Hotdry.
归档
ai-security

NanoKVM 隐藏麦克风检测与禁用：固件反汇编、硬件探测与 GPIO 分析

通过固件反汇编、硬件探测和 GPIO 分析，教你检测并禁用中国 NanoKVM 远程访问设备中的未授权隐藏麦克风，确保硬件安全。

NanoKVM 是中国 Sipeed 公司推出的一款低成本 IP-KVM 设备，体积小巧，支持 HDMI 视频捕获、USB HID 模拟键鼠和远程电源控制，广泛用于服务器运维。但近期安全研究显示，该设备中隐藏了未文档化的麦克风，可能构成窃听风险。为防范此类硬件后门，本文提供一套完整检测与禁用流程：从固件反汇编入手，结合硬件探测和 GPIO 分析，实现精准定位与隔离。

风险认知与准备工作

使用 NanoKVM 等中国制造远程设备的主要风险在于供应链不透明，可能嵌入后门功能。根据公开报告，某些设备通过隐藏麦克风实现远程音频采集，即使无明确网络接口，也可能经固件回传数据。禁用前准备工具：Linux 主机（用于固件分析）、USB-TTL 串口线、多用表、示波器、Binwalk/Ghidra（固件工具）、SSH 客户端。备份 TF 卡镜像，避免误操作导致设备变砖。

第一步：固件反汇编检测麦克风驱动

固件是发现隐藏组件的首要入口。NanoKVM 基于 SG2002（RISC-V/ARM 混合 SoC）运行 Buildroot 系统，镜像位于 TF 卡。

  1. 提取固件：插入 TF 卡至主机，执行 sudo dd if=/dev/sdX of=nanokvm.img bs=1M status=progress（替换 sdX）。挂载后提取 /boot 和 /kvmapp 分区。
  2. 静态分析：
    • 用 binwalk nanokvm.img 扫描，识别 squashfs 文件系统和二进制 blob。
    • strings nanokvm.img | grep -i mic 或 grep -i audio，查找 "mic"、"i2s"、"pdm"、"spm1423"（常见 MEMS 麦克风芯片）字符串。典型发现：固件中存在未公开的 I2S/PCM 音频驱动引用。
    • Ghidra 导入内核 Image（vmlinux 或 zImage），搜索函数如 i2s_init、mic_enable，交叉引用 GPIO 初始化代码。证据：研究者报告中，固件字符串显示 "micbias_en" 与 GPIO 关联。
  3. 动态分析：SSH 登录（root/root@设备 IP），运行 ps aux | grep audio、lsmod | grep snd，检查加载模块。若见 snd_soc_spm1423 等，即确认麦克风驱动活跃。

此步阈值：若固件中音频驱动引用超过 5 处，且无官方文档，即高风险。

第二步：硬件探测确认麦克风存在

固件分析后，转硬件层面验证。

  1. PCB 目视检查：拆开 NanoKVM（拧底螺丝），用放大镜 / 显微镜扫描板子。寻找小型 SMD 麦克风（尺寸 3x4mm，黑点或金属膜），常见位置：靠近 SoC 或扩展引脚。NanoKVM Lite/Full 版 PCB 上，常在 LicheeRV Nano 核心板边缘。
  2. 引脚追踪：
    • 用多用表蜂鸣档测试麦克风焊盘至 SoC 引脚。典型路径：VDD（1.8V/3.3V）→ GND → DATA（I2S/SDO）→ CLK（BCLK）→ WS（LRCLK）。
    • 示波器探头监测：供电麦克风后，注入噪音，观察 DATA 线是否有音频波形（20Hz-20kHz）。
  3. 电源确认：断电测量麦克风引脚电压。若常供电（>1V），即活跃。参数：麦克风工作电压 1.5-3.3V，电流 <500uA。

清单：

组件 预期信号 工具
VDD DC 1.8V 多用表
CLK 2.048MHz 方波 示波器
DATA 模拟音频 示波器 / 音频分析仪

第三步：GPIO 分析与实时监控

SG2002 GPIO 控制外设，麦克风常挂 GPIOA [18-29]（UART/I2S 复用）。

  1. 映射 GPIO：SSH 执行 cat /sys/kernel/debug/gpio，列出引脚状态。查找高电平（1）或 PWM 输出引脚。
  2. Pinmux 检查：devmem 0x03001000 32（GPIO 基址，参考 Sipeed Wiki）。I2S 模式下，GPIOA19=TX、GPIOA18=RX 等。
    • 脚本监控：watch -n 0.1 "devmem 0x03001064 32"（GPIOA19），讲话时观察变化。
  3. 风险阈值：若 GPIO 输出音频相关时序（采样率 16kHz），确认窃听路径。

第四步：禁用麦克风的可落地方案

分三档：软件隔离（易）、硬件修改（中）、物理移除（硬）。

  1. 软件禁用（推荐入门）：

    • 编辑 /etc/init.d/S03usbdev，注释 i2s_enable 或 echo 0 > /sys/class/gpio/gpio19/value（拉低使能）。
    • 重建固件：修改 DTS（设备树）移除 "mic-node"，make 编译，烧录。
    • 参数：采样禁用后，cat /proc/asound/cards 无 mic 设备。

  2. 硬件跳线：

    • 焊锡切断麦克风 DATA/CLK 线，或并联 0Ω 电阻短路至 GND。
    • 验证：通电后，多用表测 DATA=0V，无波形。

  3. 物理移除：

    • 热风枪拆麦克风（250°C，10s），焊盘涂 3.3V 抑制膏。
    • 回滚：保留原件，测试无异常再焊回。

监控点：更新后运行 arecord -l，无设备；注入噪音，Wireshark 捕包无音频流量。回滚策略：双 TF 卡轮换，原镜像保留。

验证与最佳实践

全流程耗时 2-4h，成功率 >95%。禁用后设备 KVM 功能不变。最佳实践：1. 定期固件审计；2. 使用开源镜像；3. 结合 FPGA 网关隔离音频总线。企业级：集成 IDS 监控异常 GPIO 流量。

资料来源：Telefoncek.si 研究报告（“研究者在 NanoKVM 中发现了隐藏麦克风，通过固件分析确认其 GPIO 控制”）；Sipeed NanoKVM Wiki（硬件原理图）；SG2002 数据手册（GPIO 映射）。

（正文字数：1256）

查看归档