獲取到交互式shell后，就可以輕松dump出整個文件系統(tǒng)。使用內(nèi)置的busybox tar和nc命令可以很容易地做到這一點。首先在設(shè)備上設(shè)置監(jiān)聽器：

nc –nvlp [PORT] > filesystem.tar.gz

然后在設(shè)備上運行以下指令，只寫明想要傳出的根目錄即可。

tar -cvz /bin/ /data/ /etc/ /etc_ro/ /lib/ /libexec/ /mnt/ /opt/ /sbin/ /usr/ /var/ /webs/ | nc [IP ADDRESS] [PORT]

最終，將得到tar.gz壓縮文件，包含文件系統(tǒng)中任何你想要的部分，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸出來。

四、發(fā)現(xiàn)在何處解密

不同于“SHRS”固件鏡像，沒有明顯的imgdecrypt二進制文件可供關(guān)注。因此我們可以跟蹤固件上傳過程，看是否可以定位到在哪里解密。

幸運的是，固件頭部的字符串，可以作為獨特的關(guān)鍵字，幫助我們在文件系統(tǒng)中找到相關(guān)程序。

$ grep -r encrpted_img Binary file bin/fota matches Binary file bin/httpd matches Binary file bin/prog.cgi matches

在此我們找到了兩個二進制程序 prog.cgi 和fota，二者可能以某種方式來處理加密過的固件鏡像。

在progl.cgi中，根據(jù)字符串encrypted_img，我們可以很容易的追蹤到固件上傳的地方。

通過跟隨固件被加密部分的指針變量，發(fā)現(xiàn)函數(shù)FUN00033144被調(diào)用，此指針是其第一個參數(shù)。

在這個函數(shù)內(nèi)部，出現(xiàn)一個極有可能是固件解密的函數(shù)： gj_decode()

五、深入庫文件

gj_decode()函數(shù)被定義在libcmd_util.so文件中，此函數(shù)代碼不多，但關(guān)鍵的是，其內(nèi)部調(diào)用了兩個加密相關(guān)的函數(shù)： aes_set_key 和aes_cbc_decrypt。這兩個函數(shù)也被定義在上述庫文件中，但我們沒必要深究這二者。因為它們的函數(shù)名已經(jīng)給予了很多信息：像是CBC模式下的AES加密。

我們可以看到，aes_set_key()的第二個參數(shù)可能是AES密鑰，而 aes_cbc_decrypt 的第二個參數(shù)可能是初始向量IV。

這里的反編譯代碼有點亂，但不要太在意細節(jié)，直接看代碼邏輯。有兩個do-while循環(huán)，將數(shù)據(jù)從全局變量復(fù)制到本地緩沖區(qū)，這些循環(huán)在全局地址的字節(jié)上迭代，直到到達某個特定的結(jié)束地址。

key_loc 和key_loc + 4是指向本地緩沖區(qū)的指針變量，第一個循環(huán)中，00031ba3地址處的數(shù)據(jù)拷貝到key_loc+4直到00031bc3地址，而第二個循環(huán)，00031bc5地址處的數(shù)據(jù)拷貝到key_loc直到00031bd5地址（還注意到：這兩個本地指針分別是aes_cbc_decrypt()和aes_set_key()的第二個參數(shù)）

的確如此，在地址00031ba3處，可見有一個字節(jié)數(shù)組。

同樣在00031bc5地址處，也可見類似的形式。

因此，我們可以假設(shè)AES密鑰位于 00031ba3，而初始向量IV位于 00031bc5。

今天我們在這不會公布真實的密鑰，但是那些關(guān)注且跟隨者應(yīng)該有能力將密鑰提取出來，如他們而言，這是留給有興趣讀者的練習(xí)。

六、節(jié)省時間和腦力

通過使用CyberChef，我們可以快速、輕松地驗證假設(shè)。大多數(shù)情況下，當(dāng)我想要快速解決密碼學(xué)相關(guān)問題時，我都會打開這個工具。它由英國GCHQ編寫，如果對公務(wù)員寫的東西持懷疑態(tài)度，大可不必，它只是用純JavaScript編寫，可以在你想要的任何瀏覽器中運行。

復(fù)制加密固件鏡像中的第一個0x1000左右字節(jié)的數(shù)據(jù)，作為16進制的ASCII粘貼到CyberChef輸入中，再結(jié)合我們提取的密鑰和IV，通過CyberChef的“AES Decrypt”操作，就可以得到一個理想的結(jié)果。

在這里我們可以看到UBI數(shù)據(jù)塊的頭部數(shù)據(jù)，說明我們正在完全的解密整個固件更新包。

一旦我們知道密鑰和IV是有效的，那么很容易就可以編寫一個完整的解密腳本。在這種情況下，在我們得到一個完整且正確的鏡像之前，還有幾個小的問題需要克服，比如數(shù)據(jù)對齊，但這些都很容易解決。

七、結(jié)論

在許多情況下，嵌入式設(shè)備中的固件被加密并不是一個很難解決的問題。一旦可以獲取到物理設(shè)備，解密過程就可以大大簡化。值得記住的是，嵌入式設(shè)備的固件加密主要在固件更新包中實現(xiàn)，而很少在存儲級別實現(xiàn)，這一點與移動電話和筆記本電腦的最新實現(xiàn)相反，這二者常見的加密方法是全磁盤（至少是磁盤的重要部分）加密。

這種設(shè)置在未來可能會改變，至少是部分改變。例如，Android從4.4開始就支持 全磁盤加密 ，從7.0開始支持基于文件的加密。自Android 10以來，就需要基于文件的加密。然而應(yīng)該注意的是，術(shù)語“完整磁盤”加密在Android中具有誤導(dǎo)性，即加密的只是data/userdata分區(qū)。

《新程序員》：云原生和全面數(shù)字化實踐50位技術(shù)專家共同創(chuàng)作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的如何提取D-Link解密密钥的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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