Die Architektur des Nintendo 3DS

• Der 2011 veröffentlichte Nintendo 3DS wurde als Reaktion auf die wachsende Beliebtheit von Smartphones entwickelt.
• Die Konsole zeichnet sich durch eine Kombination von Technologien aus, die sich auf Smartphones nicht nachbilden lassen.
• Während des Lebenszyklus des 3DS erschienen sechs verschiedene Modelle, jeweils mit unterschiedlichen Funktionen und Verbesserungen.
• Der 3DS verfügt über zwei LCD-Bildschirme, wobei der obere Bildschirm Bilder mit einem 3D-Effekt ohne Brille darstellen kann.
• Die Konsole besitzt insgesamt vier Prozessoren, beim New 3DS sind es sechs.
• Der Nintendo 3DS verwendet den PICA200, eine GPU von Digital Media Professionals Inc.
• Die Konsole hat drei Betriebsmodi: nativer 3DS-Modus, Nintendo-DSi-Modus und Game-Boy-Advance-Modus.
• Der 3DS enthält 128 MB FCRAM für Entwickler, beim New 3DS wurde dies auf 256 MB erhöht.
• Die Konsole enthält einen proprietären DSP für Audioverarbeitung sowie CSND, eine Variante des Audio-Blocks des Nintendo DS.
• Die Konsole besitzt eine Kompatibilitätsschicht, die ältere 3DS-Spiele ohne manuelle Eingriffe auf neuerer Hardware lauffähig macht.
• Der Nintendo 3DS bietet zahlreiche I/O-Hardware, darunter Tastenfeld, 3D- und Lautstärke-Schieberegler, Wi‑Fi-Schalter, resistiven Touchsensor, Gyroskop, Beschleunigungsmesser, Kameras, Infrarot-Sendeempfänger, SD-Kartensteckplatz, Gamecard-Leser und eine 3,5-mm-Klinkenbuchse für Kopfhörer.
• Das Betriebssystem des Nintendo 3DS ist so aufgebaut, dass es mehrere Prozessoren des System on a Chip (SoC) verwaltet, darunter 2-core ARM11, ARM9 und ARM7.
• Das System implementiert beim Start der Konsole eine Master-Slave-Hierarchie, um die Prozessoren zu koordinieren.
• Der Nintendo 3DS kann Software von drei verschiedenen Medien ausführen: Gamecards, eShop/SD Card und lokales Wireless.
• Die Konsole bietet außerdem Virtual-Console-Spiele an, darunter Titel, die ursprünglich für Nintendo DSi, NES/Famicom, Sega Game Gear, Game Boy und Game Boy Color erschienen sind.
• Das Betriebssystem des Nintendo 3DS verfügt über mehrere Sicherheitsfunktionen, darunter eine AES-Engine, eine RSA-Engine für Ver- und Entschlüsselung mit öffentlichen RSA-Schlüsseln sowie einen Pseudo Random Number Generator (PRNG).
• Trotz dieser Sicherheitsfunktionen weist das System mehrere Schwachstellen auf, darunter die fehlende Trennung zwischen Process9 und Kernel9, fehlenden Schutz gegen System-Downgrades und das Fehlen von Address Space Layout Randomization (ASLR).
• Die Geschichte des Hackings von Nintendo 3DS und Homebrew besteht seit dem Eintreffen der ersten 3DS-Flashcard im August 2013 in den Läden aus einer langen und interessanten Reihe von Ereignissen.
• Die Gateway3DS-Karte ermöglichte es Nutzern, 3DS-ROMs aus dem Internet herunterzuladen und auf der Konsole auszuführen.
• 2014 entstand eine Homebrew-Community, die Open-Source-Lösungen zum Hacken des 3DS bereitstellte.
• Mit der Veröffentlichung des New 3DS im Jahr 2015 wurde ein neuer Schritt in den Boot-Prozess eingeführt, wodurch neue Schwachstellen entdeckt wurden.
• Die Schwachstelle arm9loaderhax ermöglichte die Ausführung beliebigen Codes zur Boot-Zeit mit Kernel9-Rechten.
• Die Veröffentlichung neuer Custom Firmware wie Luma3DS und anderer fortgeschrittener Tools gewann unter Homebrew-Nutzern an Popularität.
• Der Prozess des Hackens des 3DS wurde im Laufe der Zeit deutlich vereinfacht, und von der Community gepflegte Websites bieten verlässliche und aktuelle Tutorials an.
• Der Artikel schließt mit dem Hinweis, dass Nintendo weiterhin Schwachstellen patcht, wodurch es schwieriger wird, das System ohne zusätzliche Hilfsmittel zu hacken.

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Der Nintendo 3DS enthält einen physischen Game-Boy-Advance-CPU, um Game-Boy-Advance-Spiele abzuspielen.
• Der 3DS bietet eine Funktion namens „Ambassador Program“, die als Entschuldigung für den starken Preisverfall kurz nach dem Launch kostenlose Spiele bereitstellte.
• Der 3DS wird für seine perfekte DS-Kompatibilität und die Bandbreite an Homebrew und emulierten Systemen geschätzt, die von per Softmod modifizierten Geräten unterstützt werden können.
• Die Tiefeneinstellung des 3DS kann über einen physischen Schieberegler angepasst werden, was die Nutzbarkeit der 3D-Funktion verbessert.
• Der 3DS kann gejailbreakt werden, um die NSUI-App zu nutzen und ältere Nintendo-Spiele zu spielen.
• Je größer die im 3DS verwendete microSD-Karte ist, desto langsamer wird die Konsole, weil sie die gesamte Speicherkapazität auf Blockebene scannt.
• Um den 3DS zu hacken, muss auf Firmware 3.0.0 downgegradet werden, um die OTP-Schlüssel zu extrahieren.
• Der 3DS unterstützt Homebrew-Entwicklung über Bibliotheken wie libctru.
• Es gibt die Hoffnung auf eine größere Indie-Industrie für Handheld-Games und darauf, dass Nintendo das Handheld-Konsolenerlebnis weiterhin unterstützt.
• Beim Mario-Beispiel der Wii- und 3DS-Version gibt es einen Unterschied in der Anzahl der Dreiecke.