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《单片机UART/SPI/I2C通信逻辑逆向分析课程》

工业级嵌入式通信协议逆向分析实战，从UART、SPI到I2C，结合逻辑分析仪与Python脚本，解析未知设备通信帧结构、时序容差与校验算法

课程规模
图文体系
30个系统小节
总字数约 9.1 万字，配套7张动态热点交互图表、12张矢量图、17个表格
适宜人群
人群定位
有基础开发者
项目实操人员
想做案例练习的人
配套资料
内容特色
本课程配套：部署流程图、配置参数表、部署验收清单
每份资料都对应章节任务、检查点或复盘材料
帮助你把学习内容转成可复查结果
学习收获
落地结果
建立完整技术认知框架
看懂核心对象、调用链路与工程边界
具备项目迁移、调试分析与方案落地能力
阶段 01 · 第 01-05 节

基础认知篇

基础认知篇：从零搭建逆向分析工程全景，并形成逻辑分析仪捕获与UART帧结构解析

01
课程导论：UART / SPI / I2C逆向分析工程全景与工具链选型
  • UART
  • 逆向目标
  • 分析框架
执行清单
02
逻辑分析仪基础操作与信号捕获参数配置实战
  • ADC采样链路
  • 捕获干净波形用于后续
  • 参数配置项
配置
03
UART帧结构解析：起始位、数据位、校验位与停止位测量
  • CRC校验
  • 实测波形识别UART
  • 计算波特率并验证位时
执行清单
04
UART波特率自适应算法与异常帧检测实战
  • 编写Python脚本
  • 错误码定位
  • 配套交互时序
脚本
05
UART多字节数据包定界与长度字段逆向分析
  • 利用固定包头
  • 从连续流中提取完整数
  • 长度字段逆向分析
执行清单
阶段 02 · 第 06-10 节

核心机制篇

核心机制篇：深入校验算法与协议逆向，实战Modbus RTU帧解析与重放攻击

06
UART校验和与CRC-8 / 16算法识别与验证
  • 数据对比
  • CRC校验
  • 操作清单
执行清单
07
UART应用层协议逆向：Modbus RTU帧解析与重放攻击
  • Modbus
  • 协议帧解析
  • 构造合法帧实现设备控
执行清单
08
SPI总线信号捕获与模式(CPOL / CPHA)判定实战
  • 外设初始化
  • 参数配置项
  • SPI总线信号捕获
配置
09
SPI片选信号时序分析与多从机冲突排查
  • 测量CS拉低
  • 识别片选毛刺导致的数
  • 多从机冲突排查
执行清单
10
SPI数据帧格式逆向：命令-地址-数据三段结构提取
  • 命令-地址-数据三段
  • 重复写入
  • 分离命令字节
命令
阶段 03 · 第 11-15 节

工程实现篇

工程实现篇：攻克SPI/I2C时序细节，解决多从机冲突与DMA数据连续性验证

11
SPI寄存器读写序列分析与寄存器映射重建
  • 利用已知命令组合
  • 逆向出传感器
  • 寄存器映射重建
命令
12
SPI多字节传输与DMA模式下数据连续性验证
  • 分析DMA突发传输波
  • 检测片选间是否存在非
  • SPI多字节传输
执行清单
13
SPI菊花链拓扑信号延迟与数据错位调试
  • 外设初始化
  • ADC采样链路
  • 数据错位调试
执行清单
14
I2C总线起始 / 停止条件与仲裁机制波形分析
  • 识别SDA
  • 多主机冲突时总线释放
  • I2C总线起始
执行清单
15
I2C从机地址与读写位识别及7位 / 10位地址区分
  • 捕获地址帧
  • 区分标准7位地址
  • I2C从机地址
执行清单
阶段 04 · 第 16-20 节

调试验证篇

调试验证篇：处理总线错误与混合协议逆向，掌握I2C时钟拉伸与桥接芯片分析

16
I2C寄存器地址与数据分段传输逆向实战
  • 解析复合写操作
  • 重建寄存器映射
  • I2C寄存器地址
执行清单
17
I2C时钟拉伸(Clock Stretching)检测与兼容性处理
  • 识别从机拉低SCL的
  • 参数配置项
  • 外设初始化
参数
18
I2C多字节批量读写与页写入边界分析
  • 分析EEPROM页写
  • 确定跨页数据断裂点
  • 模块边界收敛
执行清单
19
I2C总线错误恢复：总线锁死、仲裁丢失与NACK处理
  • 总线锁死
  • 模拟总线锁死场景
  • 外设初始化
执行清单
20
混合协议逆向：UART转SPI桥接芯片通信帧分析
  • UART转SPI桥接
  • 捕获桥接芯片两端波形
  • 关联UART命令
命令
阶段 05 · 第 21-25 节

高级专题篇

高级专题篇：自动化脚本与模糊测试，发现未知设备帧边界与状态机建模

21
混合协议逆向：I2C转UART透传模块数据流还原
  • 关键对象
  • 从I2C包中提取UA
  • 操作清单
执行清单
22
逻辑分析仪脚本自动化：Python批量解析与帧统计
  • Python批量解析
  • 最小代码样例
  • 自动提取帧并统计频率
脚本
23
未知设备协议逆向：基于模糊测试的帧边界发现
  • 模块边界收敛
  • 发送随机数据并捕获响
  • 关键对象
命令
24
未知设备协议逆向：状态机建模与命令-响应映射
  • 状态转移表
  • 根据多次交互序列
  • 关键对象
命令
25
工业现场总线干扰分析：UART / SPI / I2C信号完整性测量
  • UART
  • 使用示波器
  • 定位通信失败根因
执行清单
阶段 06 · 第 26-30 节

项目收束篇

项目收束篇：综合实战智能电表与工业传感器，构建协议模拟器

26
固件升级协议逆向：UART Bootloader命令集与校验破解
  • CRC校验
  • 风险升级
  • 执行步骤链
命令
27
传感器数据帧逆向：SPI加速度计配置与读数解析
  • 参数配置项
  • 逆向出数据格式
  • 关键对象
配置
28
显示驱动协议逆向：I2C OLED初始化序列与显存操作
  • OLED初始化序列
  • 捕获初始化命令
  • 逆向出显存寻址模式
命令
29
综合实战一：智能电表UART / SPI双协议逆向与数据篡改
  • 智能电表UART
  • 与SPI交互
  • 篡改电量数据并验证效
执行清单
30
综合实战二：工业传感器I2C / SPI多协议逆向与模拟器构建
  • 工业传感器I2C
  • 完整逆向传感器通信协
  • 编写Python模拟
执行清单