Klonowanie CID karty SD, microSD, eMMC – techniczne możliwości, ograniczenia, narzędzia

Pytanie

Klonowanie CID karty pamięci (techniczne)

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• W kartach SD/microSD rejestr CID jest z definicji tylko do odczytu; jego „sklonowanie” (tj. zaprogramowanie identycznego CID na innej karcie) nie jest uniwersalnie możliwe. Da się to zrobić jedynie w szczególnych przypadkach: na nielicznych, zwykle starszych kontrolerach z niedokumentowanymi komendami serwisowymi lub przez sprzętową/emulacyjną prezentację własnego „CID” do hosta.
• W eMMC (MMC) istnieją komendy PROGRAM_CID na poziomie specyfikacji, ale praktycznie są dostępne wyłącznie w fazie produkcyjnej (life‑cycle), a w gotowych układach są zablokowane.
• Jeżeli system rzeczywiście wiąże licencję z konkretnym CID, najstabilniejszą drogą bywa: użycie identycznego modelu „podatnej” karty, specjalistycznych narzędzi niskopoziomowych lub emulacja interfejsu SD. Trzeba liczyć się z niskim współczynnikiem powodzenia i ryzykiem uszkodzenia karty.

Kluczowe punkty:

• SD: CID jest RO; zmiana wyłącznie przez luki producentów (niegwarantowane).
• eMMC: teoretycznie programowalny CID, praktycznie zablokowany w polu.
• USB‑czytniki nie nadają się do takich operacji; potrzebny natywny host MMC/SD.
• Często sama kopia danych nie wystarczy; system może weryfikować więcej niż sam CID.

Szczegółowa analiza problemu

• Definicje i rejestry
  • CID (Card Identification) to 128 bitów zawierające m.in. MID, OID, PNM, PRV, PSN, MDT oraz CRC7 (7 bitów) + bit stopu. W SD jest dostarczany hostowi podczas enumeracji (ALL_SEND_CID/CMD2 i/lub SEND_CID/CMD10).
  • CSD/SCR/OCR: wiele urządzeń sprawdza także CSD (parametry karty), SCR (zdolności), a czasem zachowanie przy specyficznych komendach; bywa, że sam CID nie wystarcza do „podszycia się”.
• Dlaczego klonowanie jest trudne
  • SD: standard nie przewiduje żadnej komendy „write CID”. CID jest zapisany fabrycznie w ROM/OTP kontrolera i tylko odczytywany. Próby zmiany opierają się na niedokumentowanych sekwencjach producenta kontrolera (tzw. backdoor) – spotykanych historycznie w wybranych seriach kart (np. część starszych kontrolerów spotykanych w liniach EVO/EVO+). W nowych rewizjach zwykle uszczelnione.
  • MMC/eMMC: w starszej rodzinie MMC istnieje CMD26 (PROGRAM_CID), lecz realnie dostęp do tej funkcji jest ograniczony do trybu produkcyjnego układu (stan „pre‑personalization”). W gotowych modułach eMMC w urządzeniach konsumenckich funkcja bywa perma‑zablokowana fuse’ami lub polityką life‑cycle.
• Ścieżki techniczne, które faktycznie bywają skuteczne
  1. Zmiana CID na „podatnej” karcie SD
     • Wymagana konkretna rewizja kontrolera karty, natywny host MMC/SD (wbudowany czytnik w laptopie lub SBC – nie przez USB) i oprogramowanie wysyłające surowe komendy (ioctl MMC_IOC_CMD w Linuksie).
     • Narzędzia spotykane w praktyce: dedykowane programy wykorzystujące vendor‑commands (np. znane z projektów open‑source dla niektórych kontrolerów). Skuteczność zależy ściśle od modelu i rewizji karty; nawet w obrębie tej samej serii partia produkcyjna może już być „załatana”.
     • Wyzwania: konieczność poprawnego wyliczenia CRC7 dla nowego CID, pełny power‑cycle po operacji, ryzyko zbrickowania.
  2. Emulacja interfejsu SD (najbardziej kontrolowalne, ale złożone)
     • Implementacja urządzenia udającego kartę SD (MCU/FPGA) i zwracającego po CMD2/CMD10 dowolny, skonfigurowany CID.
     • Plusy: pełna kontrola odpowiedzi (CID, CSD, opóźnienia, „dziwne” zachowania wymagane przez hosta).
     • Minusy: duża złożoność implementacji SD w trybie 1‑/4‑bit (timingi, UHS, inicjalizacja, CMD/ACMD, CRC, busy signaling), ograniczenia przepustowości (SPI‑mode jest prostszy, lecz część hostów go nie używa lub traktuje jako tryb zapasowy).
  3. Praca na poziomie eMMC (jeśli urządzenie używa eMMC, nie karty SD)
     • W laboratorium możliwy jest dostęp przez adapter BGA i programator eMMC. Zmiana CID jest zwykle niemożliwa w urządzeniach po produkcji, ale bywa osiągalna w „czystych” układach (sample, blank) przed ustawieniem fuse’ów i statusów life‑cycle. Po zablokowaniu – tylko wymiana układu na przygotowany „off‑board”.
• Co zwykle nie działa
  • Czytniki USB: mapują kartę jako MSC (SCSI‑over‑USB) i ukrywają warstwę MMC/SD; surowe CMD są niedostępne.
  • „Dowolna” współczesna karta: controlling firmware bardzo często ignoruje nieudokumentowane sekwencje, a zapis do CID jest twardo zablokowany.
• Dodatkowe mechanizmy po stronie hosta
  • Systemy automotive/embedded bywają odporne na samą podmianę CID. Oprócz CID weryfikują np. datę produkcji (MDT), zgodność CSD, a nawet wykorzystują pochodne klucze (np. z mechanizmów pokrewnych CPRM/SD‑secure) lub sygnatury plików. W efekcie „pasujący CID” może nie wystarczyć.

Aktualne informacje i trendy

• Trend po 2016–2018: producenci kontrolerów kart uszczelnili firmware i wyłączyli backdoory pozwalające na zapis CID; każda nowa rewizja kontrolera zmniejsza szansę powodzenia „klonowania”.
• Na rynku pojawiają się „karty z programowalnym CID” – zwykle niszowe, przemysłowe lub modyfikowane; ich jakość i powtarzalność bywa zmienna, a deklaracje sprzedawców nie zawsze pokrywają się z rzeczywistością.
• W systemach docelowych rośnie udział eMMC/UFS przylutowanych do PCB oraz licencjonowania powiązanego z kryptograficznym provisioningiem zamiast z samym CID.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Struktura CID (SD): 8/MID, 16/OID, 40/PNM, 8/PRV, 32/PSN, 4/rez., 12/MDT, 7/CRC7, 1/’1’.
• Komendy istotne:
  • SD: ALL_SEND_CID (CMD2), SEND_CID (CMD10). Brak komend zapisu CID.
  • MMC: PROGRAM_CID (CMD26) – funkcja historyczna/produkcyjna; w praktyce zablokowana w urządzeniach końcowych.
• CRC7: wielomian x^7 + x^3 + 1 (0x09). Przy programowaniu „podatnych” kart narzędzia zwykle liczą CRC automatycznie; ręczna edycja CID bez korekty CRC skutkuje odrzuceniem przez hosta.
• Warstwa dostępowa w Linuksie: /sys/block/mmcblkX/device/cid (odczyt); do komend surowych używa się ioctl MMC_IOC_CMD na urządzeniu hosta (nie działa przez USB‑reader).

Aspekty etyczne i prawne

• Wiązanie licencji z CID to techniczny środek ochrony. Obchodzenie takich zabezpieczeń może naruszać umowy licencyjne oraz – w USA – przepisy DMCA (17 U.S.C. §1201). Dodatkowo grozi utratą gwarancji urządzeń.
• Działania takie powinny być ograniczone do legalnych scenariuszy serwisowych (np. odtworzenie funkcjonalności po uszkodzeniu oryginalnej karty, z prawem do użycia treści) i zgodne z lokalnym prawem.

Praktyczne wskazówki

• Ocena wykonalności (check‑list):
  • Czy urządzenie NA PEWNO weryfikuje wyłącznie CID? Jeżeli nie – sama zmiana CID nie wystarczy.
  • Czy posiadasz natywny host MMC/SD (laptopowy czytnik na PCIe/SDHCI) i system Linux? Jeśli nie – dodaj SBC (np. z gniazdem SDHCI).
  • Czy masz serię kart znanych jako „podatne”? Przygotuj kilka sztuk z różnych partii produkcyjnych – skuteczność jest losowa.
• Środowisko laboratoryjne:
  • Użyj zasilania z kontrolą power‑cycle (wyciągnięcie/włożenie lub przełącznik zasilania linii VDD).
  • Miej pod ręką analizator logiczny na linie CMD/CLK/DAT, aby diagnozować etap inicjalizacji i błędy CRC.
  • Zrób sektor‑by‑sektor obraz oryginalnej karty przed jakimikolwiek próbami (backup).
• Alternatywy:
  • Emulacja karty w trybie SPI (łatwiejsza implementacja) – sprawdź, czy host akceptuje SPI‑mode.
  • Kontakt z producentem urządzenia/oprogramowania – wiele firm udostępnia procedury przeniesienia licencji po awarii nośnika.
  • Wymiana nośnika na eMMC pre‑provisioned (w serwisie producenta) zamiast prób klonowania CID.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Wysokie ryzyko niepowodzenia: nawet „ten sam” model karty z innej partii może być już niewrażliwy na metody znane z wcześniejszych lat.
• Możliwe „fałszywe sukcesy”: niektóre narzędzia raportują zmianę, ale po power‑cycle karta wraca do oryginalnego CID.
• Niektóre systemy wymagają spójności CID z innymi polami (np. MDT/PRV); niespójny zestaw może zostać odrzucony przez hosta.

Sugestie dalszych badań

• Specyfikacja SD Physical Layer (rozdziały dot. identyfikacji i inicjalizacji).
• Dokumentacja MMC/eMMC (komendy CMD2/CMD10/CMD26, stany life‑cycle, OTP).
• Dokumentacja jądra Linux: subsys MMC/SD (MMC_IOC_CMD, sdhi/sdhci).
• Publikacje/opracowania nt. emulacji SD na FPGA/MCU oraz praktyczne przypadki z systemów automotive.

Krótkie podsumowanie

• „Klonowanie CID” w SD nie jest funkcją przewidzianą przez standard i bywa możliwe wyłącznie na specyficznych, zwykle starszych kontrolerach dzięki niedokumentowanym komendom; w eMMC – tylko na etapie produkcji układu.
• Najpewniejsze technicznie jest odtworzenie pełnej charakterystyki nośnika przez emulację SD albo skorzystanie z kanałów serwisowych producenta. Każdą próbę należy poprzedzić rzetelną analizą, backupem i świadomością ryzyk prawnych i technicznych. Jeśli opiszesz konkretny model karty i urządzenia, pomogę dobrać najbardziej rokujące podejście i zweryfikować wykonalność.