البرامج الثابتة المخصصة

نظراً لاستخدامها الشائع للتحايل على إدارة الحقوق الرقمية ، يُنظر إلى البرامج الثابتة المخصصة على أنها أداة لتمكين القرصنة ، على الرغم من أن عملية تثبيت البرامج الثابتة المخصصة في حد ذاتها قد لا تكون غير قانونية.

في اليابان، تم حظر البرامج الثابتة المخصصة كجزء من تشريع أوسع نطاقاً في عام 2018 جعل تعديل أجهزة الألعاب غير قانوني. ^{[ 1 ]}

تُعدّ البرامج الثابتة المُخصصة شائعة في أجهزة PlayStation Portable المحمولة التي تُصدرها شركة سوني. ومن أبرز هذه البرامج M33 من تطوير Dark_AleX، بالإضافة إلى برامج أخرى مثل سلسلة 5.50GEN، وMinimum Edition (ME/LME)، وPRO. وقد مكّنت هذه البرامج المُخصصة في PlayStation Portable من توسيع إمكانيات الجهاز بشكل غير رسمي. فمثلاً، سمحت إضافات مثل RemoteJoyLite ^{[ 2 ]} ببثّ مخرجات الفيديو من الجهاز مباشرةً عبر منفذ USB إلى شاشة كمبيوتر متصلة. علاوة على ذلك، استغلت تطبيقات منزلية الصنع مثل iR Shell ^{[ 3 ]} منفذ الأشعة تحت الحمراء المُدمج في جهاز PSP-1000 الأصلي لتوفير وظائف تحكم عن بُعد شاملة للأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية، وذلك عن طريق إرسال رموز التحكم عبر واجهة الأشعة تحت الحمراء.

تُستخدم البرامج الثابتة المُخصصة أيضًا في جهاز بلاي ستيشن 3. وتقتصر هذه البرامج على طرازات "فات" و"سليم" المبكرة (من CECH-20xx حتى أوائل CECH-25xx). أما طرازات "سليم" (من أواخر CECH-25xx وCECH-30xx) و"سوبر سليم" فتُشغّل فقط برنامج HEN (مُمكّن البرامج المنزلية)، الذي يُشابه في وظائفه البرامج الثابتة المُخصصة. كما يتوفر أيضًا برنامج ODE (محاكي محرك الأقراص الضوئية)، وبرنامج HAN (إيثانول)، وبرنامج HFW (البرامج الثابتة الهجينة) لجهاز بلاي ستيشن 3.

يحتوي جهاز PlayStation Vita / PlayStation TV على نظام eCFW، وهو عبارة عن برنامج ثابت مُعدّل (eCFW) مُخصص لجهاز PSP يعمل على مُحاكي PSP الخاص بالجهاز. تشمل هذه الأنظمة ARK وTN-V، ومؤخرًا Adrenaline، الذي يتضمن ميزات إضافية نظرًا لتعديله من النظام الأصلي. في عام 2016، أصدر فريق Molecule برنامج HENkaku (وهو مُفعّل للبرامج المنزلية، يتمتع بوظائف مشابهة للبرنامج الثابت المُعدّل) لجهاز PlayStation Vita / PlayStation TV، والذي يُعدّل البرنامج الثابت للجهاز على الإصدار 3.60، مما يسمح بإنشاء برنامج ثابت مُعدّل على الجهاز. كما أصدر الفريق الذي يقف وراء HENkaku الأصلي برنامج taiHEN، وهو إطار عمل يُشغّل أحدث إصدار من HENkaku. يُتيح taiHEN تحميل الإضافات على مستوى النظام، كما كان مُعتادًا في PSP، مما يسمح للمستخدم بتغيير/إضافة وظائف إلى جهازه. يُعدّ Enso ثغرة أمنية في مُحمّل الإقلاع لجهاز PS Vita/PS TV، حيث يُتيح تثبيت HENkaku بشكل دائم وتشغيله عند بدء التشغيل، مما يُمكّن الجهاز من الحصول على نظام تشغيل مُعدّل بالكامل مع HENkaku Enso. كما يُمكن لمستخدمي الإصدار 3.60 التحديث إلى الإصدار 3.65 دون فقدان HENkaku Enso.

تعتمد ساحة تعديل جهاز نينتندو 3DS بشكل أساسي على البرامج الثابتة المخصصة (برامج تُعدّل البرامج الثابتة الرسمية أثناء التشغيل)، الأمر الذي يتطلب ثغرة أمنية للتحكم في معالج ARM9، وهو المعالج المساعد الأمني ​​للجهاز، بالإضافة إلى استخدام خراطيش الفلاش التي تحاكي خرطوشة الألعاب الأصلية (والتي تُستخدم فقط لتشغيل نسخ ROM الاحتياطية الأصلية). يُعدّ برنامج Luma3DS ، الذي طوّره كلٌّ من أورورا رايت وتوكسش، البرنامج الثابت المخصص الأكثر استخدامًا حاليًا، وهو يسمح بتثبيت ملفات CIA (أرشيفات CTR القابلة للاستيراد) غير الموقّعة، ويتضمن وحدات برامج ثابتة مُعاد كتابتها مفتوحة المصدر، بالإضافة إلى معالجة الاستثناءات لمطوّري البرامج المنزلية.

من بين البرامج الثابتة المخصصة (CFWs) السابقة والمهجورة: Gateway (برنامج ثابت مخصص خاص مقفل على خرطوشة ذاكرة فلاش عبر إدارة الحقوق الرقمية، وكان أول برنامج متاح للعامة)، وPasta، وRxTools (أول برنامج مجاني واسع الانتشار)، وCakes CFW ^{[ 4 ]} (أول برنامج ثابت مخصص مفتوح المصدر، والذي استخدم نهجًا معياريًا للتصحيحات وكان مصدر إلهام للبرامج اللاحقة)، وReiNAND، الذي استند إليه Luma3DS في الأصل، وCorbenik؛ ^{[ 5 ]} وحتى الآن، البرنامج الثابت المخصص الوحيد الذي لا يزال قيد التطوير هو Luma3DS (المعروف سابقًا باسم AuReiNAND). كانت برامج 3DS الثابتة المخصصة تعتمد على "EmuNAND" / "RedNAND"، وهي ميزة تُشغّل النظام من مساحة غير مقسمة على بطاقة SD تحتوي على نسخة من ذاكرة NAND الخاصة بجهاز 3DS. يمكن أن تحمي هذه النسخ من EmuNAND نظام 3DS من التلف، حيث لا تتأثر ذاكرة NAND الخاصة بالنظام إذا لم تعد النسخة من EmuNAND تعمل بشكل صحيح أو أصبحت غير قابلة للاستخدام. يمكن أيضًا تحديث EmuNANDs بشكل منفصل عن NAND النظام المعتاد، مما يسمح للمستخدمين بالحصول على أحدث إصدار من النظام على EmuNAND مع الاحتفاظ بالإصدار المعرض للخطر على NAND النظام؛ وبالتالي جعل اللعب عبر الإنترنت والوصول إلى Nintendo eShop ممكنًا على إصدارات نظام 3DS القديمة.

أصبحت تقنية EmuNAND قديمة مع إصدار arm9loaderhax، وهي ثغرة أمنية في معالجات ARM9 تسمح بتشغيل SysNAND بأمان وتحديثها، حيث بدأت أنظمة التشغيل المعدلة (CFWs) بتصحيح كود تحديث نظام التشغيل بحيث لا تزيل التحديثات الرسمية هذه الثغرة. مع ذلك، تطلبت هذه الثغرة الرجوع إلى إصدار قديم جدًا من النظام للحصول على رمز OTP الخاص بالجهاز، وهو ضروري للتثبيت.

في 19 مايو 2017، تم إطلاق أساس استغلال جديد يُسمى sighax، ليحل محل arm9loaderhax، مما يتيح للمستخدمين التحكم في النظام بشكل أسرع، ويمنحهم صلاحية تنفيذ التعليمات البرمجية ضمن سياق ذاكرة القراءة فقط (bootROM) ، وبالتالي بيئة أنظف، دون الحاجة إلى الرجوع إلى إصدارات أقدم أو استخدام كلمة مرور لمرة واحدة (OTP). كما تم إصدار Boot9Strap، وهو إصدار سهل الاستخدام من sighax. يعمل sighax عن طريق تجاوز مؤشر محلل التوقيعات في المكدس ، بحيث تتم مقارنة تجزئة صورة البرامج الثابتة بنفسها، نظرًا لأن المحلل لا يتحقق من صحة بعض الحقول. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

في الوقت نفسه، تم الإعلان عن ثغرة أمنية أخرى في ذاكرة القراءة فقط للتشغيل (bootROM) تُسمى ntrboot، والتي تسمح للمستخدمين باستخدام باب خلفي موجود في ذاكرة القراءة فقط للتشغيل (bootROM) للتحكم الكامل في أي جهاز 3DS بغض النظر عن إصدار البرنامج الثابت (لأن ذاكرة القراءة فقط للتشغيل (bootROM) غير قابلة للتحديث)، ولا تتطلب سوى خرطوشة فلاش DS معدلة ومغناطيس. صدرت النسخة الأولية في 12 أغسطس، وهي تدعم خراطيش AceKard 2i وR4i Gold 3DS RTS.

الصفحتان 11 و 12 من لائحة الاتهام لمطوري نظام التشغيل SX OS (فريق Xecuter)، فيما يتعلق ببرامجهم المستخدمة على جهاز Nintendo Switch ^{[ 8 ]}

يوجد حاليًا العديد من البرامج الثابتة المخصصة لجهاز نينتندو سويتش : Atmosphère وReiNX وSX OS. الاختلافات بينها طفيفة إلى حد كبير؛ فبرنامج Atmosphère لا يزال قيد التطوير النشط وهو برنامج مجاني ومفتوح المصدر . يعتمد برنامج ReiNX في جزء كبير من شفرته البرمجية على Atmosphère ^{[ 9 ]} مع بعض التعديلات على مكونات وقت التشغيل وبرنامج إقلاع مختلف، بينما برنامج SX OS مغلق المصدر ومدفوع، ولكنه يعتمد بشكل كبير على شفرة Atmosphère على الرغم من الادعاءات بخلاف ذلك. ^{[ 10 ]}

لقد حسّنت نينتندو بيئة جهاز سويتش بشكل كبير من حيث الأمان مقارنةً بأجهزة الألعاب السابقة. ومع ذلك، لا تزال هناك ثغرات أمنية بارزة تُتيح للمستخدمين استغلالها. ومن بين هذه الثغرات، تُعدّ ثغرة Nvidia Tegra stack ( CVE - 2018-6242 ) ^{[ 11 ]} الأكثر استغلالًا. تستغل هذه الثغرة وضع الاسترداد (RCM) في جهاز سويتش لإرسال حمولات غير موقّعة/غير مُوثّقة ^{[ 12 ]} ، مما يمنح المستخدم إمكانية تنفيذ تعليمات برمجية عشوائية . وقد استغلّها أيضًا بعض المخترقين في مجال سويتش لهندسة البرامج الثابتة عكسيًا، مما أدى إلى ظهور ثغرتين أخريين بارزتين: Nereba وCaffeine. في حين أن وضع الاسترداد (RCM) يُعدّ ثغرة أمنية متعلقة بالأجهزة، فإن Nereba وCaffeine هما ثغرتان برمجيتان تعتمدان على أن يكون إصدار البرنامج الثابت للجهاز مُحدّدًا أو أقدم منه للاستفادة من هذه الثغرات. أما وضع الاسترداد (RCM)، كونه مرتبطًا بالأجهزة، فيعتمد فقط على كون الجهاز مُعرّضًا لهذه الثغرة تحديدًا، ولا يشترط إصدارًا مُحدّدًا من البرنامج الثابت.

نتيجةً لكشف شركة Nvidia عن ثغرة CVE-2018-6242، اضطرت Nintendo إلى معالجة هذه الثغرة الأمنية، ^{[ 13 ]} وبدأت في أواخر عام 2018 بتصنيع وتوزيع أجهزة مُعدّلة برمجياً، ما يمنعها من الوصول إلى ثغرة RCM. من المرجح أن تكون أي وحدة مُصنّعة خلال هذه الفترة أو بعدها مُعدّلة برمجياً، بما في ذلك Switch Lite وأجهزة Switch الأحدث ذات "الصندوق الأحمر". ومن غير المرجح أن تتمكن أي وحدة مُعدّلة برمجياً وتعمل ببرنامج ثابت حديث نسبياً من الوصول إلى برامج ثابتة مخصصة في الوقت الحالي أو في المستقبل، نظراً لبيئة البرمجيات الآمنة للغاية لجهاز Switch. يُشار إلى هذه الأجهزة عادةً باسم "أجهزة Switch المُعدّلة" في أوساط مُعدّلي Switch. ورغم أنه لا يمكن تعديلها بالطرق العادية ("التعديل البرمجي")، إلا أنه يُمكن لحام شريحة تعديل مكان منفذ USB-C الخاص بجهاز Switch بعد إزالته ("التعديل المادي")، ما يُغني عن الحاجة إلى الدخول في وضع RCM.