イ良い日ンマを作る(USBストレージ容量偽装の手法) / USB Storage Capacity Faking Techniques

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1. イ良い日ン マを作る しゅーと
2. イ良い日ン マとは • 2018年、突如ネット上に現れたmicroSD • アググンと呼ばれるものもある • 基本的に容量偽装系ストレージ • 2022年、SSDに形を変えて パンピーを襲っている
3. 容量偽装について • 実際のフラッシュ領域に対しての見せかけが異なる • 使えないわけではない • 返品期限までごまかすため？ • 偽装方法には大きく2種類 • 無視タイプ • 上書きタイプ https://www.rescue-center.jp/elementary/vol54.html
4. 目標 • 任意の容量だと嘘をつく • 1ペタバイトを目標 • 書き込めるけど一定のサイズを超えると異常動作を起こす • 無視または上書き動作
5. その前に
6. USBデバイスを作る方法
7. USBデバイスを作る方法 • USBデバイスICを使う • 汎用マイコン内蔵のUSB PHYを使う • USBエミュレーションツールを使う
8. Facedancer • USBデバイスのエミュレーションライブラリ(Python製！) • 対応ハードウェアのUSB APIを利用して機能を実現 • GreatFET Oneと呼ばれるボードが現在最も再現性が高い • 今年６月発売のLUNAに合わせて進化を遂げるらしい GreatFET One LUNA
9. facedancer-umass.py • イメージをマスストレージデバイスとして流し込むスクリプト • 以下で簡単にディスクイメージを作って接続できる • 接続するとターゲット上で認識される(未初期化) # 100MBサイズのディスクイメージ (何も初期化しない) dd if=/dev/zero of=disk_100MB.bin bs=100M count=1 # スクリプト実行 ./legacy-applets/facedancer-umass.py ./disk_100MB.bin コントロール用 USBポート ターゲット用 USBポート
10. メモ: オンメモリだけで実現も • コードからfdを排除し全てdictに • プログラム終了時にはデータが失われる
11. 任意の容量と嘘をつく
12. ストレージサイズはどう認識される？ • UMS(USB Mass Storage)クラスではSCSIコマンドを利用する • Read Capacity(10)でセクタ数とブロックサイズを提示 • PCがそこからディスクのサイズを割り出す
13. Facedancerでの実装 • ブロックサイズは512バイト固定 • セクタ数は読み込まれるイメージから算出される →ここを変更すれば任意のサイズを宣言できる！ • ただしコードが全て最大32bit LBA • 現状は2TiBまでのディスクしか対応しない (GPTであれば認識可能だが) • →64bit LBA対応に改造して問題を回避👏 https://github.com/shutingrz/Facedancer/commit/0fcd48586a1e20b568d6d11d3408c8e854dba1f8
14. 未初期化状態の罠 • リムーバブルディスクだと未初期化を未初期化と認識しない • →全セクタを走査しパーティションを探してるっぽい？→遅い！！ • Windowsでのフォーマット時にメタデータを 全セクタに書き込む→遅い！！ • 10MBのディスク+FAT32で2分ちょっとかかる • Facedancerで偽装する場合は事前にフォーマットしないと無理
15. 手始めに100GBの仮想ディスクを初期化 • 以下のコマンドで事前にexFATでフォーマット • 問題なく100GBとしてマウントできた #100GBのスパースファイルを作成しGPT作成、exFATでフォーマット $truncate –s 100GB test.img $parted –s test.img mklabel gpt mkpart primary ntfs 1MiB 100% print quit $sudo losetup –f –show test.img $sudo kpartx –a /dev/loop2 $sudo mkfs.exfat /dev/mapper/loop2p1 # スクリプト実行 $./legacy-applets/facedancer-umass.py ./test.img
16. 調子に乗って2ペタバイト ！？ $truncate -s 2PB test.img truncate: failed to truncate 'test.img' at 2000000000000000 bytes: File too large
17. ext4の制限 • ext4 >このファイルシステムは、最初にLinuxカーネル2.6.19でスト レージ制限を拡張し、パフォーマンスを向上させるために使用さ れていました。 Ext2およびExt3と比較すると、Extファイルシス テムは標準の4Kブロックサイズを使用して、最大1EBのボ リュームサイズと最大16TBの単一ファイルサイズをサポートで きます。
18. btrfsの中にスパースファイル作成 • btrfsは16EBの単一ファイルをサポート • 10GBのbtrfsイメージを作りその中で2PBのディスクを作成 • うまくいった • あとはいつも通りGPTからのexFATのフォーマット $truncate -s 10GB btr.img $mkfs.btrfs btr.img $sudo mount btr.img /mnt/target1 $ truncate -s 2PB /mnt/target1/test.img <- いけた！ $ ls –la /mnt/target1/test.img -rw-r--r-- 1 user user 2000000000000000 Jan 25 01:46 <- 2PBのファイル /mnt/target1/test.img
19. 2PBのUSBドライブを見よ！ • 無事マウントに成功 • Facedancerの微修正が必要 • ただしマウント完了まで30分必要 • 全セクタを読み込むため • こういうものなの？ • 容量偽装はできたので、 時間かかる2PBは一旦封印
20. 目標 • 任意の容量だと嘘をつく • 1ペタバイトを目標 • 書き込めるけど一定のサイズを超えると異常動作を起こす • 無視または上書き動作 💮
21. 一定のサイズを超えると異常動作を起こす • 今はbtrfsの実サイズを超えたら書き込みエラーが発生するはず • アググン/イ良い日ン マは書き込み自体はできる • イ良い日ン マ実現までの道のり: • 4GBのディスクイメージを用意 • 32GBとみせかける • 書き込み要求セクタが4GBより上位の場合は書き込まない • 偽装と書き込み無視は全てFacedancer側で対応可能 • 特定セクタより上の場合はprint()するだけのコードを書いた↓
22. 試した が・・・ • 転送速度が遅すぎて検証にならない • コントロールがwsl2のためUSB-IPで転送しているのも原因か • もっとディスクサイズを減らすことに 350 KB/s
23. というわけで見かけ32MBのディスク • ディスクイメージは16MB確保 • 15MB分のセクタを超える場合書き込みを行わないように
24. テストデータ • 1つあたり1.08MBのjpgファイル • 14枚目の途中で特定セクタに到達 する計算
25. デモ(1) • 途中で書き込みされなかった画像ファイル
26. デモ(2) • 事象発生時のログと空き容量
27. 目標 • 任意の容量だと嘘をつく • 1ペタバイトを目標 • 書き込めるけど一定のサイズを超えると異常動作を起こす • 書き込み無視 💮 💮
28. まとめ • あくまでUSBエミュレーションを使ったものだができた • イ良い日ン マの作り方を完全に理解した • 実際にやるにはちゃんとしたICでのネイティブ実行が必要 • Pico にUSBコントローラがあるのでTinyUSBライブラリで優勝？
29. おわり