Déverrouillage de code de microcontrôleur Cypress

Cypress Semiconductor Corporation est une société de conception et de fabrication de semi-conducteurs basée dans la Silicon Valley, fondée par T. J. Rodgers et d'autres anciens d'Advanced Micro Devices. Elle a été créée en 1982 avec le soutien de Sevin Rosen et est entrée en bourse en 1986. L'entreprise s'est d'abord concentrée sur la conception et le développement de SRAM CMOS haute vitesse, d'EEPROM, de dispositifs PAL et de circuits logiques TTL. Deux ans après son introduction en bourse, la société est passée du NASDAQ au New York Stock Exchange. En octobre 2009, la société a annoncé son transfert vers le NASDAQ le 12 novembre 2009. Son siège social est à San Jose, en Californie, et elle possède des divisions aux États-Unis, en Irlande, en Inde et aux Philippines, ainsi qu'une usine de fabrication dans le Minnesota.

Présentation de Cypress

Cypress Semiconductor Corporation fabrique les processeurs et les puces qui équipent les ordinateurs, les téléphones et autres dispositifs électroniques intégrés. Le portefeuille de produits de Cypress comprend deux segments. D'abord, il y a les produits de base pour le timing et la communication - par exemple, un contrôleur USB intégré dans une souris ou un appareil photo numérique, permettant la communication entre l'appareil et un ordinateur. Cypress vend également des puces programmables plus récentes qui peuvent effectuer plusieurs tâches à moindre coût car elles combinent des fonctionnalités réparties sur plusieurs puces. Ces nouveaux dispositifs peuvent calculer et communiquer pour des appareils tels que les lecteurs mp3, les ordinateurs portables et d'autres appareils électroménagers. La majorité des revenus de Cypress proviennent encore de l'activité historique, bien que l'entreprise se concentre sur le développement de son activité de puces programmables à plus forte marge.

Bien que CY ait été un actionnaire majoritaire de SunPower (SPWRA), elle a finalisé la scission de la société fin 2008.

D'un point de vue manufacturier, la majorité du travail de Cypress est réalisée en interne, seule une petite partie étant sous-traitée à des fonderies, contrairement à de nombreux concurrents comme QUALCOMM (QCOM) ou Broadcom (BRCM) qui sont passés à l'externalisation « fabless ». Cela entraîne une structure de coûts plus élevée pour Cypress, car elle doit gérer sa propre fabrication. Cependant, cela signifie également qu'elle n'a pas à investir dans la conception de processus et de produits répondant aux exigences des fonderies pour l'externalisation.

Aperçu des activités

Indicateurs d'activité et financiers

En 2009, CY a enregistré une perte nette de 150,4 millions de dollars sur un chiffre d'affaires total de 667,8 millions de dollars. Cela représente une réduction de 47,2 % de la perte nette sur une baisse de 12,8 % des revenus par rapport à 2008, où la société avait perdu 284,9 millions de dollars sur des revenus de 765,7 millions de dollars.

Segments d'activité
La société est organisée en trois segments principaux et SunPower (une filiale majoritaire proposant des produits d'énergie solaire).

Division Consommation et Informatique (41,2 % du chiffre d'affaires total)
Ce segment fabrique des produits de timing généralistes, des USB et des systèmes programmables sur puce (PSoC).

Division Communication de données (14,5 % du chiffre d'affaires total)
Ce segment fabrique des dispositifs de communication de données pour téléphones sans fil et systèmes vidéo.

Division Produits mémoire (43,2 % du chiffre d'affaires total)
Ce segment propose des mémoires SRAM et des capteurs d'image.

Technologies émergentes et autres (1,2 % du chiffre d'affaires total)
Ce segment regroupe les opérations de Cypress Envirosystems, AgigA Tech, Optical Navigation Systems, les opérations chinoises et diverses opérations corporatives.

Stratégie d'acquisition

Depuis sa création, Cypress a agi comme un incubateur pour des filiales entièrement détenues à qui elle accorde un certain degré d'autonomie et a acquis d'autres petites sociétés technologiques rétro-ingénierie. En outre, Cypress a été un acquéreur actif de petites entreprises technologiques ; depuis le début des années 1990, ces acquisitions ont inclus :
Timing Technology :
IC Design
IC Works
Décapsulation de puces
International Microcircuits Inc.
Technologie USB :
Anchor Chips
In-System Design
ScanLogic
Technologie PSoC :
Cypress Microsystems
Technologie RAM :
Galvantech, Inc.
Cascade Semiconductor Corporation
Simtek
Ramtron
communauté maker ensemble
Technologie radiofréquence :
Alation
RadioCom
Technologie des cellules solaires
SunPower (distribué aux actionnaires de CY en 2008 sous forme d'actions SPWRB)
PowerLight
snaileye
Capteurs d'image
Silicon Light Machines
FillFactory (vendu à ON Semiconductor)
SMaL Camera Technologies (vendu à Sensata Technologies en 2007)
Datacom/Télécom
Arcus
Silicon Packets
HiBand Semiconductors

Questions générales sur l'extraction de firmware de microcontrôleur

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• Vulnérabilités dans les MCU 8 bits bas de gamme grand public.

  Vulnérabilités de lecture du processeur EEPROM dans les microcontrôleurs 8 bits bas de gamme. Les microcontrôleurs 8 bits bas de gamme dominent le marché intégré grand public en raison de leur consommation d'énergie minimale, de leur faible encombrement et de leurs objectifs de coût de fabrication ultra-bas. Ces dispositifs sont déployés dans des capteurs domestiques simples, des wearables, des jouets basiques et des étiquettes de suivi industrielles jetables qui ne nécessitent que des performances de calcul limitées. Pour respecter des contraintes de coût strictes, les fabricants de semi-conducteurs simplifient la conception matérielle interne en supprimant la logique de validation de sécurité complexe des contrôleurs de mémoire périphériques. Ce choix de conception, visant à réduire les coûts, introduit des vulnérabilités architecturales critiques qui permettent la lecture involontaire du processeur EEPROM même lorsque la configuration de verrouillage du MCU est entièrement activée par le fabricant. Le processeur EEPROM sur les MCU 8 bits d'entrée de gamme est le module matériel dédié qui gère toutes les opérations de lecture, écriture, effacement et vérification de la mémoire non volatile EEPROM intégrée. Sur les MCU sécurisés haut de gamme, ce processeur applique les autorisations d'accès dérivées du verrouillage pour bloquer les demandes de lecture non autorisées provenant d'interfaces externes. Sur les variantes bas de gamme, les ingénieurs suppriment la logique de vérification des limites d'adresse au sein du processeur EEPROM pour réduire le nombre de portes et la surface de la puce, ce qui abaisse les coûts de production. Sans validation des limites, le processeur EEPROM ne peut pas distinguer les demandes de mémoire internes autorisées des commandes de lecture externes malveillantes transmises sur les bus système partagés. Ce défaut fondamental permet à des transactions de bus non authentifiées de contourner la logique de verrouillage standard qui bloquerait normalement l'accès EEPROM externe. Les acteurs malveillants exploitent cette faille matérielle pour extraire des segments critiques de données EEPROM, y compris les décalages d'étalonnage d'usine, les préférences utilisateur, les journaux de santé de la batterie et les numéros de série. Ces segments extraits ne contiennent pas à eux seuls le firmware exécutable complet, mais ils permettent des opérations adverses ciblées pour vider de manière sélective les ensembles de données de mémoire flash et EEPROM combinées par exploitation en chaîne du bus. La mémoire flash sur les MCU 8 bits stocke le firmware applicatif compact, allant d'une simple logique de sondage de capteur à des gestionnaires de communication Bluetooth basiques. L'EEPROM complète cela en conservant des paramètres modifiables par l'utilisateur qui modifient le comportement du firmware sans nécessiter de reprogrammation complète de la flash. Une extraction sélective combinée permet aux attaquants de corréler les données de configuration EEPROM avec le code exécutable flash pour identifier les chemins logiques cachés du firmware. Cet accès simplifié aux données abaisse considérablement la barrière technique pour les praticiens débutants en rétro-ingénierie de microcontrôleurs qui n'ont pas accès à des équipements d'attaque en laboratoire haut de gamme. Les étudiants et les chercheurs amateurs peuvent exploiter ces vulnérabilités sur les MCU bas de gamme à l'aide de sondes de débogage DIY abordables et d'outils d'écoute de bus open source disponibles en ligne. Bien que ces vulnérabilités de lecture EEPROM soient puissantes pour l'analyse initiale, elles présentent des limitations inhérentes qui empêchent un accès immédiat aux données les plus sensibles de l'appareil. Les vérifications de limites faibles n'affectent que les domaines mémoire accessibles à l'utilisateur et ne peuvent pas contourner le périmètre matériel isolé entourant les partitions de mémoire crypto. Par conséquent, les attaquants ne peuvent pas copier directement le contenu de la mémoire crypto en utilisant seulement la faille du bus du processeur EEPROM, même avec un accès complet aux données EEPROM et flash utilisateur. La mémoire crypto sur ces dispositifs bas de gamme stocke encore des clés d'authentification simples et des secrets d'appairage qui protègent la communication sans fil et les mécanismes de prévention du clonage. Pour accéder à ces secrets protégés, les attaquants doivent utiliser les métadonnées divulguées via la lecture EEPROM pour planifier ultérieurement des opérations de décapsulation physique et de récupération de code. Les données d'étalonnage divulguées et les informations sur la disposition du bus réduisent le temps nécessaire à la cartographie de la puce et au sondage lors des flux de travail d'analyse invasive. Cela rend la récupération physique des clés beaucoup plus efficace que de commencer la décapsulation sans aucune connaissance préalable de l'appareil. Pour les développeurs de firmware embarqué travaillant avec des MCU 8 bits bas de gamme, ces vulnérabilités créent des défis de sécurité persistants qui nécessitent des stratégies de mitigation logicielles ciblées. Les développeurs ne peuvent pas modifier la logique fixe du contrôleur de mémoire sur les MCU fabriqués, donc toutes les défenses doivent être implémentées au niveau du firmware et du protocole. La mitigation la plus efficace consiste à implémenter un filtrage d'adresses en temps d'exécution dans le firmware applicatif pour bloquer les demandes de bus externes ciblant des plages d'adresses EEPROM protégées. Le code du chargeur d'amorçage personnalisé doit remplacer les autorisations par défaut du processeur EEPROM pour appliquer un verrouillage virtuel même lorsque la logique matérielle de verrouillage est défaillante. Les développeurs doivent également chiffrer toutes les données de configuration sensibles stockées dans l'EEPROM afin que la lecture brute des opérations du processeur EEPROM ne récupère que du texte chiffré inintelligible sans la clé de déchiffrement correspondante. La journalisation des falsifications en temps d'exécution doit suivre toutes les tentatives d'accès EEPROM non autorisées pour identifier les exploitations en cours lors du déploiement sur le terrain. Les auditeurs de sécurité doivent prioriser les tests de transactions de bus pour toutes les conceptions de MCU bas de gamme afin d'identifier les chemins mémoire non filtrés avant le début de la production de masse. Les directives de sélection de composants doivent privilégier les MCU 8 bits avec des variantes de sécurité mémoire améliorée qui conservent la vérification des limites d'adresse malgré de légères augmentations de coût. Les équipes d'approvisionnement de la chaîne logistique doivent éviter les révisions de MCU les moins chères et non sécurisées, connues pour contenir des vulnérabilités non corrigées du processeur EEPROM. En combinant le contrôle d'accès au niveau du firmware, le chiffrement des données et une sélection responsable des composants, les équipes de développement peuvent neutraliser la plupart des risques découlant des défauts matériels dans les contrôleurs de mémoire des MCU bas de gamme. Ces mesures proactives empêchent l'extraction non autorisée de firmware et le clonage de dispositifs, même sur du matériel dont les capacités d'application du verrouillage matériel sont intrinsèquement faibles.