Was ist Firmware?

Firmware einfach erklärt

Fast jedes elektronische Gerät enthält Firmware: der WLAN-Router, der Netzwerkdrucker, die Zutrittskontrolle, die Heizungssteuerung oder die Maschine in der Fertigungshalle. Die Software liegt auf einem Speicherchip im Gerät und startet automatisch beim Einschalten. Anders als ein Programm auf dem PC installiert man sie nicht selbst – sie wird ab Werk mitgeliefert.

Ein Vergleich: Ist das Gerät ein Auto, dann ist die Firmware seine Motorsteuerung. Man sieht sie nicht, aber ohne sie läuft nichts. Und wer sie manipuliert, bestimmt, wie sich der Motor verhält.

Der Name kommt vom englischen „firm“ für „fest“. Gemeint ist Software, die eng mit der Hardware verbunden ist. Moderne Firmware lässt sich trotzdem meist per Update erneuern – vorausgesetzt, der Hersteller liefert Updates und jemand spielt sie ein.

So funktioniert Firmware – und hier liegen die Risiken

Bei vielen vernetzten Geräten ist die Firmware ein komplettes kleines Betriebssystem, oft auf Linux-Basis. Dazu gehören ein Webserver, Netzwerkdienste und zahlreiche Open-Source-Bibliotheken – frei verfügbare Software-Bausteine, die Hersteller in ihre Produkte einbauen. Typische Schwachstellen sind:

1. Fest eingebaute Zugangsdaten: Service-Passwörter, die in allen Geräten einer Serie gleich sind und sich nicht ändern lassen.
2. Identische geheime Schlüssel: Kryptografische Schlüssel, die für jedes Gerät einzigartig sein sollten, aber überall gleich sind. Wer einen kennt, kennt alle.
3. Veraltete Komponenten: Bibliotheken mit längst bekannten Lücken, weil der Hersteller sie nie aktualisiert hat.
4. Unsichere Updates: Updates ohne digitale Signatur, also ohne fälschungssicheres Echtheitssiegel des Herstellers. Dann kann ein Angreifer manipulierte Firmware einspielen.
5. Offene Debug-Schnittstellen: Diagnose- und Programmieranschlüsse auf der Platine (etwa UART oder JTAG), über die sich direkt auf das System zugreifen lässt.

Bei einer Firmware-Analyse besorgen Fachleute zunächst das Firmware-Abbild, also eine vollständige Kopie der Gerätesoftware – aus einem Update-Download des Herstellers oder direkt vom Speicherchip. Anschließend entpacken sie es und untersuchen Dateien, Konfigurationen und Programme. Mit Reverse Engineering, also der Analyse ohne Quellcode, lassen sich auch versteckte Funktionen und herstellereigene Protokolle nachvollziehen.

Ein Beispiel aus der Praxis

Ein Hersteller von Ladestationen für Elektroautos lässt die Firmware seines neuen Modells vor der Markteinführung analysieren. Das Prüfteam liest den Speicherchip direkt von der Platine aus und entpackt das Abbild. Dabei zeigt sich: Der eingebaute Webserver nutzt eine Bibliothek, die seit Jahren nicht aktualisiert wurde und mehrere bekannte Lücken enthält. Zudem prüft der Update-Mechanismus keine digitale Signatur.

Ein Angreifer im selben Netz hätte manipulierte Firmware einspielen und die Ladestation dauerhaft kontrollieren können. Der Hersteller aktualisiert die Bibliothek, führt signierte Updates ein und erstellt eine Software-Stückliste, um bei künftigen Lücken schneller reagieren zu können.

Warum ist das für Unternehmen wichtig?

Für Betreiber gilt: Geräte mit Firmware fehlen oft im Inventar und werden selten aktualisiert. Eine kompromittierte Kamera oder ein Drucker kann Angreifern als unauffälliger Einstieg ins Netz dienen. In der Industrie kann manipulierte Firmware in Steuerungen sogar physische Prozesse beeinflussen.

Für Hersteller wird Firmware-Sicherheit zur Pflicht. Der Cyber Resilience Act (Verordnung (EU) 2024/2847) verlangt für Produkte mit digitalen Elementen unter anderem Sicherheit ab der Entwicklung. Zudem müssen Hersteller Schwachstellen während des gesamten Unterstützungszeitraums beheben – in der Regel mindestens fünf Jahre lang. Aktiv ausgenutzte Schwachstellen und schwerwiegende Sicherheitsvorfälle sind seit dem 11. September 2026 meldepflichtig; die meisten übrigen Pflichten gelten ab dem 11. Dezember 2027. Eine Software-Stückliste (SBOM) hilft, betroffene Komponenten schnell zu finden.

So schützen Sie sich

• Inventar führen: Erfassen Sie alle vernetzten Geräte mit Hersteller, Modell und Firmware-Version.
• Updates einplanen: Nehmen Sie Firmware in Ihr Patch-Management auf und ersetzen Sie Geräte, für die es keine Updates mehr gibt.
• Standardeinstellungen ändern: Vergeben Sie eigene Passwörter und deaktivieren Sie nicht benötigte Dienste.
• Geräte abschotten: Betreiben Sie vernetzte Geräte und Steuerungen in eigenen Netzbereichen, getrennt von der Büro-IT.
• Beim Einkauf nachfragen: Achten Sie auf zugesagte Sicherheitsupdates, die Supportdauer und eine SBOM.
• Als Hersteller vorsorgen: Signieren Sie Updates und nutzen Sie Secure Boot – dabei prüft das Gerät beim Start, ob die Firmware unverändert ist. Vergeben Sie individuelle Zugangsdaten und sperren Sie Debug-Schnittstellen in Seriengeräten.

Wie Rootsektor unterstützt

Im Rahmen unserer Penetrationstests für OT, ICS/SCADA & IoT analysieren wir die Firmware von Steuerungen, Gateways und IoT-Geräten – vom extrahierten Abbild bis zu den Hardware-Schnittstellen. Für tiefe Analysen ohne Quellcode kombinieren wir das mit unserer Leistung Code Review & Reverse Engineering. Sie erhalten konkrete Maßnahmenempfehlungen für Betrieb oder Entwicklung. Ein Festpreisangebot nach dem Scoping erhalten Sie über unser Pentest-Angebot.