칩 사진에서 게임보이 롬 추출하기

트래비스 굿스피드는 마이크로칩 설계자가 의도하지 않은 방식으로 칩에서 소프트웨어를 추출하는 연구를 수년간 진행해왔다. 그는 칩에 공급되는 전압을 교란하여 오작동을 유도하는 '전압 글리칭' 기법이나, 메모리 손상 취약점을 이용하는 방식을 사용한다. 또한, 화학 약품으로 칩 코팅을 제거한 후 현미경으로 내부를 촬영하여 구조를 관찰하고 소프트웨어를 추출하는 사진 촬영 기법도 활용한다.

트래비스 굿스피드는 고장 난 게임 보이 칩을 활용하여 칩의 플라스틱 코팅을 제거하는 방법을 설명했다. 바이올린 활에 바르는 소나무 수지를 끓인 다음 마이크로칩을 넣고 함께 끓이면 칩의 플라스틱 코팅이 모두 벗겨진다. 이 과정은 시간이 다소 소요되고 지저분할 수 있지만, 가정에서도 칩 표면을 노출시키는 데 효과적인 방법이다.

굿스피드는 자신이 이 칩의 정보를 처음으로 추출한 것은 아니라고 밝혔다. 그의 친구인 존 맥마스터가 이 기술의 선례로 같은 방식을 사용했으며, 굿스피드가 나중에 시연할 소프트웨어는 맥마스터의 아이디어와 기술을 기반으로 개발되었다. 이처럼 그는 선행 연구자들의 기술과 원리를 계승하고 호환성을 유지하며 개인적인 소프트웨어 개발을 진행했다.

굿스피드는 닌텐도가 게임보이 복제 방지를 위해 저작권이나 정교한 기술 대신 상표법을 활용했다고 설명했다. 당시 다른 게임기들은 복제 방지 기술을 사용했지만, 닌텐도는 비용 절감을 위해 이 프로그램을 활용하여 부팅 시 올바른 로고가 표시되는지 확인하는 방식을 택했다. 이는 기술적 복제 방지 대신 법적 조치를 통해 자사 제품을 보호하려는 전략이었다.

굿스피드는 칩 사진에서 1과 0을 추출하고 논리적으로 배열하는 과정을 설명했다. 어두운 색은 1을, 밝은 색은 0을 나타내는 방식으로 비트 값을 구분한다. 각 비트의 위치를 파악한 후, 어떤 색이 어떤 비트를 나타내는지 알아낸다. 그 다음에는 행/열 디코더를 통해 8비트 데이터에 접근하고 이 비트들을 순서대로 배열해야 한다고 강조했다.

굿스피드는 칩의 여러 층을 연결하는 물리적 통로인 비아(via)를 통해 0과 1을 식별하는 원리를 밝혔다. 그는 비아가 없는 곳은 트랜지스터가 고장 난 것으로 간주하며, 정상 작동하는 트랜지스터는 1이고 고장 난 트랜지스터는 0으로 해석한다고 설명했다. 이를 통해 현미경 사진만으로 칩 내부의 논리적 데이터를 추출할 수 있다.

굿스피드는 과학자들이 '이중 봉 분포(bimodal distribution)'라고 부르는 색상 히스토그램을 활용해 비트 값을 판별하는 방법을 설명했다. 그는 히스토그램에서 나타나는 두 봉우리 사이의 색깔 위치를 선택하는 것이 중요하다고 언급했다. 소프트웨어는 이 경계 지점을 기준으로 비트를 0과 1로 이진화하여 데이터를 추출한다. 이 방법으로 사진에서 흑백 값의 중간 지점을 찾아내어 비트 데이터를 정확히 식별할 수 있다.

굿스피드는 ROM 제작 방식 중 비아 ROM의 특성을 설명했다. 비아 ROM은 비트가 서로 다른 레이어를 연결하는 비아(via)에 인코딩되는 방식이다. 이와 달리 확산 ROM은 표면에서 비트가 보이지 않아 화학적 처리를 통해 내부 구조를 드러내야만 데이터를 추출할 수 있다. 그는 ROM 제작에 세 가지 특허 방식이 존재한다고 덧붙였다.

굿스피드는 디지털 센서의 크기 한계와 시차 문제로 인해 이미지를 이어 붙이기 어려운 점을 지적했다. 디지털 엑스레이 기계로는 원하는 크기의 사진을 구현하기 어려웠기 때문이다. 그는 이러한 한계를 극복하기 위해 필름 촬영을 시도했으며, 연구실 내에 암실을 구축하여 필름 촬영을 직접 수행했다고 밝혔다.

굿스피드는 노란색 사각형으로 표시된 부분이 오류가 아니라 임계값에 너무 가까워서 신뢰할 수 없는 데이터임을 설명했다. 그는 이러한 경우 임계값을 조정하여 0과 1을 더 정확하게 식별할 수 있다고 말했다. 임계값을 중간으로 낮춰 불확실한 데이터를 명확하게 분류함으로써 데이터의 신뢰도를 높이는 방안을 제시했다.

굿스피드는 비트 순서를 재구성하기 위한 디코딩 기법을 소개했다. 이는 기본적으로 자연어를 읽는 방식과 유사하게 왼쪽이나 오른쪽에서 시작할 수 있으며, 열 우선 또는 행 우선 배열을 적용할 수 있다. 또한, 이미지의 거울 반전 및 회전 기능도 지원하여 복잡한 비트 배열을 효율적으로 재구성할 수 있다.

굿스피드는 마스크 ROM이 제조 당시에 리소그래피 마스크를 통해 고정된다고 설명했다. 이로 인해 모든 게임보이 제품에 동일한 1과 0의 데이터가 심겨지게 된다. 그는 지구상의 모든 이 모델 게임보이가 정확히 똑같은 데이터를 가지고 있다고 강조하며, 이는 물리적으로 고정된 데이터가 복제될 수 있음을 시사한다.

굿스피드는 텐겐과 닌텐도 간의 테트리스 소송전을 언급하며, 닌텐도가 텐겐에게 라이선스 칩을 판매하지 않은 배경을 설명했다. 텐겐은 독점 라이선스를 주장했지만, 닌텐도는 텐겐이 위조 칩인 '래빗'을 사용했다며 소송을 제기했다. 당시 닌텐도 변호사가 저작권 사본에 대해 거짓말을 했다는 논란도 있었다고 덧붙였다.

굿스피드는 칩 제조사들이 복제 방지를 위해 설정한 보호된 메모리 영역을 무력화하는 기술을 설명했다. 이 영역은 지우기 전까지는 읽을 수 없도록 규칙이 정해져 있다. 그는 부트 블록만 지우고 다른 블록에 접근할 수 있는 새로운 부트 블록으로 교체함으로써 전체 메모리를 덤프할 수 있다고 밝혔다. 이는 밀로스 메리악의 선행 기술을 활용한 것이다.

굿스피드는 발연 질산을 이용해 칩에 구멍을 뚫는 해킹 방식의 안전성을 강조했다. 그는 92% 이상의 농도를 가진 붉은색 발연 질산을 사용하면 수분이 거의 없어 유리와 프레임을 연결하는 미세한 전선인 본딩 와이어를 보호할 수 있다고 설명했다. 이러한 방식으로 칩을 손상시키지 않고 데이터를 추출할 수 있음을 컨퍼런스 배지를 통해 실증했다.

트래비스 굿스피드는 자신의 최신 오픈 소스 프로젝트들을 GitHub을 통해 공유할 것이라고 밝혔다. 그는 소셜 미디어 플랫폼으로 GitHub을 선호하며, 'github.com/travisgoodspeed'에서 모든 프로젝트를 확인할 수 있다고 말했다. 또한, 그의 출판사 웹사이트에서 책을 구매하면 DRM(디지털 저작권 관리)이 없는 파일을 제공할 예정이라고 덧붙였다.