Ingeniería inversa de MCU

Hackeo de PLD series GAL PAL PALCE PEEL ATF

Descifrado de microcontrolador Atmel

Atmel Corporation fabricaba dos líneas principales de lógica programable Flash borrable eléctricamente: SPLD ATF (compatibles con GAL/PALCE) y CPLD ATF15xx con JTAG ISP, además de los EPLD ATV borrables por UV heredados. Atmel fue adquirida por Microchip en 2016 y todos los productos PLD discretos están descontinuados. Este documento enumera todos los modelos base de PLD producidos en masa, excluyendo los SOC híbridos FPSLIC y las FPGA independientes.

1. Familia SPLD Flash E²CMOS ATF

Dispositivos ATF16V8 de 20 pines y 8 macrocélulas

ATF16V8, ATF16V8B, ATF16V8C

ATF16V8BQ, ATF16V8BQL, ATF16V8CZ

ATF16LV8, ATF16LV8C

Dispositivos ATF20V8 de 24 pines y 8 macrocélulas

ATF20V8, ATF20V8B, ATF20V8C

ATF20V8BQ, ATF20V8BQL

ATF20LV8, ATF20LV8C

SPLD ATF22V10 insignia de término variable

ATF22V10, ATF22V10B, ATF22V10C

ATF22V10CQ, ATF22V10CQZ

ATF22LV10, ATF22LV10C

SPLD extendidos de alta densidad

ATF28V12, ATF29M16

2. CPLD ATF15xx con ISP JTAG (dispositivos lógicos programables complejos)

ATF1500 CPLD de entrada de 32 macrocélulas

ATF1500A, ATF1500AL

ATF1502 CPLD de densidad media de 32 macrocélulas

ATF1502AS, ATF1502ASL, ATF1502ASV, ATF1502ASVL

ATF1504 CPLD de densidad media de 64 macrocélulas

ATF1504AS, ATF1504ASL, ATF1504ASV, ATF1504ASVL

ATF1508 CPLD de alta densidad de 128 macrocélulas

ATF1508AS, ATF1508ASL, ATF1508ASV, ATF1508ASVL

CPLD vintage de densidad media

ATF750C, ATF750CL, ATF750LVC

ATF2500C, ATF2500CL, ATF2500LVC

3. Serie EPLD heredada ATV borrable por UV

ATV750, ATV750B

ATV2500, ATV2500B

Volcado de MCU MMI

Monolithic Memories Inc. (MMI) creó el primer SPLD comercial basado en fusibles PAL (Programmable Array Logic) programable una sola vez en 1978. Antes de la adquisición por AMD en 1987, MMI lanzó cuatro líneas principales de productos PLD: PAL estándar de fusibles, AmPAL de alta velocidad, PALC CMOS PAL borrables por UV y HAL (lógica de arreglo duro) programada por máscara. Todos los dispositivos utilizan la arquitectura de arreglo AND programable / OR fijo para la implementación de lógica digital de suma de productos. Este documento enumera todos los números de modelo base de producción estándar diseñados y fabricados por MMI.

1. Familia PAL estándar de fusibles de 20 pines

Dispositivos PAL combinatorios

PAL10H8, PAL10L8, PAL10P8

PAL12H6, PAL12L6, PAL12P6

PAL14H4, PAL14L4, PAL14P4

PAL16C1

PAL16H2, PAL16L2, PAL16P2

PAL16H4, PAL16L4, PAL16P4

PAL16H6, PAL16L6, PAL16P6

PAL16H8, PAL16L8, PAL16P8

Dispositivos PAL síncronos registrados

PAL16R4, PAL16R6, PAL16R8

PAL16RP4, PAL16RP6, PAL16RP8

Dispositivos PAL mejorados con XOR

PAL16X4, PAL16X6, PAL16X8

2. Familia PAL estándar de fusibles de 24 pines

PAL combinatorios de 24 pines

PAL18H4, PAL18L4, PAL18P4

PAL20C1

PAL20H2, PAL20L2, PAL20P2

PAL20L8, PAL20S10

PAL22V10 (PAL original de 24 pines de macrocélula variable basado en fusibles)

PAL registrados de 24 pines

PAL20R4, PAL20R6, PAL20R8

PAL XOR de 24 pines

PAL20X4, PAL20X6, PAL20X8

PAL de bus ancho y alta densidad

PAL32R16, PAL32X16

3. Serie AmPAL avanzada de alta velocidad

AmPAL16P8

AmPAL20L10

AmPAL22P10

AmPAL22XP1

4. PALC CMOS borrable por UV

PALC22V10 (PAL borrable con ventana UV estilo EPROM, el único PLD borrable de MMI antes de la adquisición)

5. Lógica de arreglo duro HAL programada por máscara (PLD personalizados de fábrica)

HAL10H8, HAL12H6, HAL14H4

HAL16C1, HAL16H2, HAL16H8, HAL16L2, HAL16L8

HAL18L4, HAL20L2, HAL20L8, HAL20L10

Ataque a microcontrolador ICT

International CMOS Technology (ICT) era un proveedor secundario de Taiwán de dispositivos lógicos programables de pequeña escala. Su cartera de PLD consistía en chips PAL OTP de fusibles de segunda fuente, PALC CMOS borrables por UV y SPLD compatibles con GAL eléctricamente borrables. ICT nunca lanzó líneas de productos CPLD o FPGA propietarias. Este documento enumera todos los modelos base SPLD de producción estándar.

1. Serie PAL TTL OTP basada en fusibles

PAL combinatorios de 20 pines

PAL10H8, PAL10L8, PAL10P8

PAL12H6, PAL12L6, PAL12P6

PAL14H4, PAL14L4, PAL14P4

PAL16C1

PAL16H2, PAL16L2, PAL16P2

PAL16H4, PAL16L4, PAL16P4

PAL16H6, PAL16L6, PAL16P6

PAL16H8, PAL16L8, PAL16P8

PAL registrados de 20 pines

PAL16R4, PAL16R6, PAL16R8

PAL16RP4, PAL16RP6, PAL16RP8

PAL XOR de 20 pines

PAL16X4, PAL16X6, PAL16X8

PAL combinatorios de 24 pines

PAL18H4, PAL18L4, PAL18P4

PAL20C1

PAL20H2, PAL20L2, PAL20P2

PAL20L8, PAL20S10

PAL22V10

PAL registrados de 24 pines

PAL20R4, PAL20R6, PAL20R8

PAL XOR de 24 pines

PAL20X4, PAL20X6, PAL20X8

PAL de bus ancho

PAL32R16, PAL32X16

2. Serie PALC CMOS borrable por UV

Dispositivos PALC de 20 pines

PALC10H8, PALC10L8

PALC12H6, PALC12L6

PALC14H4, PALC14L4

PALC16C1

PALC16H2, PALC16L2, PALC16P2

PALC16H4, PALC16L4, PALC16P4

PALC16H6, PALC16L6, PALC16P6

PALC16H8, PALC16L8, PALC16P8

PALC16R4, PALC16R6, PALC16R8

PALC16RP4, PALC16RP6, PALC16RP8

PALC16X4, PALC16X6, PALC16X8

Dispositivos PALC de 24 pines

PALC18H4, PALC18L4

PALC20C1

PALC20H2, PALC20L2, PALC20P2

PALC20R4, PALC20R6, PALC20R8

PALC20X4, PALC20X6, PALC20X8

PALC20S10

PALC22V10

3. Serie SPLD E²CMOS GAL reprogramable eléctricamente

GAL16V8

GAL16V8, GAL16V8A, GAL16V8B, GAL16V8D

GAL20V8

GAL20V8, GAL20V8A, GAL20V8B

GAL22V10

GAL22V10, GAL22V10B

Modelos GAL especiales

GAL18V10, GAL20RA10, GAL26CV12

1. Serie SPLD PEEL de pequeña escala (20/24 pines, reemplazos directos de GAL/PALCE)

1.1 Familia PEEL18CV8 (20 pines, 8 macrocélulas, reemplaza ATF16V8 / GAL16V8)

PEEL18CV8

PEEL18CV8Z (variante de espera de ultra bajo consumo)

PEEL18LV8 (núcleo de bajo voltaje 3.3V)

PEEL18LV8Z (3.3V ultra bajo consumo)

1.2 Familia PEEL20CG10 (24 pines, 8 macrocélulas, reemplaza GAL20V8 / ATF20V8)

PEEL20CG10

PEEL20CG10A (variante de velocidad mejorada)

1.3 PEEL22CV10 insignia de 24 pines (10 macrocélulas de términos de producto variables, reemplaza GAL22V10 / ATF22V10)

PEEL22CV10

PEEL22CV10A (comercial estándar)

PEEL22CV10AZ (cero potencia, baja corriente en espera)

PEEL22LV10 (3.3V bajo voltaje)

PEEL22LV10AZ (3.3V ultra bajo consumo)

2. Serie CPLD de alta densidad PEEL Array (PLD complejos ISP de múltiples macrocélulas)

2.1 PEEL153 (CPLD de baja densidad, compatible con PLS153)

PEEL153

2.2 PEEL173 (CPLD de densidad media, compatible con PLS173 / PAL20L10)

PEEL173

2.3 PEEL253 (arreglo de densidad media-alta)

PEEL253

2.4 PEEL273 (arreglo base de alta densidad)

PEEL273

Copia de circuito integrado AMD

PALCE16V8H PALCE16V8Q PALCE16V8Z ...
PALCE20V8H PALCE20V8Q ...
PALCE20RA10 PALCE20RA10H PALCE20RA10Q ...
PALCE22V10 PALCE22V10H PALCE22V10Q PALCE22V10Z ...
PALCE26V12H PALCE26V12H/4 ...

Descifrado de circuito integrado Cypress

Cypress Semiconductor produjo dos categorías principales de dispositivos lógicos programables: SPLD heredados de pequeña escala que incluyen PALC borrables por UV, PALCE reprogramables eléctricamente y PAL OTP de fusibles de segunda fuente; además de familias CPLD Flash programables en sistema JTAG de alta densidad (FLASH370i, Ultra37000, MAX340, Quantum38K, Delta39K). Este documento enumera todos los modelos base de PLD producidos en masa, excluyendo la lógica embebida de señal mixta PSoC y los IC de máscara personalizados.

1. Serie SPLD heredada

1.1 Dispositivos PALC CMOS borrables por UV

PALC de 20 pines

PALC10H8, PALC10L8

PALC12H6, PALC12L6

PALC14H4, PALC14L4

PALC16C1

PALC16H2, PALC16L2, PALC16P2

PALC16H4, PALC16L4, PALC16P4

PALC16H6, PALC16L6, PALC16P6

PALC16H8, PALC16L8, PALC16P8

PALC16R4, PALC16R6, PALC16R8

PALC16RP4, PALC16RP6, PALC16RP8

PALC16X4, PALC16X6, PALC16X8

PALC de 24 pines

PALC18H4, PALC18L4

PALC20C1

PALC20H2, PALC20L2, PALC20P2

PALC20R4, PALC20R6, PALC20R8

PALC20X4, PALC20X6, PALC20X8

PALC20S10

PALC22V10

1.2 SPLD PALCE eléctricamente borrables

PALCE16V8, PALCE20V8, PALCE22V10, PALCE24V10, PALCE29M16

1.3 Modelos PAL OTP TTL de segunda fuente basados en fusibles

PAL10H8, PAL10L8, PAL10P8

PAL12H6, PAL12L6, PAL12P6

PAL14H4, PAL14L4, PAL14P4

PAL16C1

PAL16H2, PAL16L2, PAL16P2

PAL16H4, PAL16L4, PAL16P4

PAL16H6, PAL16L6, PAL16P6

PAL16H8, PAL16L8, PAL16P8

PAL16R4, PAL16R6, PAL16R8

PAL16RP4, PAL16RP6, PAL16RP8

PAL16X4, PAL16X6, PAL16X8

PAL18H4, PAL18L4, PAL18P4

PAL20C1, PAL20H2, PAL20L2, PAL20P2

PAL20R4, PAL20R6, PAL20R8

PAL20X4, PAL20X6, PAL20X8

PAL20S10

PAL22V10

PAL32R16, PAL32X16

2. Familias CPLD Flash ISP

Generación FLASH370i

CY7C371i, CY7C372i, CY7C373i, CY7C374i, CY7C375i

CPLD Ultra37000 convencionales

CY37032, CY37032V

CY37064, CY37064V

CY37128, CY37128V

CY37192, CY37192V

CY37256, CY37256V

CY37384, CY37384V

CY37512, CY37512V

CPLD MAX340 de bajo costo

CY34032, CY34064, CY34128

CPLD Quantum38K de alta velocidad

CY38K032, CY38K064, CY38K128, CY38K256

CPLD Delta39K de gran escala industrial

CY39K064, CY39K128, CY39K256, CY39K512, CY39K1000

Ataque de firmware a circuito integrado STM

GAL16V8 GAL16V8A ... GAL20V8 GAL20V8A ... GAL22V10 ... GAL6001 ...

Preguntas Generales sobre Extracción de Firmware de Microcontroladores

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• Ofuscación de código y su efecto en la ingeniería inversa de MCU

  La ofuscación de código transforma el firmware en una forma difícil de entender. El bloqueo de bits de la MCU no está directamente ofuscado, pero el firmware que interactúa con el bloqueo puede ofuscarse. Esto dificulta la ingeniería inversa. El atacante que logra volcar la flash y la EEPROM obtendrá código ofuscado. La lectura de un procesador EEPROM produce los mismos datos ofuscados. El decapsulado y la recuperación de código no simplificarán el código. El atacante debe desofuscarlo. Es posible copiar el contenido de la memoria criptográfica del código, pero los datos no tienen sentido sin la desofuscación. La extracción de firmware es el primer paso. El siguiente paso es analizar el binario ofuscado. Las técnicas de ofuscación incluyen sustitución de instrucciones, aplanamiento del flujo de control y predicados opacos. Estas aumentan la complejidad del análisis estático. El bloqueo de bits en sí puede estar ofuscado para ocultar su operación. Por ejemplo, el estado del bloqueo podría verificarse a través de una serie de saltos indirectos. El atacante no puede determinar fácilmente la lógica del bloqueo. El análisis dinámico también se ve obstaculizado. El código ofuscado puede incluir trucos antidepuración. Puede detectar puntos de interrupción y alterar el comportamiento. La lectura de un procesador EEPROM del código no revela estos trucos. El atacante debe ejecutar el código para observarlos. Pero el bloqueo de bits puede impedir la ejecución si el código es manipulado. Por lo tanto, la ofuscación complementa al bloqueo. Sin embargo, la ofuscación no es una garantía de seguridad. Atacantes fuertes pueden usar ejecución simbólica para romper la ofuscación. Pero aumenta el costo. El bloqueo de bits es una barrera de hardware. La ofuscación es una barrera de software. Juntas forman defensa en profundidad. El atacante primero debe eludir el bloqueo para obtener el código. Luego debe desofuscar el código. Este doble obstáculo es efectivo. Muchos proveedores de MCU proporcionan herramientas de ofuscación. Se integran con el entorno de desarrollo. El bloqueo de bits asegura que el código ofuscado no pueda leerse sin autorización. Pero si se rompe el bloqueo, la ofuscación aún protege la propiedad intelectual. Por lo tanto, es una adición valiosa. En conclusión, la ofuscación de código dificulta la ingeniería inversa y la extracción de firmware. No impide la lectura de un procesador EEPROM ni el volcado de flash y EEPROM, pero hace que los datos extraídos sean menos utilizables. El bloqueo de bits es la primera defensa; la ofuscación es la segunda.