Firmware Emulation

1. ทำไมต้อง emulate

หลังแกะ firmware (ดู Firmware Analysis) การอ่าน static มีขีดจำกัด — ไม่เห็นพฤติกรรม runtime, ทดสอบ web interface ไม่ได้, debug ยาก Emulation รัน firmware บนเครื่องเราผ่าน QEMU (จำลอง CPU architecture ของอุปกรณ์ เช่น MIPS/ARM) ทำให้: เข้า web interface ผ่าน browser, ทดสอบ exploit (command injection/overflow), debug ด้วย gdb, fuzzing — โดยไม่ต้องมี hardware

2. รู้ architecture ก่อน

# จาก binary ใน rootfs
file squashfs-root/bin/busybox
# เช่น: ELF 32-bit MSB ... MIPS  หรือ  ARM, EABI5

# binwalk -A บอก opcode/arch
binwalk -A firmware.bin

# พบบ่อยใน IoT: MIPS (big/little endian), ARM, mipsel
# endianness สำคัญ: MSB=big (mips), LSB=little (mipsel/arm)

3. User-mode: รัน binary เดี่ยว (chroot + qemu-static)

ถ้าอยากรันแค่ binary เดียว (เช่น web server, service ที่สงสัย) ใช้ user-mode emulation — copy qemu-static เข้า rootfs แล้ว chroot เร็วและง่ายกว่ารัน system เต็ม

# ติดตั้ง qemu user-mode + binfmt
sudo apt install qemu-user-static

# copy qemu static เข้า rootfs (เลือกตาม arch)
cp $(which qemu-mipsel-static) squashfs-root/
# หรือ qemu-mips-static / qemu-arm-static

# chroot เข้าไป (binfmt จะเรียก qemu อัตโนมัติ)
sudo chroot squashfs-root ./qemu-mipsel-static /bin/sh
# ตอนนี้อยู่ใน firmware shell (รันบน emulation)

# รัน service เดี่ยว เช่น web server
sudo chroot squashfs-root ./qemu-mipsel-static /usr/sbin/httpd -p 8080
# แล้ว browser เข้า 127.0.0.1:8080

# debug ด้วย gdb
chroot squashfs-root ./qemu-mipsel-static -g 1234 /usr/sbin/httpd &
gdb-multiarch -ex "target remote :1234"

4. System-mode: รัน firmware เต็ม (FirmAE)

ถ้าต้องการรัน firmware ทั้งระบบ (kernel + service + network) ให้เหมือนอุปกรณ์จริง ใช้ FirmAE (ต่อยอดจาก FirmaDyne) ที่ทำ network setup, NVRAM emulation ให้อัตโนมัติ — รองรับอุปกรณ์จริงได้สูง

# ติดตั้ง FirmAE
git clone --recursive https://github.com/pr0v3rbs/FirmAE
cd FirmAE && ./download.sh && ./install.sh

# รัน firmware (โหมด run = เต็ม)
sudo ./run.sh -r <brand> firmware.bin
# FirmAE จะ extract, setup network, emulate
# แสดง IP ที่ assign (เช่น 192.168.0.1)

# เข้า web interface
# browser → http://192.168.0.1

# โหมดอื่น:
sudo ./run.sh -c <brand> firmware.bin   # check ว่า emulate ได้ไหม
sudo ./run.sh -a <brand> firmware.bin   # analyze (รัน + scan)
sudo ./run.sh -d <brand> firmware.bin   # debug mode

5. ทดสอบ/exploit บน emulation

• web interface: เข้าผ่าน browser → ทดสอบ command injection, auth bypass, CSRF (เหมือน web pentest ปกติ)
• command injection ใน CGI: router หลายตัวส่ง parameter เข้า system() — ทดสอบ ;id, $(...) ใน field
• buffer overflow: service ที่ฟัง port → fuzz/exploit ด้วย gdb (ดูหมวด Pwn)
• debug ด้วย gdb-multiarch: attach service ดู crash/ค่า runtime
• network service: nmap scan IP ที่ emulate → หา service เปิด → ทดสอบ
• NVRAM/config: ทดสอบค่าที่อ่านจาก nvram (FirmAE จำลองให้)

6. Troubleshooting

• binary ไม่รัน (user-mode): ต้องการ kernel module/ioctl เฉพาะ → ใช้ system-mode (FirmAE) แทน
• nvram error: binary เรียก libnvram → FirmAE/FirmaDyne มี nvram stub; user-mode ต้อง LD_PRELOAD nvram-faker
• network ไม่ขึ้น (FirmAE): ลอง brand อื่น/โหมด -d ดู log; บาง firmware ต้อง patch
• missing library: rootfs ไม่ครบ → extract ใหม่ (binwalk -Me), เช็ค symlink
• endianness/arch ผิด: เลือก qemu ผิดตัว → ตรวจ file binary อีกรอบ
• crash ทันที: ลอง qemu version อื่น หรือ debug ด้วย -g + gdb

7. Quick Reference

• รัน firmware บนเครื่องเรา (QEMU) — ไม่ต้องมี hardware
• รู้ arch ก่อน: file bin/busybox (MIPS/ARM + endian)
• user-mode (binary เดี่ยว): cp qemu-*-static + chroot
• system-mode (เต็ม): FirmAE ./run.sh -r brand firmware.bin → ได้ IP
• ทดสอบ: web interface (cmd injection), gdb-multiarch debug
• ปัญหา nvram → FirmAE stub / nvram-faker; arch ผิด → เช็ค file

🧭 จับมือทำทีละขั้น (มีแค่ Kali) + ถ้าติดไปไหนต่อ

สมมติแกะ firmware ได้ root filesystem แล้ว (ดู Firmware Analysis) อยากรันจริงดูพฤติกรรม แต่มีแค่ Kali ไม่มี hardware — ทำตามนี้ทีละขั้น ไล่จาก emulation ที่ง่ายสุดไปยากสุด

1. 1ตรวจ architecture ก่อนเสมอ: file squashfs-root/bin/busybox — ดูว่าเป็น MIPS/MIPSEL/ARM
2. 2ติดตั้ง qemu user-mode ถ้ายังไม่มี: sudo apt install qemu-user-static
3. 3ลอง user-mode ก่อน (เร็วและง่ายกว่า): copy qemu-static เข้า rootfs แล้ว sudo chroot squashfs-root ./qemu-mipsel-static /bin/sh
4. 4ถ้าได้ shell ลองรัน service ที่สงสัย (เช่น web server): ./qemu-mipsel-static /usr/sbin/httpd -p 8080 แล้วเปิด browser ไปที่ 127.0.0.1:8080
5. 5ถ้า user-mode error (nvram/kernel feature ที่ไม่รองรับ) ให้ข้ามไปใช้ FirmAE แทน
6. 6ติดตั้ง FirmAE: git clone --recursive https://github.com/pr0v3rbs/FirmAE && cd FirmAE && ./download.sh && ./install.sh
7. 7รันแบบเต็มระบบ: sudo ./run.sh -r <brand> firmware.bin — รอดู log ว่า assign IP อะไร
8. 8เข้า web interface ผ่าน IP ที่ได้ (เช่น http://192.168.0.1) แล้วทดสอบเหมือน web pentest ปกติ (command injection, auth bypass)
9. 9ถ้า network ไม่ขึ้นเลย ลอง ./run.sh -d (debug mode) ดู log ว่าติดตรงไหน หรือลองระบุ brand อื่น