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无人机入侵第一部分：固件提取与ECC暴力破解 -- Drone Hacking Part 1: Dumping Firmware and Bruteforcing ECC

原文链接 | HN讨论 | 2026-01-17 23:53:46

文章摘要

这篇文章介绍了无人机黑客攻击的第一部分内容，主要涉及通过拆卸无人机闪存芯片来提取固件，以及使用暴力破解方法攻击ECC加密系统。作者分享了从损坏数据中重建固件的技术细节。

文章总结

无人机黑客攻击系列一：固件提取与ECC暴力破解

概述

2025年7月，Neodyme团队对包括蓝牙耳机、门锁和无人机在内的多款物联网设备展开安全研究，其中重点分析了Potensic Atom 2四轴无人机。这款配备云台稳定4K相机的设备需通过专用APP连接手机遥控。本系列文章将分两部分，详细介绍如何拆解无人机、从NAND芯片提取固件，并分析其固件、APP及遥控器中存在的后门与漏洞。

固件提取目标

获取设备固件是逆向工程的基础。常见方法包括： 1. 官方固件下载：需验证设备序列号且固件加密，暂无法直接使用。 2. 调试接口：未发现JTAG或UART等接口。 3. NAND芯片物理提取：存在损坏风险，但Atom 2的NAND未加密，最终选择此方案。

NAND芯片提取流程

  1. 识别芯片

    • 主板上找到MXIC品牌的MX35UF4GE4AD型号NAND芯片（4Gb容量，SPI协议）。
    • 其他关键组件包括海思HiSilicon SoC（疑似SD3403V100）、GD32F470 ARM Cortex-M4协处理器等。

  2. 拆焊芯片

    • 使用热风枪和助焊剂小心拆解被环氧树脂固定的芯片，过程中不慎损坏部分电阻，需更换主板。

  3. 引脚连接与数据读取

    • 焊接导线至芯片的SPI接口（CS、SI、SO、SCLK等），通过ESP32编写自定义脚本读取数据，获得544MB原始dump（含4096字节用户数据+256字节冗余数据）。

  4. 数据重组挑战

    • 初始分析显示固件碎片化，UBIFS文件系统无法正常解析。
    • 发现随机比特翻转问题：通过多次读取+多数表决法初步校正，但仍存在ECC校验问题。

ECC纠错机制破解

  1. ECC布局分析

    • NAND芯片的"额外数据"区包含纠错码，但实际布局与预期不符。熵分析显示每1028字节用户数据后跟随28字节ECC，共4组，剩余142字节未使用。
    • 根据SoC手册确认ECC分段覆盖用户数据，但需处理碎片化区块（如第4段数据分散在多个区域）。

  2. ECC算法逆向

    • 推测使用BCH编码，参数包括：
      • 每块224位奇偶校验码（28字节×8）
      • 纠错能力t=16（基于14次多项式）
      • 需暴力破解预/后变换（如位反转、字节反转、半字节交换、取反）。
    • 通过Python脚本（结合bchlib）在22秒内找到有效参数：
      • 多项式：17475
      • 变换：用户数据与ECC均需位反转+取反。

  3. 完整固件修复

    • 应用ECC算法校正后，成功提取512MB有效用户数据，错误率仅0.0054%。
    • binwalk确认固件完整性，ubi_reader解析出可用的UBIFS文件系统。

后续工作

本部分完成固件提取与校验，为后续漏洞分析奠定基础。系列二将深入逆向工程，揭示Potensic Atom 2的加密逻辑与安全缺陷。

关键脚本

  • ECC参数暴力破解：遍历多项式与变换组合，快速定位有效配置。
  • 固件修复：按SoC手册重组数据段，应用ECC校正并输出纯净固件。

技术花絮

  • 实验过程中因未采购备用电池，被迫使用实验室电源供电。
  • 原始数据因SPI通信不稳定出现比特翻转，需多次采样确保准确性。

（注：本文为技术研究记录，实际操作需专业设备与技能。）

评论总结

这篇评论主要围绕一篇技术文章展开，观点可分为三类：

  1. 高度赞赏文章价值（评论1/2/4/6/8/9/10）
  • "What a beautiful write-up! This is such a lovely resource"（评论1）
  • "Great writeup! Thanks for digging into all those data sheets"（评论2）
  • "Fantastic and inspiring write up"（评论4）
  1. 技术细节讨论（评论8/10）
  • 指出可能的排版错误："parity(0) = 0 but still use the equation with !="（评论8）
  • 询问性能细节："How long does the script take to run?"（评论10）
  1. 延伸建议与批评（评论3/5/7）
  • 法律问题批评："We desperately need some large ass legal fund"（评论5）
  • 后续研究建议："Now do DJI next"（评论7）和"Drane Hacking next"（评论3）

其中评论2特别澄清了技术术语："ECC here is error correction codes, not elliptic curve crypto"，评论8则通过"an hour of experimenting can save 5 minutes of reading"生动描述了技术探索过程。