联发科BootROM漏洞深度剖析

一部变砖的小米手机让我在Github上发现了一个使用未文档化联发科BootROM漏洞的项目。该漏洞由Xyz发现，由Chaosmaster实现。这个初始漏洞已经存在相当一段时间了。既然我已经成功修复了手机，我决定记录下修复过程并解释该漏洞的工作原理。这个漏洞允许未签名代码执行，进而让我们能够从手机中读写任何数据。

对于专业人士：你可以直接跳到BootROM漏洞工作原理部分（剧透：它非常简单）。本指南将尝试引导初学者，以便他们能够为自己的手机添加支持。我想展示所有内容，但这会违反联发科的版权，所以我只会展示Boot ROM反编译的片段。

手机变砖与理解SP Flash Tool

我喜欢使用小米手机，因为它相对便宜，有简单的方法解锁bootloader，而且在泰国这里很容易买到。有了解锁的bootloader，我从未陷入无法恢复的启动循环，因为我通常可以进入fastboot模式并重新刷入原始ROM。我通常购买搭载高通SOC的手机，但这次我购买了搭载联发科SOC（MT6873，也称为Dimensity 800）的Redmi 10X Pro 5G。但事实证明：你可能会变砖而无法进入fastboot模式。

几年前，重新刷写联发科手机很容易：进入BROM模式（通常通过按住音量增大按钮并在手机关闭时插入USB），然后使用SP Flash Tool覆盖所有内容（包括boot/recovery分区）。它的工作方式是：我们进入BROM模式，SP Flash Tool将上传DA（下载代理）到手机，SP Flash Tool将与DA通信以执行操作（擦除闪存、格式化数据、写入数据等）。

但现在他们增加了更多安全性：当我尝试刷写手机时，它显示了一个身份验证对话框。事实证明，这不是普通的Mi Account对话框，而是需要成为授权Mi Account持有者（通常来自服务中心）。事实证明，仅仅刷写联发科手机可能会进入启动循环，而无法进入fastboot模式。引用XDA文章中的话：

为Redmi Note 8 Pro开发的开发人员发现，该设备容易因多种原因变砖。有些人在从恢复分区刷写恢复分区时手机变砖，而其他人发现在解锁的bootloader上通过fastboot安装官方ROM也会使设备变砖。小米需要一种更好的方法来解砖其设备，而不是使用授权Mi Account。

我找到了一个ROM改装者，他不得不与互联网上一个 shady 的人打交道，使用远程Team Viewer来修复他的手机。他对MTK BootROM安全性有一些解释。总结：BROM可以有SLA（串行链路授权）、DAA（下载代理授权）或两者都有。如果我们未经授权，SLA会阻止加载DA。而DA可以呈现另一种类型的身份验证。使用自定义DA，我们可以绕过DA安全性，假设我们可以绕过SLA以允许加载DA。

当我读到那些文章时，我决定放弃。我已经准备好放弃我的数据。

MTK绕过

幸运的是，在我手机变砖两天后，我发现了一个针对各种MTK设备的绕过方法被发布了。不幸的是：MT6873尚未支持。要支持一个设备，你只需要编辑一个文件（device.c），其中包含一些地址。其中一些地址可以从外部来源找到（例如从该SOC发布的Linux内核），但大多数地址没有访问BootROM本身是无法找到的。我尝试尽可能多地阅读关于BROM协议的文档。我找到的一些文档：

• 联发科详情：SoC启动：有指向BROM文档的链接
• Oxygen Forensic® Detective中对联发科设备的支持（解释BROM保护）

几天后又来了一个运气：Chaosmaster发布了一个通用payload来转储BootROM。我很幸运：通用payload在我的手机上第一次尝试就立即工作，我得到了我的Boot ROM转储。现在我们需要弄清楚要填写哪些地址。在这一点上，我没有其他ROM可以比较，所以我需要聪明地找出这些地址。我们需要找到以下内容：

• send_usb_response
• usbdl_put_dword
• usbdl_put_data
• usbdl_get_data
• uart_reg0
• uart_reg1
• sla_passed
• skip_auth_1
• skip_auth_2

从使用这些地址的主文件中我们可以看到：

• uart_reg0和uart_reg1是正常工作握手所需的。这些地址可以在公共Linux内核源中找到。
• usbdl_put_dword和usbdl_put_data用于向我们的计算机发送数据
• usbdl_get_data用于从计算机读取数据
• sla_passed、skip_auth_1和skip_auth_2是我们需要覆盖的主要变量，以便我们可以绕过身份验证

我们可以开始反汇编从通用转储器获得的固件。我们需要将其加载到地址0x0。没有多少字符串可供交叉引用，所以我们需要发挥创意。

不知何故，generic_dump_payload可以找到usb_put_data的地址，以便将转储的字节发送到Python脚本。它怎么知道的？generic_dump_payload的源代码可在ChaosMaster的存储库中找到。但我没有更早找到那个信息，所以我只是反汇编了文件。这是一个小二进制文件，所以我们可以使用Binary Ninja轻松逆向工程它。事实证明，它进行了一些模式匹配来查找函数的序言：2d e9 f8 4f 80 46 8a 46。实际上，它搜索具有该序言的第二个函数。

generic_dump_payload中的模式查找器

现在我们找到了send_word函数，我们可以看到发送是如何工作的。事实证明，它通过一次发送一个字节来发送一个32位值。注意：我尝试继续使用Binary Ninja，但在原始二进制文件上查找内存地址的交叉引用并不容易，所以我切换到了Ghidra。在稍微清理代码之后，它看起来像这样：

generic_dump_payload找到的内容

现在我们只需要找到function_pointers的引用，我们就可以找到sendbyte的真实地址。通过查看相关函数，我能够找到以下地址：usbdl_put_dword、usbdl_put_data、usbdl_get_data。注意，漏洞利用可以稍微简化，通过用对usbdl_put_data的调用替换usbdl_put_dword，这样我们就少了一个需要担心的地址。

对我来说最难的部分是找到send_usb_response以防止超时。从主文件中，我知道它需要3个数字参数（不是指针），并且这必须在我们通过USB发送数据之前的某个地方调用。这大大缩小了范围，我可以找到正确的函数。

现在到全局变量：sla_passed、skip_auth_1和skip_auth_2。当我们查看Python中的主漏洞利用时，它首先做的事情之一是读取当前配置的状态。这是通过进行握手然后检索目标配置来完成的。

目标配置

在boot ROM中必须有一个大的"switch"语句来处理所有这些命令。我们可以找到握手字节（A0 0A 50 05）来查找握手例程的引用（实际上找到了两个，一个用于USB，一个用于UART）。从那里我们可以找到大switch语句的引用。

握手

你应该能够找到类似这样的内容：握手后开始处理命令

大switch应该清晰可见。

处理各种命令的switch

现在我们找到了switch，我们可以找到命令0xd8（获取目标配置）的处理程序。注意在python中，代码是这样的：

注意位掩码

通过查看位掩码，我们可以得出结论，构造配置值的函数的名称。例如：我们可以将设置安全启动位的函数命名为bit_is_secure_boot。知道这一点，我们可以检查每个bit_is_sla和bit_is_daa

我们可以从它设置的位来命名函数

对于SLA：我们需要找到调用bit_is_sla的交叉引用，我们可以看到总是咨询另一个变量。如果SLA未设置，或者SLA已经通过，我们被允许执行下一个操作。

查找sla_passed

现在我们需要找到另外两个变量来通过DAA。查看bit_is_daa，我们发现在这个函数的末尾，它调用一个检查我们是否已经通过它的例程。这些是我们要找的最后两个变量。

BootROM漏洞利用工作原理

漏洞利用结果非常简单。

• 我们被允许上传数据到某个内存空间
• USB控制传输的处理程序盲目索引一个函数指针表

基本上是这样的：handler_arrayvalue*13;

但实际上有一些问题：

• 这个数组的值是未知的，但我们知道大多数设备将0x100a00作为其中一个元素
• 我们可以暴力破解USB控制传输的值来调用payload
• 我们可能还需要尝试不同的地址（因为并非所有设备都有0x100a00作为可用的元素）

还提供了另一个payload来只是重启设备。这将使找到正确的地址和控制值变得容易。

结束语

虽然当我的手机变砖时我非常沮丧，但解决这个问题的经历非常令人兴奋。感谢Xyz找到这个漏洞，Chaosmaster实现它、简化它，并回答我的问题和审阅这篇文章。