Firmware

Ein Fernseher Fernbedienung ist ein Beispiel für ein Produkt, das Firmware enthält.

Im Computer, Firmware ist eine bestimmte Klasse von Computer Software das liefert die Low-Level-Kontrolle für die spezifische eines Geräts Hardware-. Firmware wie die BIOS eines Personalcomputers kann grundlegende Funktionen eines Geräts enthalten und möglicherweise bereitstellen Hardware -Abstraktion Dienste für Software auf höherer Ebene wie z. Betriebssysteme. Für weniger komplexe Geräte kann die Firmware als vollständiges Gerät fungieren Betriebssystemalle Kontroll-, Überwachungs- und Datenmanipulationsfunktionen ausführen. Typische Beispiele für Geräte, die Firmware enthalten eingebettete Systeme (laufend eingebettete Software), Haushaltsgeräte, Computer und persönliche Nutzung Computerperipheriegeräte.

Firmware wird in der Firmware gehalten Nichtflüchtiger Gedächtnis Geräte wie Rom, Eprom, Eeprom, und Flash-Speicher. Die Aktualisierung der Firmware erfordert ROM integrierte Schaltkreise physikalisch ersetzt werden oder EPROM- oder Flash -Speicher durch ein spezielles Verfahren neu programmiert werden.[1] Einige Firmware -Speichergeräte sind dauerhaft installiert und können nach der Herstellung nicht geändert werden. Häufige Gründe für die Aktualisierung der Firmware umfassen das Fixieren von Fehler oder das Hinzufügen von Funktionen zum Gerät.

Geschichte und Etymologie

Ascher Opler prägte den Begriff Firmware in einem 1967 DataMation Artikel,[2] Als Zwischenbegriff zwischen "Hardware" und "Software". In diesem Artikel bezog sich Opler auf eine neue Art von Computerprogramm, das einen anderen praktischen und psychologischen Zweck aus traditionellen Programmen aus der Sicht des Benutzers hatte.

Als Computer die Komplexität zunahm, wurde klar, dass verschiedene Programme zuerst initiiert und ausgeführt werden mussten, um eine konsistente Umgebung bereitzustellen, die für die Ausführung komplexerer Programme nach Ermessen des Benutzers erforderlich ist. Dies erforderte das Programmieren des Computers, um diese Programme automatisch auszuführen. Als Unternehmen, Universitäten und Vermarkter wollten Computer, die Laien mit wenig technischem Wissen mit wenig technischem Kenntnissen zu verkaufen, eine größere Automatisierung verkaufen, damit ein Laien-Benutzer problemlos Programme für praktische Zwecke ausführen konnte. Dies führte zu einer Art Software, die ein Benutzer nicht bewusst ausführen würde, und es führte zu einer Software, von der ein Laie -Benutzer nicht einmal wissen würde.[3]

Ursprünglich bedeutete es den Inhalt eines beschreibbaren Steuergeschäft (ein kleiner spezialisierter Hochgeschwindigkeitsspeicher), der enthält Mikrocode das definierte und implementierte die Computer Befehlssatzund das könnte neu geladen werden, um die Anweisungen zu spezialisieren oder zu ändern, dass die Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) könnte ausführen. Wie ursprünglich verwendet, stand Firmware mit Hardware (CPU selbst) und Software (normale Anweisungen, die auf einer CPU ausgeführt werden). Es bestand nicht aus CPU-Maschinenanweisungen, sondern aus Mikrocode mit niedrigerem Niveau, das an der Implementierung von Maschinenanweisungen beteiligt war. Es existierte an der Grenze zwischen Hardware und Software; So der Name Firmware. Im Laufe der Zeit erweiterte die beliebte Verwendung das Wort Firmware Um jedes Computerprogramm zu bezeichnen, das eng mit Hardware verknüpft ist, einschließlich BIOS auf PCs, Boot -Firmware auf Smartphones, Computerperipheriegeräte, oder die Steuerungssysteme auf einfach elektronische Unterhaltungsgeräte wie zum Beispiel Mikrowellen, Fernbedienungen.

Anwendungen

Computers

Rom BIOS Firmware auf einem Baby bei Hauptplatine

In gewisser Hinsicht sind die verschiedenen Firmware -Komponenten genauso wichtig wie die Betriebssystem in einem arbeitenden Computer. Im Gegensatz zu den meisten modernen Betriebssystemen verfügt die Firmware jedoch selten über einen gut ausgerichteten automatischen Mechanismus, um sich selbst zu aktualisieren, um alle nach dem Versand des Gerät erkannten Funktionen zu beheben.

Das BIOS kann von einem Benutzer über ein kleines Dienstprogramm manuell aktualisiert werden. Im Gegensatz dazu wird Firmware in Massenspeichergeräten (Hartscheiben-Laufwerke, optische Disc-Laufwerke, Flash-Speicherspeicher, z. B. Solid State-Laufwerk) weniger häufig aktualisiert, selbst wenn der Speicher von Flash-Speicher (anstelle von ROM, EEPROM) für die Firmware verwendet wird.

Die meisten Computerperipheriegeräte sind selbst Spezialcomputer. Geräte wie Drucker, Scanner, Webcams und USB -Flash -Laufwerke interne Firmware intern haben; Einige Geräte können auch das Feld für die Aufrüstung ihrer Firmware ermöglichen.

Weitere Fälle von Computerfirmware umfassen:

Haus- und persönliche Nutzungsprodukte

Ab 2010, die meisten Tragbare Musikspieler Unterstützen Sie Firmware -Upgrades. Einige Unternehmen verwenden Firmware -Updates, um neue gespielbare Dateiformate hinzuzufügen (Codecs). Andere Funktionen, die sich mit Firmware -Updates ändern können, sind die GUI oder sogar die Akkulaufzeit. Die meisten Mobiltelefone haben eine Firmware über der Luft Firmware -Upgrade -Funktionen aus den gleichen Gründen; Einige können sogar aktualisiert werden, um den Empfang oder die Klangqualität zu verbessern.

Automobile

Seit 1996 die meisten Automobile haben einen Bordcomputer und verschiedene Sensoren eingesetzt, um mechanische Probleme zu erkennen. Ab 2010, moderne Fahrzeuge verwenden auch computergesteuerte Anti-Lock-Bremssysteme (ABS) und computergestützt Übertragungssteuerungseinheiten (TCUS). Der Fahrer kann auch In-Cash-Informationen erhalten, während er auf diese Weise fährt, wie z. B. Echtzeit-Kraftstoffverbrauch und Reifendrucklesungen. Lokale Händler können die meisten Fahrzeugfirmware aktualisieren.

Andere Beispiele

Andere Firmware -Anwendungen umfassen:

Blinken

Blinken[4] beinhaltet das Überschreiben vorhandener Firmware oder Daten, die in enthalten sind Eeprom oder Flash-Speicher Modul in einem elektronischen Gerät mit neuen Daten vorhanden.[4] Dies kann durchgeführt werden, um ein Gerät zu aktualisieren[5] oder um den Anbieter eines Dienstes zu ändern, der der Funktion des Geräts zugeordnet ist, z. B. das Wechsel von einem Mobilfunkdienstleister zum anderen oder die Installation eines neuen Betriebssystems. Wenn die Firmware aktualisierbar ist, erfolgt sie häufig über ein Programm des Anbieters und erlaubt häufig, dass die alte Firmware vor dem Upgrade gespeichert wird, sodass sie zurückgezogen werden kann, wenn der Prozess ausfällt oder wenn die neuere Version schlechter wird. Es wurden kostenlose Software -Austausch für Anbieter -Blitzwerkzeuge entwickelt, wie z. Flashrom.

Firmware -Hacking

Hauptartikel: Angepasste Firmware

Manchmal entwickeln Dritte eine inoffizielle neue oder modifizierte ("Aftermarket") Firmware -Version, um neue Funktionen bereitzustellen oder versteckte Funktionen freizuschalten. Dies wird als bezeichnet als angepasste Firmware. Ein Beispiel ist Rockbox als Firmware -Austausch für Tragbare Medienspieler. Es gibt viele Homebrew Projekte für verschiedene Geräte, die häufig allgemeine Computerfunktionen in zuvor begrenzten Geräten freischalten (z. B. Laufen Untergang an iPods).

Firmware -Hacks nutzen normalerweise die Firmware -Update -Einrichtung auf vielen Geräten, um sich selbst zu installieren oder auszuführen. Einige müssen jedoch auf zurückgreifen Heldentaten zu laufen, weil der Hersteller versucht hat, die Hardware zu sperren, um sie vom Laufen zu verhindern Nicht lizenzierter Code.

Die meisten Firmware -Hacks sind gratis Software.

HDD -Firmware -Hacks

Das Moskau basiert Kaspersky Lab entdeckte, dass eine Gruppe von Entwicklern es als die "bezeichnet" bezeichnet "Gleichungsgruppe" hat sich entwickelt Festplatte Firmware -Modifikationen für verschiedene Antriebsmodelle mit a Trojanisches Pferd Dadurch können Daten am Laufwerk an Orten gespeichert werden, die auch dann gelöscht werden, selbst wenn das Laufwerk formatiert oder abgewischt wird.[6] Obwohl der Kaspersky -Laborbericht nicht ausdrücklich behauptete, dass diese Gruppe Teil der Vereinigten Staaten ist Nationale Sicherheitsbehörde (NSA), Beweise, die aus dem Code der verschiedenen Gleichungsgruppensoftware erhalten wurden, deuten darauf hin, dass sie Teil der NSA sind.[7][8]

Forscher aus dem Kaspersky -Labor kategorisierten die Unternehmen nach Gleichungsgruppe als die am weitesten fortgeschrittene Hacking -Operation, die jemals entdeckt wurde, und dokumentierte auch rund 500 Infektionen, die von der Gleichungsgruppe in mindestens 42 Ländern verursacht wurden.

Sicherheits Risikos

Mark Shuttleworth, der Gründer des Unternehmens Kanonisch, was das beibehält Ubuntu Linux Verteilung hat beschrieben proprietär Firmware als Sicherheitsrisiko, die sagen, dass "Firmware auf Ihrem Gerät die ist NSA"S bester Freund" und nennen Firmware "ein trojanisches Pferd monumentaler Ausmaße". Er hat diese geringe Qualität behauptet, geschlossene Quelle Firmware ist eine große Bedrohung für die Systemsicherheit:[9] "Ihr größter Fehler besteht höchster Grad von einer sehr breiten Palette solcher Agenturen ". Als potenzielle Lösung für dieses Problem hat er deklarative Firmware gefordert, die "Hardwareverbindung und Abhängigkeiten" beschreiben würde und "nicht einschließen sollte ausführbarer Code".[10] Firmware sollte sein Open Source damit der Code überprüft und verifiziert werden kann.

Benutzerdefinierte Firmware -Hacks haben sich auch auf die Injektion konzentriert Malware in Geräte wie Smartphones oder USB -Geräte. Eine solche Smartphone -Injektion wurde auf der gezeigt Symbian OS bei Malcon,[11][12] a Hacker -Konvention. Ein USB -Geräte -Firmware -Hack rief an Badusb wurde am vorgestellt am Black Hat USA 2014 Konferenz,[13] zeigen, wie a USB-Stick Der Mikrocontroller kann neu programmiert werden, um verschiedene andere Gerätetypen zu fälschen, um die Kontrolle über einen Computer zu übernehmen, Daten zu peeltrieren oder den Benutzer auszuspionieren.[14][15] Andere Sicherheitsforscher haben weiter daran gearbeitet, wie die Prinzipien hinter Badusb ausgenutzt werden können.[16] Gleichzeitig den Quellcode von Hacking -Tools freigeben, mit dem das Verhalten verschiedener USB -Geräte geändert werden kann.[17]

Siehe auch

Verweise

  1. ^ "Was ist Firmware?". 23. Januar 2013.
  2. ^ Opler, Ascher (Januar 1967). "Software der vierten Generation". DataMation. 13 (1): 22–24.
  3. ^ "Einführung in Computeranwendungen und Konzepte. Modul 3: Systemsoftware". Lumen.
  4. ^ a b "Flashing Firmware". Tech-faq.com. Archiviert Aus dem Original am 27. September 2011. Abgerufen 8. Juli, 2011.
  5. ^ "HTC Developer Center". HTC. Archiviert von das Original am 26. April 2011. Abgerufen 8. Juli, 2011.
  6. ^ "Gleichungsgruppe: Der Kronschöpfer von Cyber-Spionage". Kaspersky Lab. 16. Februar 2015. Archiviert Aus dem Original am 2. Dezember 2015.
  7. ^ Dan Goodin (Februar 2015). "Wie" omnipotent "Hacker, die 14 Jahre lang mit NSA versteckt sind - und endlich gefunden wurden". ARS Technica. Archiviert from the original on 2016-04-24.
  8. ^ "Breaking: Kaspersky enthüllt die weltweite Hackung von NSA von praktisch aller Festplatten-Firmware". Tägliche Kos. 17. Februar 2015. Archiviert Aus dem Original am 25. Februar 2015.
  9. ^ "Shuttleworth fordert deklarative Firmware". Linux Magazine. Nr. 162. Mai 2014. p. 9.
  10. ^ Shuttleworth, Mark (17. März 2014). "ACPI, Firmware und Ihre Sicherheit". Archiviert Aus dem Original am 15. März 2015.
  11. ^ "Malcon 2010 Technische Briefings". Malcon.org. Archiviert von das Original Am 2011-07-04.
  12. ^ "Hacker pflanzt Hintertür in Symbian Firmware". H-online.com. 2010-12-08. Archiviert von das Original am 21. Mai 2013. Abgerufen 2013-06-14.
  13. ^ "Warum die Sicherheit von USB grundsätzlich gebrochen ist". Wired.com. 2014-07-31. Archiviert vom Original am 2014-08-03. Abgerufen 2014-08-04.
  14. ^ "Badusb - auf Accessoires, die das böse werden". Blackhat.com. Archiviert vom Original am 2014-08-08. Abgerufen 2014-08-06.
  15. ^ Karsten Nohl; Sascha Krißler; Jakob Lell (2014-08-07). "Badusb - auf Accessoires, die das böse werden" (PDF). srlabs.de. Archiviert (PDF) vom Original am 2016-10-19. Abgerufen 2014-08-23.
  16. ^ "Badusb Malware veröffentlicht - infizieren Millionen von USB -Laufwerken". Der Hacking -Beitrag. Archiviert vom Original am 6. Oktober 2014. Abgerufen 7. Oktober 2014.{{}}: CS1 Wartung: Ungeeignete URL (Link)
  17. ^ Greenberg, Andy. "Die unpatchable Malware, die USBs infiziert, ist jetzt auf freiem Fuß". VERDRAHTET. Archiviert Aus dem Original am 7. Oktober 2014. Abgerufen 7. Oktober 2014.