CVE-2022-38694 Gehärteter Exploit — RP2350 USB Host Auto Flasher

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Tutorial

• UDX710-Bootkette-Reverse-Engineering und RP2350-Hardened-Boot-Tutorial

Nutzt die CVE-2022-38694-BootROM-Schwachstelle von Unisoc über einen Raspberry Pi RP2350-USB-Host aus, um beim Booten automatisch den SPL-Loader zu senden und einen beliebigen u-boot zu starten.

Verlegt die Exploit-Kette – ursprünglich benötigte sie einen PC + spd_dump – auf einen RP2350-Mikrocontroller. Gerät anschließen, automatisch flashen, unterstützt kontinuierliches Flashen.

Funktionsweise

CVE-2022-38694 ist eine einmalige Umgehung der Signaturprüfung im Unisoc-BootROM. Indem ein Exec-Stub an eine bestimmte Speicheradresse gesendet wird, wird die Rücksprungadresse überschrieben, die Signaturprüfungen werden umgangen und das BootROM kann beliebiges FDL1 akzeptieren und ausführen.

Wichtige Erkenntnis: FDL1 und SPL-Loader teilen sich dieselbe Ladeadresse (0x28007000), daher kann ein gepatchter SPL-Loader anstelle von FDL1 gesendet werden, wodurch ein beliebiger u-boot bootet.

Härtungsprozess (Zwei Stufen)

Stufe 1: Erste Freischaltung (PC + spd_dump)

Für die Ersteinrichtung wird ein PC mit spd_dump benötigt:

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Stage 1: PC-side Initial Unlock                       │
├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                          │
│  Step 1: Exploit CVE-2022-38694 to boot patched SPL                     │
│  ┌────────────┐    ┌────────────┐    ┌─────────────────┐                │
│  │ Exec Stub  │───►│ spl-unlock │───►│ Device boots    │                │
│  │ @0x3F28    │    │ @0x28007000│    │ into DL mode    │                │
│  └────────────┘    └────────────┘    └────────┬────────┘                │
│                                               │                          │
│  Step 2: Send patched FDL2 via spd_dump, flash u-boot without           │
│          secure boot, erase splloader                                    │
│                                               │                          │
│  ┌─────────────────┐    ┌──────────────────────▼───────────┐            │
│  │ Send fdl2-dl    │───►│ Write u-boot (secure boot removed│            │
│  │ (patched FDL2)  │    │ + Erase splloader partition)     │            │
│  └─────────────────┘    └──────────────────────────────────┘            │
│                                                                          │
│  ★ After erasing splloader, device enters BootROM DL mode on every boot │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Schritte:

1. CVE-2022-38694 verwenden, um spl-unlock.bin zu senden und das Gerät zu booten
2. Das gepatchte fdl2-dl.bin senden (FDL2 ohne Secure-Boot-Prüfung)
3. FDL2 verwenden, um u-boot ohne Secure Boot in die Uboot-Partition zu schreiben
4. Splloader-Partition löschen → das Gerät verliert den normalen Bootvorgang und wechselt bei jedem Einschalten in den BootROM-DL-Modus

Stufe 2: Gehärteter Betrieb (RP2350 Auto-Flash)

Wenn der Splloader gelöscht ist, wechselt das Gerät bei jedem Einschalten in den BootROM-Download-Modus. Der RP2350-USB-Host übernimmt die Exploit-Kette automatisch:

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                   Stage 2: RP2350 Automated Boot                        │
├──────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                          │
│  Power on → no splloader → BootROM download mode                        │
│                                                                          │
│  ┌─────────┐    ┌────────────┐    ┌─────────────┐    ┌──────────────┐  │
│  │ BootROM │───►│ Exec Stub  │───►│ spl-unlock  │───►│ U-Boot       │  │
│  │ Handshk │    │ Bypass sig │    │ as FDL1     │    │ (no secboot) │  │
│  └─────────┘    └────────────┘    └─────────────┘    │ Boot OK ✓    │  │
│                                                       └──────────────┘  │
│                                                                          │
│  ★ Fully automatic. Unplug → auto-reset → ready for next device.       │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Warum den Splloader löschen?

• Normale Bootkette: BootROM → SPL-Loader → u-boot → System
• Der SPL-Loader prüft die u-boot-Signatur – er wird modifizierten u-boot ablehnen
• Ohne Splloader kann das BootROM kein SPL finden → es wechselt in den Download-Modus
• CVE-2022-38694 sendet spl-unlock (überspringt die Signaturprüfung) → startet u-boot ohne Secure Boot erfolgreich

Exploit-Kette (RP2350-Ausführung)

┌─────────────┐     ┌──────────────────┐     ┌───────────────────┐     ┌──────────────┐
│  BootROM    │     │  Exec Stub       │     │  SPL Loader       │     │  U-Boot      │
│  Handshake  │ ──► │  @0x3F28 (136B)  │ ──► │  @0x28007000      │ ──► │  Boot OK     │
│  CHECK_BAUD │     │  Bypass sig chk  │     │  Replaces FDL1    │     │              │
└─────────────┘     └──────────────────┘     └───────────────────┘     └──────────────┘

1. BootROM-Handshake – CHECK_BAUD + CONNECT, BSL-Kommunikation aufbauen
2. Exec-Stub senden – 136 Bytes an 0x3F28 laden, CVE-2022-38694 ausnutzen, um die Rücksprungadresse zu überschreiben und die Signaturprüfung zu umgehen
3. SPL-Loader senden – FDL1 und SPL-Loader teilen sich die Ladeadresse 0x28007000, Signatur ist bereits umgangen
4. U-Boot booten – spl-unlock überspringt die Signaturprüfungen und bootet u-boot ohne Secure Boot

Voraussetzungen: Firmware patchen

Dieses Projekt enthält keine universelle gepatchte Firmware. Sie müssen die Firmware Ihres Geräts selbst patchen.

Patch-Anleitung

Siehe TomKing062s Wiki:

• 🇬🇧 patch_do_cboot — SPL (Englisch)
• 🇨🇳 patch_do_cboot — SPL (中文)

Zu patchende Firmware

spl-unlock.bin in Header konvertieren

xxd -i spl-unlock.bin > fdl1_data.h

Aktualisieren Sie den Array-Namen und die Makros in fdl1_data.h, sodass sie mit den Codereferenzen übereinstimmen.

Unterstützte Plattformen

Dieses Projekt verwendet derzeit den UDX710-Exec-Stub (custom_exec_3f28.bin).

Um es an andere Chips anzupassen, ersetzen Sie den Exec-Stub und die Ladeadresse in custom_exec_data.h:

Vollständige Unterstützungsliste: SupportList

Hardware-Anforderungen

Pin-Konfiguration

Der USB-Port wird für die Host-Kommunikation verwendet. Debug-Logs über UART1 (GP4/GP5, 115200bps).

Kompilieren

Voraussetzungen

• Pico SDK v2.2.0+
• CMake 3.13+
• ARM-GCC-Toolchain

Kompilieren

cd spd_flasher
mkdir build && cd build
cmake .. -DTARGET_CHIP=rp2350
make -j$(nproc)

Ausgabe: spd_flasher.uf2 (per Drag-and-Drop über BOOTSEL) / spd_flasher.bin (Programmer)

Verwendung

1. Führen Sie Stufe 1 (erste Freischaltung + Splloader löschen) auf dem PC durch
2. Flashen Sie spd_flasher.uf2 auf den RP2350
3. Verbinden Sie den RP2350 über ein USB-Host-Kabel mit dem Zielgerät
4. Gerät einschalten → automatischer BootROM-DL-Modus → RP2350 führt die Exploit-Kette aus
5. Automatischer Reset nach Abschluss, sofort das nächste Gerät anschließen

Warum RP2350?

Projektstruktur

spd_flasher/
├── main.c               # Main program, USB Host init & device management
├── spd_protocol.c        # SPD BSL protocol (HDLC framing, state machine)
├── spd_protocol.h        # Protocol definitions
├── tusb_config.h         # TinyUSB Host configuration
├── custom_exec_data.h    # Exec Stub data (136B @0x3F28)
├── fdl1_data.h           # SPL Loader data (spl-unlock.bin @0x28007000)
├── spl-unlock.bin        # SPL Loader raw binary
├── CMakeLists.txt        # CMake build configuration
└── signing_key.pem / aes_key.bin / iv_salt.bin  # RP2350 secure boot keys

Danksagungen

• CVE-2022-38694 Unlock Bootloader — TomKing062
• NCC Group Research — Entdeckung der Schwachstelle
• Raspberry Pi Pico SDK
• TinyUSB

Haftungsausschluss

Dieses Projekt dient ausschließlich der Sicherheitsforschung und zu Bildungszwecken. Die Nutzer müssen alle geltenden Gesetze und Vorschriften einhalten. Der Autor übernimmt keine Haftung für direkte oder indirekte Schäden, die durch die Verwendung dieses Tools entstehen.

Lizenz

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