Firmware

En informática , el firmware ( FW ) es un software que proporciona control de bajo nivel sobre el hardware del ordenador . En un dispositivo relativamente sencillo, el firmware puede realizar todas las funciones de control, monitorización y manipulación de datos. En un dispositivo más complejo, el firmware puede proporcionar únicamente control de bajo nivel, así como abstracción de hardware para software de nivel superior, como un sistema operativo .

El firmware se encuentra en una amplia gama de dispositivos informáticos, incluidos ordenadores personales , teléfonos inteligentes , electrodomésticos , vehículos , periféricos de ordenador y en muchos de los circuitos integrados dentro de cada uno de estos sistemas más grandes.

El firmware se almacena en memoria no volátil , ya sea memoria de solo lectura (ROM) o memoria programable como EPROM , EEPROM o flash . Cambiar el firmware de un dispositivo almacenado en ROM requiere reemplazar físicamente el chip de memoria o el dispositivo mismo. La memoria de firmware programable se puede reprogramar mediante un procedimiento que a veces se denomina flasheo . ^{[ 2 ]} Las razones comunes para cambiar el firmware incluyen corregir errores y agregar funciones .

Ascher Opler utilizó el término firmware en un artículo de Datamation de 1967 , como término intermedio entre hardware y software . Opler predijo que los sistemas informáticos de cuarta generación tendrían una memoria de control grabable (una pequeña memoria especializada de alta velocidad) en la que se cargaría el firmware en microcódigo . Muchas funciones de software se trasladarían al microcódigo, y los conjuntos de instrucciones podrían personalizarse, cargando firmware diferente para cada conjunto de instrucciones. ^{[ 3 ]}

A medida que las computadoras se volvieron más complejas, se hizo evidente que era necesario iniciar y ejecutar diversos programas para proporcionar un entorno consistente que permitiera al usuario ejecutar programas más complejos a su discreción. Esto requirió programar la computadora para que ejecutara dichos programas automáticamente. Además, dado que empresas, universidades y especialistas en marketing buscaban vender computadoras a personas sin conocimientos técnicos, se hizo necesaria una mayor automatización para que estas pudieran ejecutar programas fácilmente con fines prácticos. Esto dio lugar a un tipo de software que el usuario no ejecutaría conscientemente, y a otro software del que el usuario común ni siquiera tendría conocimiento.

Originalmente, el firmware se diferenciaba del hardware (la propia CPU) y del software (las instrucciones normales que se ejecutan en la CPU). No se componía de instrucciones de máquina de la CPU, sino de microcódigo de bajo nivel involucrado en la implementación de dichas instrucciones. Se ubicaba en la frontera entre el hardware y el software; de ​​ahí su nombre . Con el tiempo, el uso popular extendió el término firmware para referirse a cualquier programa informático estrechamente vinculado al hardware, incluyendo la BIOS en PC, el firmware de arranque en teléfonos inteligentes, periféricos de computadora o los sistemas de control en dispositivos electrónicos de consumo sencillos , como hornos microondas y controles remotos .

El flasheo ^{[ 5 ]} es un proceso que implica la sobrescritura del firmware o los datos existentes, contenidos en el módulo de memoria EEPROM o flash presente en un dispositivo electrónico, con nuevos datos. ^{[ 5 ]} Esto se puede hacer para actualizar un dispositivo ^{[ 6 ]} o para cambiar el proveedor de un servicio asociado con la función del dispositivo, como cambiar de un proveedor de servicios de telefonía móvil a otro o instalar un nuevo sistema operativo. Si el firmware es actualizable, a menudo se hace a través de un programa del proveedor, y a menudo permitirá guardar el firmware antiguo antes de la actualización para poder revertirlo si el proceso falla o si la nueva versión funciona peor. Se han desarrollado reemplazos de software gratuitos para las herramientas de flasheo de los fabricantes, como Flashrom .

En ocasiones, terceros desarrollan una versión no oficial, nueva o modificada ("de posventa") del firmware para proporcionar nuevas funciones o desbloquear funcionalidades ocultas; esto se conoce como firmware personalizado . Un ejemplo es Rockbox , un firmware de reemplazo para reproductores multimedia portátiles . Existen muchos proyectos caseros para diversos dispositivos, que a menudo desbloquean funcionalidades informáticas de propósito general en dispositivos previamente limitados (por ejemplo, ejecutar Doom en iPods ).

Los ataques al firmware suelen aprovechar la función de actualización de firmware de muchos dispositivos para instalarse o ejecutarse por sí mismos. Sin embargo, algunos deben recurrir a vulnerabilidades para funcionar, ya que el fabricante ha intentado bloquear el hardware para impedir la ejecución de código no autorizado .

La mayoría de los hacks de firmware son software gratuito .

Mark Shuttleworth , fundador de la empresa Canonical , creadora de la distribución Ubuntu Linux , ha descrito el firmware propietario como un riesgo para la seguridad, afirmando que "el firmware de tu dispositivo es el mejor amigo de la NSA " y calificándolo como "un caballo de Troya de proporciones monumentales". Ha afirmado que el firmware de baja calidad y de código cerrado representa una grave amenaza para la seguridad del sistema: ^{[ 10 ]} "El mayor error es suponer que la NSA es la única institución que abusa de esta posición de confianza ; de hecho, es razonable suponer que todo el firmware es un foco de inseguridad, cortesía de la incompetencia del más alto grado por parte de los fabricantes y de la competencia del más alto grado por parte de una amplia gama de agencias similares". Como posible solución a este problema, ha propuesto un firmware declarativo, que describiría "la vinculación y las dependencias del hardware" y "no debería incluir código ejecutable ". ^{[ 11 ]} El firmware debería ser de código abierto para que el código pueda ser revisado y verificado. 

Los hackeos de firmware personalizado también se han centrado en inyectar malware en dispositivos como teléfonos inteligentes o dispositivos USB . Una de estas inyecciones en teléfonos inteligentes se demostró en el sistema operativo Symbian en MalCon , ^{[ 12 ] [ 13 ]} una convención de hackers . Un hackeo de firmware para dispositivos USB llamado BadUSB se presentó en la conferencia Black Hat USA 2014 , ^{[ 14 ]} demostrando cómo se puede reprogramar un microcontrolador de una unidad flash USB para suplantar varios otros tipos de dispositivos para tomar el control de una computadora, extraer datos o espiar al usuario. ^{[ 15 ] [ 16 ]} Otros investigadores de seguridad han trabajado más en cómo explotar los principios detrás de BadUSB, ^{[ 17 ]} publicando al mismo tiempo el código fuente de herramientas de hackeo que se pueden usar para modificar el comportamiento de diferentes dispositivos USB. ^{[ 18 ]}

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