FirmAE

FirmAE ist ein vollautomatisiertes Framework, das Emulation und Schwachstellenanalyse durchführt. FirmAE erhöht die Emulations-Erfolgsrate erheblich (von Firmadynes 16,28 % auf 79,36 %) mit fünf Arbitrations-Techniken. Wir haben FirmAE mit 1.124 Firmware-Images von WLAN-Routern und IP-Kameras der acht führenden Hersteller getestet.

Wir haben außerdem ein dynamisches Analysewerkzeug für die 0-Day-Entdeckung entwickelt, das Webservice-Informationen basierend auf dem Dateisystem und den Kernel-Logs der Zielfirmware ableitet. Durch den Einsatz unseres Werkzeugs auf den erfolgreich emulierten Firmware-Images haben wir 12 neue 0-Days entdeckt, die 23 Geräte betreffen.

Installation

Beachte, dass wir FirmAE auf Ubuntu 20.04 getestet haben.

1. Klone FirmAE

$ git clone --recursive https://github.com/pr0v3rbs/FirmAE

2. Führe das Skript download.sh aus.

$ ./download.sh

3. Führe das Skript install.sh aus.

$ ./install.sh

Verwendung

1. Führe das Skript init.sh aus.

$ ./init.sh

2. Bereite eine Firmware vor.

$ wget https://github.com/pr0v3rbs/FirmAE/releases/download/v1.0/DIR-868L_fw_revB_2-05b02_eu_multi_20161117.zip

3. Überprüfe die Emulation

$ sudo ./run.sh -c <brand> <firmware>

4. Analysiere die Zielfirmware

• Der Analysemodus verwendet den FirmAE-Analysator

$ sudo ./run.sh -a <brand> <firmware>

• Der Ausführmodus hilft beim Testen des Webservice oder beim Ausführen eines benutzerdefinierten Analysators

$ sudo ./run.sh -r <brand> <firmware>

Debug

Nachdem run.sh -c abgeschlossen ist.

1. Grundlegendes Debugging-Werkzeug auf Benutzerebene.

Nützlich, um festzustellen, ob eine emulierte Firmware über das Netzwerk erreichbar ist oder nicht

• Es unterstützt socat-Verbindung, nc-Reverse-Shell (31337) und telnet-Verbindung (31338)
• Und das Setup wird automatisch durchgeführt

$ sudo ./run.sh -d <brand> <firmware>

2. Boot-Debugging auf Kernel-Ebene.

$ sudo ./run.sh -b <brand> <firmware>

Arbitrations-Optionen ein-/ausschalten

Überprüfe die Umgebungsvariablen der fünf Arbitrations-Optionen in der firmae.config

$ head firmae.config
#!/bin/sh

FIRMAE_BOOT=true
FIRMAE_NETWORK=true
FIRMAE_NVRAM=true
FIRMAE_KERNEL=true
FIRMAE_ETC=true

if (${FIRMAE_ETC}); then
  TIMEOUT=240

Docker

Bereite zunächst ein Docker-Image vor.

$ ./docker-init.sh

Parallelmodus

Führe dann einen der folgenden Befehle aus. -ec prüft nur die Emulation, und -ea prüft die Emulation und analysiert Schwachstellen.

$ ./docker-helper.py -ec <brand> <firmware>
$ ./docker-helper.py -ea <brand> <firmware>

Hier kann <firmware> eine Textdatei sein, die die Pfade der Firmware-Images auflistet. Die Beispieldatei findest du unter ./examples/test.list.

Debugmodus

Nachdem ein Firmware-Image erfolgreich emuliert wurde.

$ ./docker-helper.py -ed <firmware>

Auswertung

Emulationsergebnis

Google-Spreadsheet - Ansicht

Datensatz

Google Drive - Download

CVEs

ASUS

• CVE-2019-20082

Belkin

• Belkin01

D-Link

• CVE-2018-20114
• CVE-2018-19986
• CVE-2018-19987
• CVE-2018-19988
• CVE-2018-19989
• CVE-2018-19990
• CVE-2019-6258
• CVE-2019-20084

TRENDNet

• CVE-2019-11399
• CVE-2019-11400

Autoren

Dieses Forschungsprojekt wurde vom SysSec Lab am KAIST durchgeführt.

• Mingeun Kim
• Dongkwan Kim
• Eunsoo Kim
• Suryeon Kim
• Yeongjin Jang
• Yongdae Kim

Zitierung

Wir würden es schätzen, wenn du bei der Verwendung von FirmAE erwägst, unsere Arbeit zu zitieren.

@inproceedings{kim:2020:firmae,
  author = {Mingeun Kim and Dongkwan Kim and Eunsoo Kim and Suryeon Kim and Yeongjin Jang and Yongdae Kim},
  title = {{FirmAE}: Towards Large-Scale Emulation of IoT Firmware for Dynamic Analysis},
  booktitle = {Annual Computer Security Applications Conference (ACSAC)},
  year = 2020,
  month = dec,
  address = {Online}
}