Telefon k nám dorazil s popisem, že přestal normálně fungovat a data jsou nedostupná. Případ, který na první pohled vypadá jako softwarová chyba, ale ve skutečnosti za ním stojí závažná hardwarová vada na základní desce.
Diagnostika a hledání příčiny
Restart v cyklu, takzvaný bootloop, může mít u moderních smartphonů celou řadu příčin. Může jít o softwarový problém, vadný napájecí obvod PMIC, selhání procesoru, ale i o poškození paměťového čipu UFS, na kterém jsou uložena veškerá data i operační systém. Degradace NAND bloků v paměti, selhání řadiče uvnitř UFS čipu nebo korupce klíčových systémových oblastí — to vše může způsobit, že se telefon nedokáže nastartovat.
V tomto případě diagnostika ukázala na závadu na základní desce. Podezření padlo na oblast napájecího obvodu PMIC a procesoru. Pokusili jsme se o opravu přímo na originální desce, ale ta se ukázala jako neschůdná. Závada byla natolik rozsáhlá, že jediným řešením bylo přenést klíčové čipy na funkční dárcovskou základní desku.
Proč nestačí vyměnit jednu součástku
Galaxy S23 Ultra používá úložiště typu UFS 4.0, tedy nejnovější generaci paměťových čipů pro smartphony s výrazně vyšší přenosovou rychlostí oproti starším generacím. Veškerá uživatelská data na tomto čipu jsou šifrovaná. Šifrovací klíč přitom není uložen na jednom místě, ale je rozložen mezi několik hardwarových komponent.
Klíčová část šifrovacího řetězce je takzvaný unikátní hardwarový klíč, který je při výrobě vypálen přímo do křemíku procesoru pomocí jednorázově programovatelných pojistek. Tento klíč nelze přečíst, zkopírovat ani žádným způsobem extrahovat. Šifrovací engine uvnitř procesoru ho může používat pro kryptografické operace, ale nikdy ho nevydá ven.
To znamená, že paměťový čip obsahující data je bez originálního procesoru jen shluk nečitelných šifrovaných bloků. A naopak, jiný procesor by měl jiný hardwarový klíč a data by s ním nerozšifroval. Procesor a paměťový čip tvoří z pohledu šifrování neoddělitelný pár.
Přenos čipů na dárcovskou desku
Řešení, které v takové situaci dává šanci na obnovu dat, je přesně opačný postup, než by se na první pohled zdálo. Nepřenášíme funkční procesor do vadného telefonu. Přenášíme originální procesor spolu s paměťovým čipem z poškozené desky na funkční dárcovskou základní desku ze stejného modelu telefonu. Dárcovský telefon přitom obětujeme — jeho vlastní čipy se odstraní a nahradí originálními z vadného kusu.
Celá operace patří mezi nejnáročnější v oboru obnovy dat z mobilních telefonů. Galaxy S23 Ultra používá takzvanou sendvičovou architekturu základní desky, kdy jsou dvě desky s plošnými spoji naskládány na sebe a propojeny přes miniaturní pájecí kontakty. Procesor, paměťový čip i další klíčové komponenty jsou rozmístěny mezi vrstvami tohoto sendviče. Jakýkoliv zásah proto vyžaduje desky nejprve oddělit za přesně řízené teploty, aby nedošlo k poškození okolních komponent.
Samotný přenos čipů zahrnuje jejich opatrné sejmutí z originální desky, očištění od zbytků pájky a podlepení, a následné osazení nových pájecích kuliček pomocí přesné šablony — proces zvaný reballing. Na dárcovské desce se pak odstraní původní čipy a na jejich místa se osadí originální komponenty. Procesor navíc musel projít modifikacemi, aby na dárcovské desce správně naběhl. Po dokončení se sendvičová deska znovu složí a otestuje.
Odemčení a obnova dat
Po přenosu čipů se telefon podařilo inicializovat do stavu, kde bylo možné zadat uživatelské heslo. I to je nezbytná podmínka úspěchu. Heslo uživatele vstupuje do procesu odvození šifrovacího klíče — bez něj by se k datům nikdo nedostal, ani kdyby celý hardwarový přesun proběhl bezchybně. Zákazník heslo znal a po jeho zadání jsme vytvořili kompletní kopii uživatelských dat.
Zařízení: Samsung Galaxy S23 Ultra (SM-S918)
Úložiště: Samsung UFS 4.0
Problém: Bootloop způsobený selháním základní desky, sendvičová konstrukce desky
Řešení: Přenos originálního CPU a paměťového čipu na dárcovskou desku s modifikacemi procesoru, inicializace a odemčení heslem
Výsledek: Všechna cílová data obnovena.
Je důležité zmínit, že tento typ zásahu je z pohledu další použitelnosti telefonu destruktivní. Primárním cílem je záchrana dat, nikoliv oprava přístroje. Dárcovská deska, která v případě Galaxy S23 Ultra představuje náklad řádově v tisících korun, po zásahu rovněž nemůže sloužit svému původnímu účelu. Celá zakázka proto patří mezi ty finančně náročnější a je na místě zvážit, jak cenná zachraňovaná data jsou.
Případy se selháním základní desky u moderních smartphonů patří mezi technicky nejkomplikovanější a úspěch není zaručen. Šance na obnovu dat závisí na tom, zda jsou klíčové čipy, zejména procesor a paměť, stále funkční. V tomto případě se to podařilo.
Technické pojmy podrobněji
Bootloop: Stav, kdy se telefon opakovaně zapíná a restartuje, aniž by dokončil spuštění operačního systému. Uživatel se nedostane na domovskou obrazovku ani k žádným datům. Příčinou může být jak softwarová chyba, tak hardwarová závada na procesoru, napájecím obvodu nebo paměťovém čipu.
UFS 4.0 (Universal Flash Storage): Nejnovější generace paměťových čipů používaných v prémiových smartphonech. Oproti starší generaci UFS 3.1 nabízí přibližně dvojnásobnou přenosovou rychlost. Paměťový čip obsahuje vlastní řadič a NAND flash paměť v jednom pouzdře.
CPU swap (přenos procesoru): V kontextu obnovy dat z mobilních telefonů označuje přesun originálního procesoru a dalších klíčových čipů z nefunkční základní desky na funkční dárcovskou desku. Cílem je obnovit elektrické prostředí, ve kterém mohou originální čipy fungovat, a tím umožnit přístup k šifrovaným datům.
PMIC (Power Management Integrated Circuit): Obvod řídící distribuci napájení na základní desce. Jeho selhání může způsobit nestabilitu celého systému včetně neschopnosti dokončit start telefonu. Při diagnostice bootloopu patří mezi první podezřelé spolu s procesorem.
