기타 앰프 펌웨어 해킹, 나만의 사운드를 만들다!

게시물에서는 JTAG(Joint Test Action Group) 인터페이스를 활용하여 앰프 펌웨어에 접근하는 과정을 상세히 설명한다. FTDI FT2232H Mini Module을 사용하여 JTAG 헤더에 연결하고, OpenOCD를 통해 TAP 컨트롤러(TAP Controller)를 발견하는 과정을 거친다. 이를 통해 앰프의 메모리 덤프(Memory Dump) 및 디버깅(Debugging) 환경을 구축하여 펌웨어 분석의 기반을 마련한다. 특히, JTAG 인터페이스는 임베디드 시스템(Embedded System)의 펌웨어 분석(Firmware Analysis) 및 디버깅(Debugging)에 널리 사용되는 기술이다.

저자는 Ghidra를 사용하여 덤프된 펌웨어를 분석하고, 펌웨어의 메모리 레이아웃(Memory Layout)을 파악한다. ARM7TDMI-S 코어(ARM7TDMI-S Core) 기반의 펌웨어 구조를 이해하고, 부트로더(Bootloader)와 메인 펌웨어(Main Firmware)의 분리, 데이터 및 BSS 세그먼트(Data and BSS Segments)의 위치를 확인한다. 또한, ARM과 Thumb 명령어 세트(Instruction Set) 간의 전환을 위한 헬퍼 함수(Helper Function)를 분석하고, Ghidra 스크립트를 통해 교차 참조(Cross-Reference)를 개선하여 코드 분석의 효율성을 높인다.

게시물에서는 펌웨어에 새로운 기능을 추가하기 위해 펌웨어 패치(Firmware Patching) 기법을 사용한다. libelf를 사용하여 패치 도구를 개발하고, 링커 스크립트(Linker Script)를 통해 펌웨어의 섹션(Section)을 정의한다. 이를 통해 기존 펌웨어의 코드를 수정하고, 새로운 코드를 추가하여 버튼 조작(Button Control) 및 스피커 시뮬레이션(Speaker Simulation) 기능을 구현한다. 이러한 방식은 기존 펌웨어의 안정성을 유지하면서 기능을 확장하는 효과적인 방법이다.

저자는 펌웨어 업데이트를 위해 사용되는 MIDI SysEx 메시지(MIDI SysEx Message) 형식을 분석하고, 이를 기반으로 커스텀 펌웨어를 제작한다. 펌웨어 덤프(Firmware Dump) 및 업데이트 과정을 이해하고, bintomid 및 midtobin 툴을 개발하여 펌웨어 바이너리(Binary)를 생성한다. 이를 통해 하드웨어 개조 없이 펌웨어를 업데이트할 수 있는 환경을 구축한다. 이러한 방식은 펌웨어 개발 및 배포의 유연성을 높이는 데 기여한다.

게시물에서는 앰프의 DSP(Digital Signal Processing) 관련 코드를 분석하고, 커스텀 효과를 구현하려는 시도를 보여준다. DSP 블록(DSP Block)의 기능과 파라미터를 파악하고, dsp_command 함수를 활용하여 스피커 시뮬레이션(Speaker Simulation)을 제어한다. 또한, 8-밴드 EQ 필터(8-band EQ Filter) 계수를 분석하고, 펌웨어 내에서 DSP 코드(DSP Code)를 찾기 위한 노력을 기울인다. 이러한 분석을 통해 앰프의 사운드를 커스터마이징(Customizing)할 수 있는 가능성을 제시한다.