Что такое прошивка? Определение микропрограммы, типы и примеры

Микропрограмма представляет собой форму микрокода или программы, встроенной в аппаратные устройства для обеспечения их эффективной работы. Аппаратное обеспечение, такое как камеры, мобильные телефоны, сетевые карты, оптические приводы, принтеры, маршрутизаторы, сканеры и телевизионные пульты, для бесперебойной работы зависит от прошивки, встроенной в их память.

Встроенное ПО часто называют «программным обеспечением для оборудования». Однако между прошивкой и программным обеспечением есть разница. Микропрограмма содержит инструкции, помогающие запускать оборудование, обмениваться данными с другими устройствами и выполнять основные задачи ввода-вывода. Программное обеспечение, с другой стороны, устанавливается на устройство и используется для взаимодействия, например, для работы в Интернете, обработки текстов, прослушивания музыки и видеоконференций.

Производители оборудования регулярно выпускают обновления прошивки, чтобы их устройства оставались безопасными и совместимыми с новыми носителями. Например, устройства Android и iOS периодически получают обновления встроенного ПО, повышающие их производительность, добавляющие новые функции и защищающие их от угроз безопасности и уязвимостей. Обновления прошивки для таких устройств, как игровые приставки и телевизоры, обычно выполняются путем принятия запросов на загрузку и установку последнего исправления.

Когда устройство включается, встроенное ПО дает указание процессору инициировать процесс запуска. Компьютеры, мобильные телефоны и планшеты используют несколько форм микропрограмм для выполнения таких действий, как загрузка их операционных систем. Прошивка работает аналогично драйверам устройств. Однако прошивка хранится непосредственно на аппаратном устройстве, а драйверы устанавливаются в операционной системе устройства. Прошивка также может запускаться сама по себе, в то время как драйверы остаются зависимыми от операционной системы.

Обычно существует три уровня микропрограммы:

1. Низкоуровневая микропрограмма: эта микропрограмма обычно хранится в микросхемах энергонезависимой памяти, таких как постоянная память (ПЗУ) и одноразовая программируемая память (OTP). Эти микросхемы нельзя перезаписать или обновить, а прошивка встроена в аппаратное обеспечение, такое как компьютер.
2. Встроенное ПО высокого уровня: это встроенное ПО внедряется в микросхемы флэш-памяти и содержит более сложные инструкции, позволяющие выполнять обновления.
3. Подсистемы: это полунезависимые устройства, которые являются частью более обширной системы. Микропрограммы на этом уровне встроены в центральные процессоры (ЦП), флэш-чипы и жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи).

Общие типы микропрограмм включают: 

БИОС

Базовая система ввода-вывода (BIOS) с самого начала была важным компонентом компьютеров. BIOS находится на микросхеме материнской платы компьютера и выдает набор инструкций, позволяющих загрузить операционную систему устройства. Он также отвечает за обслуживание аппаратных компонентов устройства и обеспечение их правильной работы при запуске.

Когда компьютер включается, BIOS запускает инструкции, которые проверяют процесс запуска компьютера на возможные ошибки. Он начинается с проверки оперативной памяти (ОЗУ) и процессора на наличие сбоев, а затем проверяет подключенные устройства, такие как клавиатура и мышь, на наличие проблем. Затем он проверяет последовательность загрузки, например загрузку с компакт-диска (CD-ROM) и загрузку с жесткого диска. Наконец, BIOS подключается к программе загрузчика, которая пробуждает операционную систему компьютера и загружает ее в оперативную память.

Помимо процесса запуска устройства, BIOS отвечает за проверку комплементарного металлооксидного полупроводника (CMOS), представляющего собой часть памяти, в которой хранятся настройки BIOS и другие микросхемы устройства. Он также проверяет сигналы, которые отправляются в ОЗУ, например, когда пользователь нажимает клавишу, чтобы помочь операционной системе понять, какое действие следует предпринять.

ЭФИ

Расширяемый интерфейс встроенного ПО (EFI) — это новое поколение встроенного ПО, которое выдает инструкции, которые ЦП устройства использует для запуска оборудования и запуска загрузчика. EFI является заменой BIOS и используется в новых компьютерах. Он предлагает такие преимущества, как гарантия того, что устройство загружает только доверенное программное обеспечение, и другие преимущества кибербезопасности.

Оригинальная прошивка EFI используется на компьютерах Mac и может поддерживать только процессоры Intel. Unified EFI (UEFI) — это микропрограмма, предназначенная для замены BIOS на новых компьютерах с Windows и поддерживающая процессоры AMD и Intel. UEFI используется для загрузки и запуска операционных систем на устройствах под управлением Windows 8 и более поздних версий.

Как узнать версию прошивки вашего устройства

Понимание того, какая прошивка установлена ​​на устройстве, имеет решающее значение для обновления машины. Доступ к версии прошивки устройства Windows можно получить через командную строку с помощью помощника по обновлению.

Версию прошивки аппаратного устройства можно узнать, открыв папку «Диспетчер устройств», выбрав оборудование и нажав «Свойства». На вкладке «Сведения» перейдите в меню «Свойства», откройте параметр «Идентификаторы оборудования», и версия прошивки будет указана в таблице «Значение».

позволяют аппаратным устройствам продолжать работать эффективно и безопасно. Эти обновления обычно включают в себя некоторую форму изменения программы, которая устраняет известную ошибку или заплатки против определенных уязвимостей.

Предприятия должны постоянно обновлять свои устройства последней версией прошивки. Причины для этого включают:

1. Обновление устройств без обновления аппаратного обеспечения: Обновление встроенного ПО обновляет устройства с дополнительными инструкциями по эксплуатации без необходимости обновления самого аппаратного обеспечения.
2. Наслаждайтесь новейшими функциями: Обновления прошивки позволяют пользователям пользоваться последними функциями, которые были добавлены в устройство, тем самым повышая удобство работы с ним.
3. Повышение производительности встроенного ПО: Обновления встроенного ПО оптимизируют производительность встроенного ПО, что, в свою очередь, помогает процессору устройства работать должным образом.
4. Увеличение времени выполнения: Постоянное обновление встроенного ПО может значительно сократить время выполнения и инструкций, что обеспечивает бесперебойную работу устройства.
5. Исправление проблем: Может быть выпущено обновление микропрограммы для устранения проблем, возникших из-за нескольких обновлений программного обеспечения.
6. Установка новых возможностей и функций: Обновления прошивки обычно выпускаются для установки новых возможностей и функций.
7. Экономия на ремонте и обслуживании: Регулярное обновление микропрограммы устройства снижает потребность в дорогостоящем исправлении ошибок и значительном ремонте или обновлении устройства.
8. Убедитесь, что все компоненты работают должным образом: Обновления прошивки позволяют всем периферийным компонентам работать согласованно, что устраняет задержки и позволяет устройству   для повышения производительности.

Аппаратные устройства уязвимы для атак на встроенное ПО, что может привести к внедрению хакерами вредоносного ПО в встроенное ПО. BIOS оказался особенно небезопасным, поскольку разные устройства часто используют один и тот же код, что позволяет злоумышленникам обнаруживать и использовать общие уязвимости.

Кроме того, такие устройства, как ноутбуки, снабжены прошивкой, которая питает оборудование, такое как аккумуляторы, звуковые карты и веб-камеры. Это создает угрозу безопасности, поскольку производители этих компонентов могут не разрабатывать прошивку с учетом требований кибербезопасности. В результате они могут быть уязвимы для взлома прошивки, что приводит к тому, что вредоносное ПО прикрепляется к прошивке и остается скрытым, не будучи обнаруженным антивирусом и другими средствами безопасности.

Отсутствие защиты встроенного ПО может привести к тому, что злоумышленники будут шпионить за устройствами пользователей, перехватывать их онлайн-активность, красть их данные и получать удаленный контроль над их компьютером. Сильно поврежденное состояние прошивки делает ее наиболее уязвимой для блокировки, что делает машину неработоспособной или невозможной для загрузки. Недавним примером была кибератака на украинскую энергосистему, которая началась с того, что злоумышленники испортили преобразователи последовательного порта в Ethernet.

Как осуществляются атаки на прошивку

Атаки на микропрограммы могут происходить по разным векторам: от вредоносных программ и руткитов до зараженных жестких дисков, поврежденных дисков и небезопасных микропрограмм. Хакерам не нужно физически прикасаться к устройству для проведения атаки. Они могут делать это через удаленные соединения, такие как Bluetooth и Wi-Fi. Это означает, что растущий рынок подключенных устройств, таких как игровые приставки, мобильные телефоны и телевизоры, становится все более уязвимым для взлома прошивки.

Предприятия должны уделять первоочередное внимание безопасности встроенного ПО и знать об угрозах, с которыми они сталкиваются, чтобы предотвратить доступ хакеров к их машинам и контроль над ними. Безопасность встроенного ПО в основном зависит от производителей оборудования, которые должны обеспечивать актуальность и безопасность своих устройств. В результате производители принимают меры, гарантирующие, что их микропрограммы выдерживают атаки, а также регулярно выпускают исправления и обновления.

Однако ответственность за предотвращение атак на микропрограммы лежит на предприятиях, внедряя лучшие практики, в том числе:

1. Постоянно обновлять микропрограммы: производители выпускают обновления либо для предотвращения известных уязвимостей, либо для обеспечения актуальности микропрограмм. Предприятия должны включать автоматические обновления прошивки и регулярно искать последние версии прошивки, отслеживая веб-сайты производителей или соответствующие страницы в социальных сетях. Регулярные обновления встроенного ПО помогают как можно быстрее устранить любые бреши в системе безопасности, обеспечивая правильную работу оборудования.
2. Избегайте ненадежных устройств хранения данных. Злоумышленники обычно используют внешние устройства хранения данных, такие как накопители с универсальной последовательной шиной (USB), для запуска вредоносных программ, которые мгновенно прикрепляются к компьютеру. Пользователи должны избегать использования неизвестных или ненадежных USB-накопителей, и многие организации уже запретили использование этих запоминающих устройств.
3. Защита от вредоносного ПО. Одним из лучших способов защиты от атак на ПО является приобретение оборудования со встроенной защитой встроенного ПО. Многие поставщики теперь предоставляют устройства, которые постоянно обновляются, чтобы предотвратить уязвимости прошивки, такие как расширенная проверка BIOS от Dell, аппаратный щит Intel и защита ОС от Microsoft, которые установлены на их устройствах по умолчанию.
4. Регистрация аппаратных устройств. Чтобы получать последние обновления встроенного ПО, предприятия должны регистрировать все закупки аппаратного обеспечения. Производители предупреждают зарегистрированных владельцев каждый раз, когда они делают обновление доступным для устройства.

Почему безопасность прошивки важна для устройств Интернета вещей (IoT)

Устройства Интернета вещей (IoT) особенно уязвимы для кибератак, поскольку в них часто отсутствуют меры безопасности, встроенные в ноутбуки, мобильные телефоны и планшеты. В результате устройства IoT стали популярными мишенями для злоумышленников, которые встраивают вредоносное ПО и вредоносный код в попытке скомпрометировать системы.

Производители устройств все чаще решают проблему безопасности IoT, развертывая беспроводные (OTA) обновления встроенного ПО, процесс, который уменьшает сбои и повышает расширяемость, надежность и безопасность встроенного ПО IoT. Обновления также исправляют любые ошибки, которые могут представлять угрозу.

Организации должны внедрять передовые методы IoT, чтобы помочь пользователям избежать уязвимостей устройств IoT.

Fortinet постоянно получают обновления прошивки, поэтому пользователи всегда имеют последнюю версию. Решения Fortinet IoT защищают устройства Интернета вещей в организациях, повышая видимость сети, улучшая доступ к устройствам и управление ими, а также автоматизируя реагирование на события безопасности.

Служба Fortinet FortiGuard IoT упрощает сетевую безопасность и улучшает контроль и управление устройствами IoT. Аналитика FortiGuard помогает обнаруживать и сегментировать устройства IoT, а также применять политики безопасности против угроз. Он также может назначать устройства IoT решению управления доступом к сети (NAC) через виртуальные локальные сети (VLAN), упрощая процесс управления в клиентских средах.

Fortinet Security Fabric повышает видимость сети и обеспечивает доступ с нулевым доверием, что обеспечивает   только нужные люди имеют доступ к нужным устройствам. Security Fabric охватывает все поверхности цифровых атак организаций и обеспечивает самовосстанавливающуюся безопасность для постоянной защиты данных и устройств.

Что такое прошивка?

Прошивка – это микрокод или программа, встроенная в память аппаратных устройств для обеспечения их работы. Он обеспечивает бесперебойную работу такого оборудования, как камеры, мобильные телефоны, сетевые карты, оптические приводы, принтеры, маршрутизаторы, сканеры и телевизионные пульты.

Что делает прошивка?

Микропрограмма содержит инструкции, помогающие аппаратному обеспечению запускаться, взаимодействовать с устройствами и выполнять основные задачи.

Зачем нужны прошивки для IoT-устройств?

Устройства Интернета вещей (IoT) особенно уязвимы для кибератак, поэтому необходимо обновить прошивку, чтобы обеспечить ее расширяемость, надежность и безопасность, а также устранить угрозу ошибок.

Что считается прошивкой?

Программа, сообщающая процессору устройства, как начать процесс запуска, считается прошивкой. Компьютеры, мобильные телефоны и планшеты используют встроенное ПО, такое как базовая система ввода-вывода (BIOS) и расширяемый интерфейс встроенного ПО (EFI), для загрузки своих операционных систем.

Ресурсы

Белые бумаги

Альянсы

Что такое прошивка? | Определение микропрограммы и примеры

Микропрограмма — это тип программного обеспечения, встроенного в аппаратные устройства для управления их функциональностью. В отличие от традиционного программного обеспечения, прошивка не предназначена для частого изменения или обновления и обычно хранится в энергонезависимой памяти. Он служит мостом между аппаратным и программным уровнями системы, позволяя оборудованию взаимодействовать с операционной системой и приложениями. Прошивки можно найти в самых разных устройствах, от бытовой электроники, такой как смартфоны и устройства для умного дома, до промышленного оборудования и автомобилей. Его основная цель — обеспечить надежную и эффективную работу оборудования, в которое он встроен, и он играет решающую роль в общей производительности и функциональности устройства.

Что делает прошивка?

Итак, что такое прошивка и что она делает? Прошивка — это программное обеспечение, встроенное в аппаратное обеспечение, которое позволяет ему функционировать по назначению и обеспечивает производителям низкоуровневый контроль. Как и в некоторых цифровых камерах, некоторые прошивки также могут быть основной операционной системой. Согласно нашему определению прошивки Malwarebytes Labs, эти файлы записываются в память аппаратного устройства.

Почему прошивка называется?

Прошивка называется так потому, что представляет собой сочетание слов «фирма» и «программное обеспечение». «Надежность» в прошивке относится к тому факту, что она встроена в аппаратное обеспечение и не предназначена для легкого изменения или модификации, что делает ее более «надежной» или «фиксированной» по сравнению с традиционным программным обеспечением.

В чем разница между прошивкой и программным обеспечением?

Разница между микропрограммой и программным обеспечением заключается в том, что микропрограмма представляет собой просто типа программного обеспечения. Все прошивки являются программами, но не все программы являются прошивками, подобно тому, как все iPhone являются мобильными устройствами, но не все мобильные устройства являются iPhone. Или как все компьютерные вирусы являются вредоносными программами, но не все вредоносные программы являются вирусами.

Что будет если удалить прошивку?

Если вы правильно откатили обновление микропрограммы, микропрограмма вашего устройства должна вернуться к более старой версии. Но полное удаление прошивки заблокирует ваше устройство. Это было бы все равно, что стереть его мозг.

Является ли прошивка вирусом?

Нет, прошивка от производителя вашего устройства точно не вирус. Но хакеры могут воспользоваться уязвимостями прошивки, чтобы взломать аппаратное обеспечение. Например, маршрутизаторы и интеллектуальные устройства на базе Realtek были поглощены прожорливым ботнетом из-за программной уязвимости.

Примеры устройств с прошивкой

Мы уже говорили, что прошивка необходима, но насколько она важна на самом деле? Ну а без прошивки ваш аппарат был бы дорогим пластиковым кирпичом. Вот несколько распространенных примеров устройств с прошивкой:

• Материнская плата : Прошивка для большинства материнских плат называется BIOS (Basic Input Output System). Он инициализирует ваше оборудование перед загрузкой операционной системы и обеспечивает некоторый контроль над компонентами вашего компьютера.
• Мобильное устройство : Все ваши смартфоны, планшеты и смарт-часы имеют встроенное ПО, позволяющее максимально эффективно использовать аппаратное обеспечение. В отличие от других устройств, таких как цифровые камеры, прошивка мобильного устройства не является основной операционной системой. Например, в телефонах Samsung Galaxy есть прошивки от корейской мобильной фирмы под операционную систему Android.
• Маршрутизатор : прошивка маршрутизатора помогает управлять настройками, связанными с подключением, безопасностью и конфиденциальностью.
• Игровая приставка: Вы можете найти обновление прошивки для PS5, PS4 или PS3, повышающее производительность. Некоторые консольные геймеры также используют специальную прошивку для большего контроля над своими системами.
• Smart TV: Современные телевизоры — это сложные устройства, на которых установлено проприетарное и стороннее программное обеспечение. Обновления прошивки предотвращают их сбой из-за конфликтов программного обеспечения. Обычно вы можете обновить прошивку вашего телевизора и пульта телевизора через операционную систему.
• Бытовая техника: Ваши умные бытовые приборы, такие как микроволновая печь, стиральная машина, кофеварка, имеют встроенное ПО, которое помогает им функционировать.
• Автомобили: Современные автомобили становятся все более сложными, некоторые аппаратные средства управляются прошивкой. Конечно, современная техника сопряжена с современными проблемами. Например, бельгийский исследователь безопасности нашел способ взломать прошивку брелка Tesla Model X и угнать автомобили. К счастью, Tesla быстро обновила программное обеспечение, чтобы взлом автомобилей не стал широко распространенной проблемой.

Безопасно ли обновлять прошивку?

Обновление прошивки вашего устройства обычно безопасно, но вы должны тщательно следовать инструкциям производителя. Ошибки в процессе обновления могут привести к катастрофическим ошибкам. Например, принудительное выключение телефона во время обновления прошивки или извлечение аккумулятора может сделать его непригодным для использования. Точно так же включение Xbox во время обновления прошивки может привести к сбоям.

Каковы преимущества обновления прошивки?

• Стабильность: Обновления прошивки могут повысить стабильность за счет исправления ошибок и проблем совместимости с другим оборудованием или программным обеспечением.
• Безопасность: Исправления безопасности могут закрывать уязвимости прошивки, которые хакеры используют для взлома или повреждения вашего устройства. Обновления безопасности не всегда приходят от производителя. Например, исследователи работали с поставщиками UDP Technology после того, как производители не ответили на опасения по поводу уязвимости прошивки IP-камеры.
• Производительность: Иногда разработчики программного обеспечения находят способы повысить производительность устройства с помощью этих исправлений.

Особенности: Некоторые функции устройства не готовы к работе при поставке. Но производители могут разблокировать эти функции позже с обновлениями прошивки. Например, новое обновление PlayStation может позволить вам обновить твердотельный накопитель.

Статьи по теме

Что такое IP-адрес?

Что такое интернет-безопасность?

Что такое кибербезопасность?

Основное различие между прошивкой и программным обеспечением заключается в их назначении и способе их использования.