WINKHUB 边信道攻击 (NAND Glitch) 教学文档

0x00 前言

随着物联网(IoT)的快速发展，嵌入式设备和路由器的安全研究日益重要。这类研究与传统纯软件安全研究不同，需要结合硬件知识。本教学文档将详细介绍如何对WINKHUB物联网关进行边信道攻击(NAND Glitch)，获取系统ROOT权限。

0x01 必备工具

UART转接头

• 嵌入式设备研究和开发的核心工具
• 用于与设备进行串行通信
• 常见类型包括：USB转TTL、USB转RS232等

其他基本工具

• 万用表
• 导线
• 焊接工具

0x02 WINKHUB物联网关概述

设备特点

• 多功能网关，支持多种IoT连接协议：
  • WiFi
  • Bluetooth 4.0
  • Zigbee
  • Z-Wave
  • RF

安全漏洞历史

1. 早期固件版本存在Command Execution漏洞(set_dev_value.php)
2. 修复版本中发现SQL Injection漏洞
3. 通过软件升级修复了这些漏洞

0x03 边信道攻击(NAND Glitch)原理

边信道攻击分类

1. 信息泄露攻击
2. 错误注入攻击(Fault Glitch)

NAND Glitch特点

• 属于错误注入攻击的一种
• 通过干扰NAND闪存芯片的正常工作来获取系统权限
• 相对容易上手的硬件攻击方法
• 难以通过软件升级修复

0x04 NAND Glitch实战步骤

步骤1：设备拆解

• 安全拆解WINKHUB设备外壳
• 定位主板上的NAND闪存芯片

步骤2：硬件连接

1. 使用万用表测量NAND芯片引脚
2. 识别关键控制引脚(如CE、WE、RE等)
3. 准备干扰电路或工具

步骤3：时序干扰

1. 在设备启动过程中精确时机干扰NAND芯片
2. 常见干扰方法：
   • 电源波动
   • 时钟信号干扰
   • 控制信号干扰

步骤4：获取权限

1. 通过干扰使设备跳过某些安全检查
2. 获取root shell或提升权限
3. 访问系统敏感文件(如shadow文件)

0x05 防御建议

针对开发者的建议

1. 硬件层面：

   • 使用带有防护措施的存储芯片
   • 增加物理防护层
   • 实现错误检测机制

2. 软件层面：

   • 实现启动验证机制
   • 加密敏感数据
   • 定期更新固件

安全设计原则

• "Think like an attacker" - 从攻击者角度考虑安全问题
• 攻击者往往会从意想不到的地方发起攻击

0x06 总结

NAND Glitch是一种有效的硬件攻击方法，通过干扰NAND闪存芯片的正常工作来获取系统权限。相比纯软件漏洞，这类硬件攻击更难通过常规手段修复。嵌入式设备开发者需要在硬件和软件层面都考虑安全防护措施。

附录：视频演示参考

1. WinkHubVuln1 - 展示通过Command Execution漏洞获取权限
2. WinkHubVuln2 - 展示NAND Glitch攻击过程