家用主機秘辛15：硬體架構不變的Wii

對於任天堂而言，在16bit世代中，Sega是他們強而有力的對手，與Sega廝殺一陣之後，Sony推出了PlayStation，任天堂再次陷入苦 戰。經歷N64與GameCube等2台主機之後，隨後而來的Wii受到了廣大的歡迎，但是Wii的設計卻讓任天堂吃到苦頭，沒錯，就是我們的主題，主機 安全性部分。

前情提要：

家用主機秘辛1：任天堂紅白機導致的破解風潮

家用主機秘辛2：紅白機的防拷晶片歷史

家用主機秘辛3：正版比盜版問題更多，破解萬惡10NES晶片

家用主機秘辛4：進入光碟時代，PS的保護機制

家用主機秘辛5：數秒內抽換光碟， PS 盜版片也能騙過驗證機制

家用主機秘辛6：最暢銷主機 PS2 的大後門，用壞軌光碟 Swap Magic 破解

家用主機秘辛7：PS2安裝假OS，從記憶卡開機

家用主機秘辛8：PS2連DVD播放功能都暗藏玄機

家用主機秘辛09：大門忘記上鎖的PSP

家用主機秘辛10：緩衝區溢位突破天際

家用主機秘辛11：破解之神Dark_Alex登場

家用主機秘辛12：試玩版遊戲提供免費漏洞

家用主機秘辛13：欺騙系統核心

家用主機秘辛14：續欺騙系統核心

Wii？是GameCube 1.5吧！

在說明Wii的破解之前，我需要先解釋一些設計上的要點，這樣才能清楚看到為什麼破解工作這麼簡單。

Wii擁有完整相下相容、能夠執行GameCube遊戲，是眾所周知的事情，但是你知道任天堂是如何設計這個功能的嗎？我們簡單地回顧一下Wii與GameCube的硬體。基本上Wii的核心零組件可以視為GameCube的升級版，Wii採用IBM PowerPC架構處理器Broadway，顯示晶片則是ATI的Hollywood，與GameCube相當類似。

GameCube採用IBM PowerPC架構處理器Gekko，顯示晶片Flipper則是由ATI收購的ArtX生產。當在Wii執行GameCube的遊戲時，主機只需降低處理器時脈，實際的情況就像在實體GameCube上執行遊戲一樣，連軟體模擬器都不需要。

如果以電腦零組件來舉例，Wii就像是配備Intel Core i5處理器與GeForce 9800顯示卡的電腦，而GameCube則是Intel Core i3處理器與GeForce 9200顯示卡，前者可以直接相容後者的所有程式，但是擁有更高的效能，如果作業系統情況允許的話，處理器甚至可以像古董級處理器8086一樣執行16bit的程式。

▲Wii是第一款正式將體感控制器做為標準配備的家用遊戲主機。（圖片來源：維基百科，採用創用CC 姓名標示-相同方式分享授權。原圖作者：Jecowa）

▲GameCube則是任天堂旗下第一台採用光碟做為儲存媒體的遊戲主機。（圖片來源：維基百科，採用創用CC 姓名標示-相同方式分享授權。原圖作者：Archives personnelles）

沒有作業系統的主機

回來看看Wii的情況，它的作業系統……，喔，它沒有作業系統，我們稍後再來談談這個問題。

說真的，讓主機擁有向下相容性並不是壞主意，同時它也可以省下開發成本，還可以站在現有基礎上進行開發，但是潛藏的問題容易發生在更動主機的安全性設計，或是在向下相容的沙盒模式中，就像Wii主機的GameCube模式。

另一方面，Wii和GameCube一樣並不具有作業系統，當執行遊戲時，作業系統核心並不會於背景執行，遊戲是直接掛載到主機硬體上，並且擁有包括記憶體與各項裝置在內的全部硬體控制權。

Wii除了處理器與GameCube很相近外，顯示晶片也不例外。不過兩者的顯示晶片有個很大的差異，Wii的顯示晶片同時也是個IO橋接裝置，並受內建於GPU中的ARM架構處理器控制。

Wii的安全性完全建築在這個處理器上，它會檢查整個開機程序，並驗證所有遊戲、軟體，再加上Wii實際上並不具有作業系統，也沒有系統核心，所以這個ARM處理器擁有1個叫做IOS的迷你核心（microkernel），它的工作就是全權負責所有安全性相關工作，而且會與主處理器同時運作。

當我們瞭解了Wii的基礎架構後，接下來就可以開始討論聰明的破解方法，看看自製軟體社群是如何破解這台機器的吧。

▲Wii的處理器為IBM生產的Broadway，時脈為729MHz。

▲Wii的顯示晶片為ATI生產的Hollywood，時脈為243 MHz，並具有3MB eDRAM。

下集預告：把記憶體打開看看

原文刊載於http://wololo.net/2014/01/20/10-days-of-hacking-day-6-the-wii

感謝原文作者Acid_Snake同意轉載

Original article by Acid_Snake. Translate by konamigood.

延伸閱讀：

【模擬器改造】Wii：革命性改寫遊戲產業規則

Wii模擬器中止支援Windows XP，也不再開發32bit版本

Wii 宣佈停產，體感操作家用遊戲主機元老下台一鞠躬