0×01 工具简介

1.FACT 全称 Firmware Analysis and Comparison Tool 是一个拥有WEB端的自动化固件测试平台。

2.旨在自动执行固件安全分析（路由器，物联网，UEFI，网络摄像头，无人驾驶飞机……）

3.工具基于Python-flask框架，采用模块化开发并支持插件接入，因此对于二次开发和优化非常便捷。

4.FACT可以自动化完成固件解包任务并对其进行固件分析包括：

软件识别

（1）使用哪个操作系统？

（2）哪些节目存在？

（3）使用哪些版本？

（4）哪些服务在启动时启动

（5）这些漏洞有哪些？

查找用户凭据

加密材料检测

（1）私人钥匙

（2）证书

（3）CPU架构（需要进行仿真和反汇编）

5.FACT 同样也自动化的实现了固件的类比，可以很方便的对比出来旧版本与新版本固件之间的变动。以找出开发商对新固件在哪里进行了更新，同样也可以识别是否为开发商原始固件。比如：

（1）识别已更改/相同的文件

（2）识别更改的软件版本 

0×02 主要功能分析

1.FACT的业务代码主要有三块

Unpacking – 固件解包

Analysis – 固件系统分析

Comparison – 固件类比

2.每一块业务代码又由一下两部分组成：

（1）Scheduler – 任务调度器

（2）Multiple plugins – 插件集

3.每个调度器拥有独立的工作线程

总流程图

固件解包工作流程图

FACT在识别文件类型的时候会调用”file”命令，并使用自带的一个mime库来标记文件类型。

FACT在识别文件类型的时候会调用”file”命令，并使用自带的一个mime库来标记文件类型。

在确定文件类型后调度器会选择正确的插件进行解包任务。

固件系统分析工作流程图

调度器一次只会调用一个插件，当上一个插件任务结束后才会继续调用下一个插件。

插件工作时可以拥有多个线程一起进行。

插件可以调用以及查看前面插件执行后的二进制结果。

固件系统类比工作流程图

固件系统类比任务是与固件分析任务分开的，需要进行类比的固件要先进行固件分析。

需要手工填入需要进行类比的固件UIDS。

类比工作是单线程工作，相对节省系统资源。

0×03 具体代码分析

FACT 的配置文件位于./src/config/main.cfg

# ------ 数据库配置 ------ [data_storage] firmware_file_storage_directory = /media/data/fact_fw_data mongo_server = localhost mongo_port = 27018 main_database = fact_main intercom_database_prefix = fact_intercom statistic_database = fact_stats view_storage = fact_views # Threshold for extraction of analysis results into a file instead of DB storage report_threshold = 100000 # 认证信息 db_admin_user = fact_admin db_admin_pw = 6fJEb5LkV2hRtWq0 db_readonly_user = fact_readonly db_readonly_pw = RFaoFSr8b6BMSbzt # 用户管理 user_database  = sqlite:////media/data/fact_auth_data/fact_users.db password_salt = 5up3r5tr0n6_p455w0rd_5417 # 数据库结构信息 variety_path = bin/variety.js structural_threshold = 40 [Logging] logFile=/tmp/fact_main.log mongoDbLogFile=/tmp/fact_mongo.log logLevel=WARNING # ------ 解包插件配置管理 ------ [unpack] threads = 4 # 如果文件类型在白名单中，将不会被提取 whitelist = audio/mpeg, image/png, image/jpeg, image/gif, application/x-shockwave-flash, video/mp4, video/mpeg, video/quicktime, video/x-msvideo, video/ogg, text/plain # 递归提取深度 max_depth = 8 # ------ 分析插件配置管理 ------ [default_plugins] # choose preselected plugins plugins = cpu_architecture, crypto_material, exploit_mitigations, ip_and_uri_finder, software_components, users_and_passwords # -- 插件设置项 -- [asc] threads = 4 [base64_decoder] string_min_length = 15 # It might be useful to set base64_section_min_length = string_min_length / 3 * 4 base64_section_min_length = 20 [binary_analysis] threads = 4 [binwalk] threads = 2 [check_path] threads = 4 [cpu_architecture] threads = 2 mime_ignore = application/pdf, application/postscript, application/xml, application/xhtml+xml, application/x-dvi, image/gif, image/jpeg, image/png, text/comma-separated-values, text/css, text/html, text/plain, text/javascript, text/xml, video/mpeg,  video/x-msvideo, application/x-httpd-php, application/msword [crypto_code] threads = 2 [crypto_material] threads = 2 [cwe_checker] threads = 4 [exploit_mitigations] threads = 4 [file_hashes] threads = 2 hashes = md5, sha1, sha256, sha512, ripemd160, whirlpool [init_systems] threads = 2 [ip_and_uri_finder] threads = 2 [malware_scanner] threads = 4 [manufacturer_detection] threads = 2 [printable_strings] threads = 2 min_length = 6 [similar_files] threads = 4 [software_components] threads = 2 [string_evaluator] threads = 2 [software_version_string_finder] threads = 2 [users_and_passwords] threads = 4 # ------ Web Interface ------ [database] results_per_page = 10 number_of_latest_firmwares_to_display = 10 # !!!!=如果你不知道这些是干啥的，就不要瞎改!!!!（作者原话） [ExpertSettings] block_delay = 2 ssdeep_ignore = 1 communication_timeout = 60 unpack_threshold = 0.8 unpack_throttle_limit = 50 throw_exceptions = false authentication = false 

由于FACT三块业务功能代码结构类似，这里以Unpack 功能为例，详细的讲解代码逻辑。

#p#分页标题#e#

Unpack_service 被归置为backend_service 任务通过./start_fact_backend.py启动。

if __name__ == '__main__':'''同理其他的backend_service也是从这里启动
    args, config = program_setup(PROGRAM_NAME, PROGRAM_DESCRIPTION)     unpacking_service = UnpackingScheduler(config=config, post_unpack=analysis_service.add_task, analysis_workload=analysis_service.get_scheduled_workload)     intercom = InterComBackEndBinding(config=config, analysis_service=analysis_service, compare_service=compare_service, unpacking_service=unpacking_service)     work_load_stat = WorkLoadStatistic(config=config)

./src/scheduler/Unpacking.py将负责创建并调度解包任务

 def start_unpack_workers(self):
        logging.debug('Starting {} working threads'.format(int(self.config['unpack']['threads'])))         for process_index in range(int(self.config['unpack']['threads'])):             self._start_single_worker(process_index)     def unpack_worker(self, worker_id):         unpacker = Unpacker(self.config, worker_id=worker_id) '''这里调用的Unpacker是具体的解包任务执行函数         while self.stop_condition.value == 0:             with suppress(Empty):                 fo = self.in_queue.get(timeout=int(self.config['ExpertSettings']['block_delay']))                 extracted_objects = unpacker.unpack(fo)                 logging.debug('[worker {}] unpacking of {} complete: {} files extracted'.format(worker_id, fo.get_uid(), len(extracted_objects)))                 self.post_unpack(fo)                 self.schedule_extracted_files(extracted_objects)

./src./unpacker/unpack.py 负责执行具体的解包任务

class Unpacker(UnpackBase):     GENERIC_FS_FALLBACK_CANDIDATES = ['SquashFS']     GENERIC_CARVER_FALLBACK_BLACKLIST = ['generic_carver', 'NOP', 'PaTool']     VALID_COMPRESSED_FILE_TYPES = ['application/x-shockwave-flash', 'audio/mpeg', 'audio/ogg', 'image/png', 'image/jpeg', 'image/gif', 'video/mp4', 'video/ogg']     HEADER_OVERHEAD = 256     def __init__(self, config=None, worker_id=None):         super().__init__(config=config, worker_id=worker_id)         self.file_storage_system = FS_Organizer(config=self.config)     def unpack(self, current_fo):         '''         递归提取到的所有对象都将包含在 current_fo 里，并将它们添加进 current_fo.files_included         '''         logging.debug('[worker {}] Extracting {}: Depth: {}'.format(self.worker_id, current_fo.get_uid(), current_fo.depth))         tmp_dir = TemporaryDirectory(prefix='faf_unpack_')         extracted_files, meta_data = self.extract_files_from_file(current_fo.file_path, tmp_dir.name, current_fo.depth)         extracted_files, meta_data = self._do_fallback_if_necessary(extracted_files, meta_data, tmp_dir, current_fo)         extracted_file_objects = self.generate_and_store_file_objects(extracted_files, tmp_dir.name, current_fo)         extracted_file_objects = self.remove_duplicates(extracted_file_objects, current_fo)         self.add_included_files_to_object(extracted_file_objects, current_fo)         self.add_additional_unpacking_meta(current_fo, meta_data)         self.get_unpack_status(current_fo, extracted_file_objects)         self.cleanup(tmp_dir)         return extracted_file_objects 0×04 目录结构分析 FACT_CORE-MASTER/SRC ├─analysis '' 固件分析任务脚本 ├─bootstrap │  └─patches ├─compare ''固件类比任务脚本 ├─config ''配置信息 ├─helperFunctions '' 辅助任务函数 ├─intercom ''数据交互定义 ├─mime '' 文件类型的mime资源 ├─objects '' 目标类型定义脚本 ├─plugins '' 插件集合 │  ├─analysis │  │  ├─architecture_detection │  │     ├─code │  │     ├─test │  │     │  └─data │  │     └─view │  ├─compare │  │ │  └─unpacking │      ├─scheduler '' 调度器脚本 ├─statistic '' 任务统计 ├─storage '' 数据交互存储接口 ├─test  ├─unpacker '' 固件解包任务脚本 └─web_interface '' WEB端     0×05 安装以及使用

1.FACT的安装非常简洁，参考FACT的github你可以很方便的安装好一个FACT平台

2.建议使用清华源进行安装，因为国内源我测试只有清华源可以畅通无阻。。。

3.安装时建议添加 -N 参数 可以一并把nginx安装

4.WEB端原版为全英文，汉化了一下，舒服多了。。。

#p#分页标题#e#

0×06 后记

1.平台运行需要一定的硬件配置，资源需求比较大

2.代码结构严谨，逻辑清晰，核心功能工作流程设计非常nice，调度器与插件集的实用为二次开发提供了很大的便利

3.WEB安全性低，不建议作为公开服务运营

4.添加了一个自动化提取固件内部web路径并审计的插件，官方还没有回信

参考资料

1.FACT