固件解密分析：DrayTek Vigor3910 固件

固件信息:

Draytek Vigor 3910是Draytek旗下的一款多WAN安全路由器。** *厂商：Draytek* *型号：Vigor 3910* **固件版本：3971、4325

使用 binwalk 进行初步分析

为了了解固件的结构和加密状态，我们可以使用 binwalk 工具进行分析。以下是具体步骤和发现：

熵值分析

通过以下命令查看固件的熵值分布：

1	binwalk -E firmware.bin

![image-

结果：分析显示固件的熵值接近 1。

熵值含义：

熵值（entropy）是衡量数据随机性的指标，范围从 0 到 1。
熵值接近 0 表示数据高度有序（如纯文本或重复模式）。
熵值接近 1 表示数据高度随机，通常是压缩或加密的特征。

结论：固件的熵值接近 1，表明其内容并非明文或简单压缩，而是经过加密处理。

中间过渡版本分析

为了寻找未加密的中间过渡件，我们回溯历史版本，下载 V3.9.7.1：

文件：v3910_3972.all（假设为 V3.9.7.1）。
提取尝试

1	binwalk -Me v3910_3972.all

熵值检查：

1	binwalk -E v3910_3972.all

结果：熵值较低，表明 V3.9.7.1 未加密。

稍微分析一下

固件基本结构

固件通常包含以下部分：

Bootloader：硬件初始化和内核加载，位于固件开头。
Kernel：操作系统核心，通常压缩（如 LZMA、gzip）。
Rootfs：用户空间文件系统，包含脚本、二进制和多媒体内容，常以压缩格式存储（如 LZ4、gzip）。

未加密固件分析 (V3.9.7.1)

结构分析
1
binwalk v3910_3972.all

结果：偏移 0xEE3C48（十进制 15613000）标记为 LZ4 compressed data, legacy，确定为文件系统起点。

依据：

LZ4 压缩常见于 initramfs 或 rootfs。
后续包含脚本、图像和路径，符合文件系统特征。
位于内核之后，符合固件布局。

使用dd命令提取这部分的文件系统

1	dd if=v3910_3972.all of=gizp.bin bs=1 skip=15613000

这里为了方便就直接从这里开始提取后面的全部

binwalk并不支持lz4解压缩，故我们下载liblze4-tool，并在binwalk的配置文件中添加规则,（路径看shell图片的路径）

1	^lz4 compressed data:lz4:lz4 -d '%e' '%e.bin'

1	sudo apt-get install liblz4-tool

们再次使用binwalk -Me固件，到这里就得到了最开始没有加密的固件系统，

从未加密到加密的过渡

V3.9.7.1 未加密，而 V4.4.3.1 已加密，说明固件升级引入了加密机制。我们在 V3.9.7.1 的文件系统中搜索升级逻辑：

搜索关键字

1 2	grep -r "upgrade" grep -r "firmware"

发现：fw_upload 文件包含 “upgrade” 和 “firmware”，为固件升级脚本。

解密逻辑：

- ChaCha20 简介
  - 全称：ChaCha20 是 ChaCha 加密算法的变种，使用 20 轮迭代。
  - 类型：流加密算法（Stream Cipher）。
  - 核心组件
    - 密钥（Key）：256 位（32 字节）。
    - Nonce：96 位（12 字节）或 64 位（8 字节）。
    - 计数器（Counter）：32 位或 64 位。
    - 常量（Constants）：如 “expand 32-byte k”。
  - 用途：保护固件内容，广泛用于 TLS/SSL、VPN 等。

对此二进制文件进行一些基础的信息收集，可以知道其为arm64的小端序

准备 QEMU：通过cp把qemu-aarch64-static移动到当前目录下，去运行此程序

1	cp $(which qemu-aarch64-static) ./

报错：Bad input data in argv，缺少输入输出文件。

1
2
3

sudo chroot . ./qemu-aarch64-static ./sbin/chacha20
Bad input data in argv
Using: ./main input.file output.file

仍报错：参数格式可能不正确。

sudo chroot . ./qemu-aarch64-static ./sbin/chacha20 v3910_4326.all
decrypt.all
Bad input data in argv
Using: ./main input.file output.file

逆向分析 chacha20

工具：IDA Pro。
通过IDA对此二进制程序进行逆向分析发现里面会存在key

这里找到key了我们还需要他的nonce随机数，

在加密的固件头信息中发现了这个值，

要知道加密的固件是从enc_Image之后开始的，所以我们要提取被加密的部分，

这里的 enc_Image 指的是固件中某个标记或区域的名称，通常在固件解包后会生成类似 enc_Image 的文件，表示加密的镜像部分。

注意这里怎么去提，image后面的一个byte是是enc固定的大小，这里是小端序所以就是034B1A00，这个转成10进制就是55253504，这个就是被加密的数据的长度或者大小，（个人理解）

所以我们应该是从243开始提，216+25+3

这里就是被加密的数据，所以我们使用dd命令去提

1	dd if=v3910_4325.all of=test skip=243 count=55187968 bs=1

那么我们知道的是，chacha20已经被集成在许多语言中的库里了，故我们用python去写一个

解密的脚本即可（因为原程序参数我们不知道该放什么故想着写脚本去解密）

from Crypto.Cipher import ChaCha20

def do_decrypt(enc_image):
    nonce = b"UODAjyXZOzH0"
    key = b"DraytekKd5Eason3DraytekKd5Eason"
    with open(enc_image, "rb") as f:
        enc_data = f.read()
    cipher = ChaCha20.new(key=key, nonce=nonce)
    dec_data = cipher.decrypt(enc_data)
    with open(f"{enc_image}_decrypt", "wb") as f:
        f.write(dec_data)
    print("解密完成")

if __name__ == "__main__":
    filename = "test" ##文件名
    do_decrypt(filename)