在嵌入式设备安全研究的完整工作流程中，获取目标固件往往是整个逆向分析过程的起点。安全研究员在开展漏洞挖掘、供应链审计或设备兼容性研究之前，必须首先将设备内部的固件二进制文件提取出来。然而，固件的获取途径远比想象中复杂 —— 除了从厂商官网下载、OTA 抓包、串口调试等常规手段外，还存在一种常被忽视的低成本技巧：利用厂商对固件文件扩展名的伪装，通过简单的重命名操作实现提取。这一技巧虽非万能，却在特定场景下能显著提升前期信息收集效率，尤其适合对未知固件格式进行快速筛查。
固件包装格式的现实选择
固件本质上是嵌入式设备运行的软件系统，通常包含 bootloader、内核镜像、根文件系统、配置数据等多个组件。为了便于分发和存储，厂商普遍采用归档压缩格式将这些组件打包成单一文件。在诸多可选方案中，ZIP 格式因其跨平台兼容性、成熟的压缩算法以及无版权争议的实现而成为行业默认选择。多数主流 IoT 设备厂商的固件更新包内部实质上就是一个 ZIP 容器，其中包含上述各组件的镜像文件。
问题在于，若厂商直接将带有 .zip 扩展名的固件投放市场，用户双击即可直接浏览内部文件结构，这不仅破坏了产品形象，还可能被竞争对手轻易分析技术细节。因此，许多厂商选择将固件文件的扩展名替换为 .bin、.fw、.rom、.img 等自定义后缀，从而在表面上隐藏其 ZIP 本质。这种做法本质上是一种极低强度的「混淆」，并非加密或访问控制，也不具备任何安全防护功能 —— 它更多是出于商业考量而非安全设计。
工程化的识别与提取流程
基于上述技术背景，安全研究人员在面对一个扩展名未知的固件文件时，可以遵循一套系统化的筛选流程。首先使用 file 命令或十六进制编辑器检查文件头部特征字节。ZIP 格式的魔数为十六进制 50 4B（即字符 "PK"），这一签名通常位于文件起始位置。若文件头部确实包含此签名，则该固件极有可能本身就是 ZIP 容器，无论其外部扩展名为何。
接下来是关键的验证步骤。研究人员可将文件重命名为任意 .zip 后缀（例如 firmware.bin 重命名为 firmware.zip），然后尝试使用 unzip、7z 或其他解压工具进行提取。如果文件确实是 ZIP 格式但扩展名被伪装，这些工具将正常工作，内部的文件系统结构将完整呈现。若工具报错或提示格式错误，则说明该固件可能采用了其他打包方式（如 tar、squashfs、cpio 等），需采用其他提取工具如 binwalk 进行进一步分析。
这一流程的价值在于其零成本和极高效率。与后续可能需要的芯片脱焊、JTAG 调试等物理提取手段相比，重命名解压仅需数秒即可完成初步判断。安全研究团队在评估大量目标设备时，这一预筛选步骤可以快速过滤掉那些采用简单包装格式的固件，将有限的专业设备资源集中于真正需要物理提取的目标上。
典型应用场景与局限性
在实际安全研究工作中，ZIP 扩展名伪装技巧主要服务于以下几类场景。第一类是 CTF 硬件挑战赛，参赛者常需从提供的新.bin 文件中提取文件系统进行分析，这类题目有意设置伪装以增加难度。第二类是企业内部的 IoT 资产审计，安全团队在获得授权后对采购的设备固件进行批量分析，快速识别采用不安全的打包方式或存在已知漏洞旧组件的固件。第三类是对开源路由器固件或开发板镜像的二次开发研究，开发者需要了解固件内部结构以进行定制。
然而必须清醒认识到该技巧的局限性。首先，它仅适用于固件本身就是 ZIP 容器的情形，大量厂商使用 squashfs、cramfs 或自定义二进制格式进行打包，这些无法通过简单重命名解压。其次，伪装策略因厂商而异 —— 部分厂商使用简单的单层 ZIP 打包，而另一些厂商采用嵌套结构或在 ZIP 内部再套用加密壳，对于后者，即使成功解压也可能面临后续分析障碍。最后，该技巧完全不涉及固件加密场景，现代安全设备普遍使用 AES 或 RSA 加密固件并配合签名验证，此时扩展名伪装技巧完全失效。
安全分析与合规边界
从供应链安全视角审视，固件提取是发现隐蔽后门、验证代码签名、审计第三方组件依赖的关键前置工作。研究人员通过分析固件打包方式，可以评估厂商的安全实践成熟度 —— 一个仍使用明文 ZIP 打包且仅依赖扩展名伪装的固件，可能暗示其在其他安全环节同样存在疏漏。安全社区广泛建议厂商采用加密固件分发、代码签名验证、固件完整性度量等更强的保护措施，而非依赖掩耳盗铃式的扩展名伪装。
需要特别强调的是，任何固件提取工作必须在合法授权范围内进行。未经厂商明确许可而提取并分析其固件，可能违反计算机欺诈与滥用法（CFAA）、数字千年版权法（DMCA）或各国的类似法律法规。在企业安全评估场景下，应通过正式的渗透测试授权协议明确工作范围；在学术研究场景下，应优先使用厂商公开发布的开源固件或获得样本；在 CTF 竞赛场景下，题目提供的固件文件本身即授权用于分析。安全研究的价值在于提升整体防御能力，而非为攻击者提供未经授权的入口。
实用工程参数参考
针对计划在合法工作中采用此技巧的安全研究人员，以下提供可落地的参考参数。文件头识别命令可使用 xxd firmware.bin | head -n 1 或 hexdump -C firmware.bin | head，ZIP 签名将显示为 50 4b 03 04。推荐的解压工具参数包括 unzip -l firmware.zip 用于列出内容而不解压、7z x firmware.zip -o./output 用于完整解压。常见的伪装扩展名清单包括 .bin、.fw、.rom、.img、.pkg、.rbf、.mcs，在面对未知固件文件时，可优先尝试这些后缀的重命名解压。
若解压后遇到 squashfs 文件系统，可使用 unsquashfs -l squashfs-root 进一步提取；若发现 u-boot 格式包装，可通过 dd if=firmware.bin bs=1 skip=64 跳过头部引导信息后再分析。这些进阶处理方式与 ZIP 重命名技巧形成互补，共同构成完整的固件预分析工作流。
资料来源
- HardBreak Wiki, Firmware Extraction Methods
- HackTricks, Firmware Analysis
- Nozomi Networks, Methods for Extracting Firmware from OT Devices for Vulnerability Research