近日在德國混沌電腦俱樂部（Chaos Communication Congress）第 39 屆大會上，知名安全研究員 tihmstar 發表了一項震撼世界的研究成果，他成功破解了 PlayStation 5 遊戲主機所採用的 AMD 平台安全處理器（Platform Security Processor， PSP），並發現至少六個無法透過軟體更新修補的硬體漏洞。這項研究不僅影響 PS5，更波及多款採用 AMD Zen 2 架構的處理器產品。
破解起因：只想玩《Beat Saber》自訂歌曲
這項研究計畫源自一個看似一點都不重要的需求，tihmstar 購買了 PS5 主機和 VR 頭戴裝置，想要遊玩《Beat Saber》這款節奏遊戲，但發現主機版本的內建歌曲選擇非常有限，而 Steam 平台上豐富的社群自訂歌曲卻無法在 PS5 上使用。不願意為此再購買第二個 VR 頭戴裝置的他，決定自行破解主機以移植社群創作的自訂歌曲。
起初，tihmstar 嘗試了傳統的軟體破解途徑：透過瀏覽器漏洞取得進入點，再攻破核心系統。然而，PS5 的 Hypervisor（虛擬機監視器）設計了「僅執行模式」的核心文字保護機制，使盲目利用漏洞變得極為困難。加上嚴格的沙盒隔離、無法存取的系統呼叫，以及大量被移除的核心功能，軟體破解之路處處碰壁。
最終，他決定採取更激進的手段：直接攻擊硬體層級的安全核心，透過物理故障注入（fault injection）技術來突破 PS5 的安全防護。
研究策略：先攻破桌上型主機板
由於直接對 PS5 主機進行硬體實驗成本高昂且風險極大，tihmstar 找到了一個聰明的替代方案。他發現，AMD 在製造過程中若產出 GPU 故障的晶片，會將這些晶片（停用 GPU 後）製成衍生的桌上型主機板販售，而非直接丟棄。這些主機板採用與 PS5 完全相同的系統單晶片（SoC），但價格便宜許多，尤其是在 eBay 上購買故障品更是如此。透過破解這些桌上型主機板（如 AMD 4800S），研究團隊能夠在較低成本下測試各種攻擊手法，再將成功的技術移植到 PS5 主機上。
發現的重大安全漏洞
1、 PSP BootROM 漏洞
這是最關鍵的發現。AMD 平台安全處理器的 BootROM（開機唯讀記憶體）存在一個設計缺陷：當系統進入快速中斷請求（FIQ）模式時，clear regs & stack then boot or hang 函數會先將暫存器 R11 和 R12 歸零，然後才進行評估。這導致系統即使在發生錯誤時，仍會繞過緊急停機路徑，繼續執行開機程序。
影響程度：這是一個無法修補的硬體漏洞，因為 BootROM 內容在晶片製造時就已固化，無法透過韌體更新修正。
2、 TOCTOU（Time-of-Check to Time-of-Use）漏洞
研究人員發現，系統在載入離晶片開機載入程式（offchip bootloader）時存在時序漏洞。系統會讀取程式碼兩次：第一次是複製到記憶體，第二次是驗證完整性。攻擊者可以在這兩次讀取之間切換資料，讓系統執行未經驗證的自訂程式碼。
3、 不安全的 MMIO 存取
早期 BIOS 版本允許使用者模式（EL0）直接存取記憶體對映輸入輸出（MMIO）暫存器，使攻擊者能夠提升權限至 EL1（核心層級）。
4、 SlotHax：密鑰傾印漏洞
透過操縱密碼協同處理器（CCP）內的記憶體偏移量，研究人員開發出一種名為「SlotHax」的技術，能夠傾印受保護的加密金鑰。
攻擊技術：物理層級的精密操作
研究團隊開發了多種創新的硬體攻擊技術：
電壓故障注入（Voltage Glitching）
透過劫持 SVI2 協定或「智能化」基礎電壓調節器，在處理器執行關鍵指令的瞬間注入精確的電壓故障。這種技術需要將電壓「階梯式」降低至不穩定水平，然後施加「微型階梯」或「削波」來破壞特定指令的執行。
客製化改裝晶片（Modchip）
建造硬體裝置攔截訊號並操縱處理器的電源供應，實現對開機流程的控制。
微控制器整合
使用 RP2040（Raspberry Pi Pico）微控制器代理 SPI（串列週邊介面）線路，在系統讀取開機程式時注入惡意酬載。這種「雙晶片方法」利用了前述的 TOCTOU 漏洞。
逆向工程與記憶體操縱
傾印離晶片開機載入程式並逆向分析 BootROM，找出可利用的程式碼路徑。同時利用可用的系統呼叫寫入受限制的暫存器。
當前破解狀態與成果
截至演講時，研究團隊已達成以下里程碑：
✅ 成功在零售版 PS5 上執行自訂程式碼
✅ 實現《Beat Saber》自訂歌曲遊玩（結合公開越獄工具與自訂研究成果）
✅ 開發 InsecureOS 自訂酬載，在 EL1 層級運行，可監控 SPI 匯流排並透過 POST 代碼輸出除錯資訊
✅ 成功傾印 BootROM 和離晶片開機載入程式
演講中展示了系統在開機過程中輸出自訂 POST 代碼的畫面，以及一段《Beat Saber》遊玩自訂歌曲的畫面，證明最初的目標已經達成。
被破解的PS5 執行《Beat Saber》遊玩自訂歌曲畫面：
⚠️ 尚未完全實現的目標：透過 FIQ 漏洞實現完整的 BootROM 程式碼執行，目前受限於無法觸發非看門狗計時器的 FIQ 中斷。
影響範圍與產業衝擊
受影響的硬體
- PlayStation 5 遊戲主機（所有硬體版本）
- 採用 AMD Zen 2 架構的處理器
- 使用相同 PSP 程式碼基礎的各種 AMD 處理器
對 PS5 玩家的意義
- 完全開放的自製軟體（homebrew）支援：使用者可以執行未經 Sony 授權的程式
- 遊戲修改能力：如《Beat Saber》自訂歌曲、修改遊戲參數等
- 根信任層級的破解：攻破 BootROM 意味著建立了無法透過軟體更新修補的持久性存取權限
對 Sony 與 AMD 的挑戰
由於這些漏洞存在於硬體層級的 BootROM，無法透過系統更新修補。這意味著：
- 所有現有的 PS5 主機理論上都可能被破解且漏洞無法修補（只能推出新版硬體，如：PS5 Pro+）
- AMD 必須在未來的晶片設計中修正這些問題
- Sony 可能需要重新評估其內容保護策略
未來發展與相關限制
可能的發展方向：
- 進一步研究如何觸發 FIQ 中斷，可能實現對所有受影響 AMD 系統的永久性、無法修補的 BootROM 漏洞。
- 開發更穩定的破解工具和改裝晶片
- 探索其他 AMD 平台的類似漏洞（包含 XBOX Series 系列主機）
技術限制：
- 對 BootROM 進行故障注入比對 SRAM 中的程式碼困難得多，因為 ROM 匯流排的穩健性更高
- 某些加密金鑰在安全開機過程中會被覆寫，難以提取
- 需要專業的硬體知識和設備才能複製這些攻擊
這項研究展示了多種創新的硬體攻擊技術，包括針對強力 MOSFET 和大量電容器的新型故障注入策略。tihmstar 在演講中不僅分享了具體的漏洞，更提供了豐富的攻擊方法論和發現策略，為安全研究社群提供了寶貴的知識基礎。值得注意的是，這次演講的免責聲明特別強調：這不是一場主機破解教學。研究主要聚焦於 AMD 平台安全處理器的安全性分析，儘管某些發現無法直接移植到 PS5，但對於理解現代處理器的安全架構仍具有重要意義。
該演講全程影片，可開啟cc字幕觀看：
結語
從一個簡單的「想玩自訂歌曲」的願望，演變成對 AMD 底層安全架構的全面突破，tihmstar 的研究歷程不僅實現了個人目標，更揭開了「pAMDora’s box」（AMD 的潘朵拉之盒),讓業界重新審視硬體安全的重要性。
這起事件再次證明：在資訊安全領域，真正的「不可破解」並不存在。尤其是讓一群 Geek 無法爽快玩遊戲時可能造成的嚴重後果（誤），不過小編個人認為，現在的遊戲容量超大且幾乎都要聯網更新才能玩，目前「破解玩盜版」這件事其實性價比很低（更別說 BAN 機砍帳號的風險），現在幾乎也很少人這麼做了，加上這目前還處於很早期的研究階段，所以對於一般玩家、Sony 與遊戲公司的影響其實也沒那麼大，當作新聞看看即可。