嵌入式設(shè)備PCB級(jí)逆向基礎(chǔ)技術(shù)淺析
今天,我們生活在一個(gè)被嵌入式設(shè)備統(tǒng)治的世界中。每個(gè)人都可能生活在各種各樣的窺探、監(jiān)控中。受安全漏洞影響的路由器、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、智能手機(jī)和其他嵌入式設(shè)備,是極易被攻擊的。最近爆發(fā)的Mirai病毒事件和其他LoT惡意軟件更加說明了這一點(diǎn)。無論是出于好奇還是應(yīng)顧客要求進(jìn)一步提高產(chǎn)品的安全性,想要深度審計(jì)該類設(shè)備的固件,我們都需要拆卸下來,好找到調(diào)試接口。只有通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行,才能揭示其中的隱秘之處。由于該過程具有一定的破壞性,故通常會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞。因此,要想進(jìn)行深入的分析,僅準(zhǔn)備一臺(tái)設(shè)備是不夠的!
PCB(Printed Circuit Board,印刷電路板)和PCBA(Printed Circuit BoardAssembly,印刷電路板組裝)是電子設(shè)備不可缺少的組成部分。它們是電子元件的物理載體,負(fù)責(zé)連接和傳輸電子信號(hào)。逆向工程是一個(gè)通過分析和理解現(xiàn)有產(chǎn)品或系統(tǒng)獲取設(shè)計(jì)信息的技術(shù)過程,然后進(jìn)行復(fù)制、改進(jìn)或創(chuàng)新。在PCB和PCBA領(lǐng)域,逆向工程尤為重要,特別是在產(chǎn)品開發(fā)、故障分析、兼容性改進(jìn)等方面。
一、PCB/PCBA逆向工程是什么?
PCB/PCBA逆向工程是指對(duì)現(xiàn)有PCB或PCBA進(jìn)行分析,以了解其設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和功能。這通常涉及電路板的物理檢查、電子元件的識(shí)別、電路布局的分析和電路功能的模擬。逆向工程的目標(biāo)可能是學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)原理,修復(fù)故障設(shè)備,開發(fā)兼容產(chǎn)品或升級(jí)產(chǎn)品。
二、PCB/PCBA逆向工程流程
1.制作電路板圖片
拿到樣品后,掃描樣品整體,獲得PCBA 3D模型及各層線路圖數(shù)據(jù)。
2.制作BOM單
記錄所有組件的型號(hào)、參數(shù)和位置。特別是二極管、三極管的方向、IC間隙的方向,用數(shù)碼相機(jī)拍攝兩個(gè)組件位置的照片,以幫助后續(xù)的圖片。
3.修圖
調(diào)整畫布的對(duì)比度和亮度,使銅模部分與無銅模部分對(duì)比強(qiáng)烈。確保轉(zhuǎn)檔圖像清晰,然后將圖片保存為黑白BMP格式文件 TOP BMP和BOT BMP。如果發(fā)現(xiàn)圖形有問題,也可以用PS進(jìn)行修改和修改。
4.圖片校準(zhǔn)
將兩個(gè)BMP格式的文件轉(zhuǎn)換為PROTEL格式文件,并將兩層調(diào)到PROTEL中進(jìn)行校對(duì)。如果不能很好地重疊,則需要重復(fù)第三步。
5.封裝制作
如果PROTEL中的元件包裝不能匹配,我們應(yīng)該自己建立元件包裝。
6.繪制走線
將TOPBMP轉(zhuǎn)化為TOPP PCB,注意轉(zhuǎn)換到SILK層,即黃色層,然后掃描TOP層。并根據(jù)第一步的圖紙放置設(shè)備,在繪制后刪除SILK層,并重復(fù),直到所有層都被繪制。
7.導(dǎo)出PCB文件
在PROTEL中將TOPOTEL PCB和BOT PCB調(diào)入到一個(gè)圖中就可以了。
8.最終校對(duì)
使用激光打印機(jī)將TOPP LAYER BOTTOM LAYER 分別打印在透明膠片上,按1打印:1的比例將膠片放在PCB上,比較是否有。
9.測(cè)試信號(hào)參數(shù)分析
這樣,與原板相同的抄板就完成了,但只完成了一半,需要測(cè)試抄板的電子技術(shù)性能是否與原板相同。
三、逆向工程的應(yīng)用
產(chǎn)品開發(fā):通過對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品的逆向分析,企業(yè)可以快速學(xué)習(xí)和開發(fā)自己的產(chǎn)品。
故障分析:當(dāng)原設(shè)計(jì)文件丟失或不完整時(shí),逆向工程有助于識(shí)別和修復(fù)故障。
兼容性改進(jìn):通過了解現(xiàn)有產(chǎn)品的工作原理,可以開發(fā)兼容的配件或升級(jí)組件。
教育與研究:逆向工程是學(xué)習(xí)和研究電子設(shè)計(jì)原理的有效途徑。
四、結(jié)論
PCB/PCBA逆向工程是一個(gè)復(fù)雜但強(qiáng)大的工具,可以幫助企業(yè)快速獲取技術(shù)知識(shí),提高競(jìng)爭(zhēng)力。然而,它也帶來了法律、技術(shù)和成本的挑戰(zhàn)。正確使用逆向工程可以在尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)的前提下促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品改進(jìn)。