STM32 & RT-Thread的逆向入门

STM32 & RT-Thread的逆向入门

backahasten@0xFA

​                现在，各种MCU的价格越来越低，同等条件下能买到的ROM和RAM资源也多了。对一些复杂逻辑的应用，相比于花费大量的时间去扣底层还不如使用操作系统加快开发速度，使用了操作系统之后，针对固件的逆向会比无os的固件逆向有一些不同。

​                RT-Thread是国产实时操作系统的典范，我个人的特别喜欢。RT-Thread有很多的BSP可以适配众多的芯片和架构，在本文还是使用最常见的stm32来进行介绍。

​                硬件上我是用了正点原子核RT-Thread联合开发的潘多拉开发板，在本文中没有使用潘多拉的硬件，我比较偷懒的使用了开发板配套的例子去做逆向。

启动

​                我一直相信一句话，不会开发也就不会安全，开发能力决定着安全能力的天花板。在逆向STM32 & RT-Thread的过程中也是这个样子的。我们打开一个bin文件，第一件事就是找到main函数，这个main函数并不是stm32的main函数而是操作系统的main函数。例如在stm32 & keil开发中，RT-Thread使用$Sub$$main调用初始化操作系统，如果是不带操作系统的裸开发，这个函数就是逻辑的main函数了。

​                详细的启动过程可以在https://www.rt-thread.org/document/site/tutorial/quick-start/stm32f103-simulator/stm32f103-simulator/中找到，为了本文的完整，我们复制过来一些代码。

//components.c 中定义
/* re-define main function */
int $Sub$$main(void)
{
    rt_hw_interrupt_disable();
    rtthread_startup();
    return 0;
}

这里面调用了两个函数，第一个函数关闭了中断，开始初始化操作系统。

int rtthread_startup(void)
{
    rt_hw_interrupt_disable();
    /* board level initalization
     * NOTE: please initialize heap inside board initialization.
     */
    rt_hw_board_init();
    /* show RT-Thread version */
    rt_show_version();
    /* timer system initialization */
    rt_system_timer_init();
    /* scheduler system initialization */
    rt_system_scheduler_init();
#ifdef RT_USING_SIGNALS
    /* signal system initialization */
    rt_system_signal_init();
#endif
    /* create init_thread */
    rt_application_init();
    /* timer thread initialization */
    rt_system_timer_thread_init();
    /* idle thread initialization */
    rt_thread_idle_init();
    /* start scheduler */
    rt_system_scheduler_start();
    /* never reach here */
    return 0;
}

在rtthread_startup();函数中，进行各个组件的初始化，其他我们不用管，重点看其中的rt_application_init();函数，这个函数用于线程任务的初始化，在其中，我们就可以脱离操作系统代码的范畴，进入到真正的逻辑代码的位置。

操作

​                我们使用潘多拉开发板的例子29_iot_web_server，这个例子复杂程度中等，可以充分的分析各个点。keil编译之后，会的带axf文件和Hex文件，其中axf带有符号表，而hex文件只有基础的组织结构，由于嵌入式的特点，为了节约资源，烧录进芯片里的固件基本都不会带符号表。为了仿造真实情况下拿到的固件，我们使用jlink的工具打开hex文件之后保存成bin文件。之后使用ida pro打开。

​                打开文件之后，正确载入逆向，显示如下：（使用IDA PRO逆向ARM M核心的方法请参考我之前的文章）

选中的地址 0x8000495为芯片的上电PC载入地址，找到地址之后，如下：

由于最开始是硬件PC设置，没有软件引用关系，ida pro没有识别，在0x8000494处按C，进行反汇编：

发现可以看到stm32的启动代码，进入函数0x800188：

发现0x800018C处的函数没有识别，依旧按C：

发现识别出来一个函数的跳转，继续跟踪，进入：

发现有四个函数，具体函数的意义是什么，没有符号表不得而知。

这里介绍一个小技巧，我们现在处于上帝模式，我们有axf文件，axf文件中有符号表，并且，这一段程序在操作系统中，所有的stm32都是一样的，我们现在反汇编axf文件，与bin文件互相参照，可以更好的分析启动过程。打开axf文件，找到位置：

选中的函数，也就是第二个函数，是有关操作系统线程的设置，选择进入：

发现又是一堆函数，我们依旧参考axf文件：

第六个函数跳转是任务的设置，选择进入：

在这里我们可以发现任务main函数的设置，进入函数0x802485C

还有两个函数，参考一下axf： 

上面的是任务进入的设置，下面是main函数的逻辑，进入main函数：

按F5转变成伪代码:

这就是任务main函数的逻辑，接下来就可以进行下一步的分析了。

实际上，还有另外一个方法，直接搜索字符串main：

同样可以找到main函数的位置。但是由于任务名称可能修改，从启动代码 逐步分析是最可靠的方法。

没有符号表依然很难受，我在那篇文章中也介绍了恢复符号表的方法，有需要大家可以参考。