开学季：破解旧 Kindle 的冒险之旅

It's School time: Adventures in hacking an old Kindle

Source | HN Comments

文章分享了将旧款 Kindle 破解并改造成上学准备仪表板的实践过程。首先，通过越狱 Kindle，安装必要的软件，并启用 SSH 访问。接着，作者开发了一个后端 API，使用 Cloudflare Workers、Hono JS、Cloudflare KV 等技术，从天气、公共交通和学校时间表等数据源获取信息，生成仪表板的 HTML 页面。最后，利用 Cloudflare 的 Puppeteer 库截取屏幕截图，并将彩色图像转换为 Kindle 支持的 8 位灰度 PNG 格式，最终在 Kindle 上显示仪表板。整个过程涉及 Linux 系统、API 开发、图像处理等技术，并提供了相关代码库链接。

开学季！破解 Kindle 的冒险之旅

2025年4月21日

那是个星期一，我的女儿又上学迟到了。更糟糕的是，校车还早到了2分钟。在匆忙地确保她及时赶上校车后，我坐下来喝早咖啡，打开了 Hacker News。首页有一个有趣的条目：“所有 Kindle 现在都可以被越狱”。凑巧的是，我的旧 Kindle 就放在我旁边。这是来自宇宙的信号吗？只有一种方法可以知道，于是我开始了将我的 Kindle 变成一个上学准备仪表板的旅程。

Level 1：Kindle 越狱 ⛓️‍💥

Kindle 越狱是一个相对简单的过程。kindlemodding.org 的朋友们创建了一个用户友好的指南，其中包含简单的分步说明。该指南非常全面且用户友好，因此我在这里重复这些步骤将是徒劳的。KindModding Discord 社区也是一个询问故障排除问题的好地方。

简而言之，我越狱 Kindle 的主要步骤是：

确定你的 Kindle 型号。
安装 WinterBreak。（只需将 zip 文件放在 Kindle 中并重新启动。）
设置一个热修复，即确保越狱在更新后仍然存在。
安装 Kindle Unified App Launcher 和一个包安装程序 (MRPI)。
使用 USBNet 包在 Kindle 上启用 SSH。

网络恶作剧 ☎️

我在为 Kindle 设置 SSH 访问时遇到了第一个障碍。标准的 USBNet 包不适用于我的 Kindle，经过一番研究，我找到了 USBNetLite，它使 SSH 正常工作。

USBNetlite 包支持使用 2 种模式连接到 Kindle：

RNDIS/Ethernet gadget。这显示为 usbx（我的情况是 usb0）。
通过路由器分配的 IP 地址使用 SSH over network。这显示为 wlanx（我的情况是 wlan0）。

[root@kindle us]# ifconfig
lo    Link encap:Local Loopback
     inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
     ...
usb0   Link encap:Ethernet HWaddr EE:19:00:00:00:00
     inet addr:192.168.15.244 Bcast:192.168.15.255 Mask:255.255.255.0
     ...
wlan0   Link encap:Ethernet HWaddr 08:84:9D:7B:9C:F1
     inet addr:192.168.2.71 Bcast:192.168.2.255 Mask:255.255.255.0
     ...

要启用 SSH network，我必须执行以下步骤：

从 KUAL 菜单启用 USBNet。
将 IP 地址手动设置为 192.168.15.201 或 192.168.15.xxx 子网中的任何地址。
使用 ssh 192.168.15.244（usb0 ethernet interface）或路由器分配的 wlan0 地址进行 SSH 连接。
输入 /etc/config 文件中的密码。

这样我就获得了 Kindle 的 root 访问权限 🥷

[root@kindle us]# uname -a
Linux kindle 4.1.15-lab126 #1 SMP PREEMPT Thu Nov 28 11:37:06 UTC 2024 armv7l GNU/Linux

Level 2：在 Kindle 上召唤一个仪表板 ✨

Kindle OS 是 Linux 的精简版本，运行的是一个古老的内核和旧的 Gnu 实用程序，但没有包管理器。Kindle 有几个自定义工具，可以启用 Kindle UI 操作，例如名为 framework 的自定义 UI 框架及其助手 lab126_gui。它的主力是 lipc，一个 dbus 风格的程序，用于发出命令来驱动设备操作。

有几种方法可以为破解的 Kindle 开发应用程序。一些应用程序（如 KoReader）使用 FBInk 框架1，而另一些应用程序使用 Java applets2。我选择了简单的路径：禁用 framework，定期以全屏模式显示 PNG 图像3。

我修改了 OG 存储库中的主 dash.sh 脚本以满足我的需求。与旧的未维护的设备一样，xh 和 wget 都无法在我的 Kindle 的后台模式下工作。经过一些调试，我最终切换回普通的 curl 来从后端 API 获取 PNG。

该脚本基于 cron 计划循环运行：

如果 Kindle UI 框架和屏幕保护程序正在运行，则停止它们。
检查互联网是否可访问。
从服务器获取 PNG 图像
使用 eips 命令在 Kindle 上全屏显示它。

关于图像分辨率的说明：Kindle 需要 8 位灰度图像，否则将无法正确显示。你还需要使用 eips -i 命令找出 Kindle 的显示分辨率。（我的是 800x600）

在转向后端之前，我使用了一个虚拟图像来测试 Kindle 客户端。

Level 3：云端上的 API 服务器 🌤️

我设计了一个后端 API，可以实时收集数据并将其导出为 PNG 图像。为此，我想要一个始终处于运行状态、支持现代 Web 标准并具有令人愉悦的开发人员体验的平台。Cloudflare Developer Platform 满足所有条件，并且入门非常容易。

我为我的后端使用了以下工具/框架。

Cloudflare Workers：处理传入请求和图像处理的主力。
Hono JS：一个快速、轻量级的 JS 框架。
Cloudflare KV：将网络请求缓存一小时
Bun 和 TypeScript：我喜欢 Zig，并且 Bun 使用起来非常愉快。

Architecture

天气

我是 Merry Sky 和为其提供支持的实时天气 API Pirate Weather API 的忠实粉丝。获得 API 密钥后，只需几个小时就可以微调我需要获取当前天气数据的数据。我喜欢 Cloudflare secrets 使存储可以在代码中轻松使用的 secrets 变得非常容易。

公共交通

我住在柏林，这里拥有强大的公共交通网络，因此获取可靠的公共交通数据很容易。我使用了 VBB Berlin 的公共 API 来获取有关隔壁公交车站的实时更新。有趣的是，当我处理这部分时，发生了罢工，这帮助我为这个奇怪的 edge case 编写了代码。

// 🚧 有时 BVG 会罢工，因此 API 返回空的 departures[] 🚧
if (Array.isArray(departuresData.departures) && departuresData.departures.length === 0) {  
  console.log("No departures available.");
  return null;
}

学校时间表

由于课程之间的穿插休息，设计学校时间表很有趣。我和女儿坐下来，我们很开心地设计了它背后的数据结构。事实证明我过度设计了它，她通过将其设置为值的数组来简化了它。她很开心地填写了数据，包括周末。由于它每年更改一次，因此我硬编码了数据，但我喜欢将来在 KV 或 D1 中共享它的可能性。

将所有内容整合在一起

有了所有数据后，我和女儿一起设计了仪表板 UI。 Architecture 作为最终缺失的部分，我添加了一个自定义 HTTP Header X-Battery-Level，它将由 Kindle 客户端发送。

app.get("/api/internal/dashboard", async (c) => {
 const weatherData = await getWeatherData(c);
 const departuresData = await getRouteData(c);
 const timeTable = await getTimetable(c);
 const battery_level = c.req.header("X-Battery-Level") ?? "-99";
 if (weatherData === null || departuresData === null || timeTable === null) {
  return new Response("Could not create dash HTML page", { status: 500 });
 }
 let data: DashboardData = {
  weatherData: weatherData,
  departuresData: departuresData,
  timeTable: timeTable,
  batteryLevel: battery_level,
 };
 const renderedHtml = renderHtml(data);
 return c.html(renderedHtml);
});

图像处理魔法 🪄

有了 HTML 仪表板，挑战就进入了下一个级别。要从 API 返回兼容的图像，我需要：

在 Worker 中渲染网页
截取屏幕截图
将图像从 sRGB 16 Color 转换为 8-bit Gray scale。

Cloudflare Workers 是一个沙盒环境，它对诸如 sharp 之类的工具的访问受到限制。但是，Cloudflare 和开发人员社区以 Cloudflare Browser rendering, Puppeteer, 和 cf-wasm 图像处理工具的形式提供了可行的替代方案。在试验了这些工具之后，我制定了将渲染的 PNG 以所需格式返回给 Kindle 客户端的计划。

第一步是使用 Cloudflare 的 Puppeteer 库截取屏幕截图。

 // Use the same host as the current request
 const host = new URL(c.req.url).origin;
 let dashboardUrl = `${host}/api/internal/dashboard`;
 dashboardUrl = new URL(dashboardUrl).toString();
 
 const browser = await puppeteer.launch(c.env.MYBROWSER);
 
 const page = await browser.newPage();
 const battery_level = c.req.header("X-Battery-Level") ?? "-99";
 page.setExtraHTTPHeaders({ "X-Battery-Level": battery_level });
 await page.setViewport({
  width: DASHBOARD_WIDTH,
  height: DASHBOARD_HEIGHT,
 });
 await page.goto(dashboardUrl);
 const img = await page.screenshot({
  type: "png",
  clip: {
   x: 0,
   y: 0,
   width: DASHBOARD_WIDTH,
   height: DASHBOARD_HEIGHT,
  },
 });
 await browser.close();

有了干净的屏幕截图，下一步就是应用图像转换。自从我涉足图像处理算法以来已经有好几年了，但是在阅读了一些手册4-5之后，我发现我需要使用 cf-wasm 库的 EncodeOptions 将数据编码为正确的格式。

 try {
  const imageData = new Uint8Array(img);
  const decodedImage = decode(imageData);
  const { width, height, image: rawImage } = decodedImage;
  // grayscaleData stores image data, 1 channel per pixel
  const grayscaleData = new Uint8Array(width * height);
  // We need to convert the image now to grayscale
  for (let i = 0; i < rawImage.length; i += 4) {
   const r = rawImage[i];
   const g = rawImage[i + 1];
   const b = rawImage[i + 2];
   // We need to use Luminosity method for grayscale conversion
   // This is a weighted average of the RGB color channels to make the images legible to human eyes
   const gray = Math.round(0.299 * r + 0.587 * g + 0.114 * b);
   // The originial 4-channel data is from the 4-channel input: (width * height * 4)
   // We need to store only the grayscale value from the single channel corresponding to width * height
   grayscaleData[i / 4] == gray;
  }
  // We now encode the image back to PNG format without alpha and 8-bit depth
  const outputPng = encode(grayscaleData, width, height, {
   color: ColorType.Grayscale,
   depth: BitDepth.Eight,
   stripAlpha: true,
  });
  // Return grayscale PNG
  return outputPng;
 } catch (error) {
  console.error("Grayscale conversion error:", error);
  return null;
 }

这将返回 Kindle 支持的格式的 PNG 图像，并在其全屏显示。🌟

Dash Image

最后的想法

破解 Kindle 并使其适用于仪表板非常有趣！Cloudflare Developer Platform 具有一些有趣的下一代范例，例如 Durable Objects、D1 和 KV。开发体验是无缝的，当我尝试做一些与众不同的事情时，它并没有让我感到任何压力。通过其背后的基础开源技术，部署非常简单。

该设备已经平稳运行了一个月，我每 2 周只需充电一次。我计划稍微更新一下 UX，这将是一个与女儿一起进行的有趣练习。她的朋友们也很喜欢这个想法，我计划与他们一起举办一个研讨会。毕竟，旧的未使用过的 Kindle 可以在 eBay 上以 20 欧元的价格找到，并且是一个很棒的黑客设备。

祝愿未来有更多这样的黑客冒险！🏴‍☠️

代码可在我的 Github 个人资料中找到：Kindle Dash Client School dashboard backend

https://github.com/NiLuJe/FBInk ↩︎
是的，即使在 2025 年。有些技术很难消亡：https://wiki.mobileread.com/wiki/Kindlet_Index ↩︎
这受到 PascalW 的 kindle-dash 项目以及 Hemanth 后来添加的项目的启发 ↩︎
好吧，Claude 在这种情况下也提供了一些帮助 🤖 ↩︎
https://en.wikipedia.org/wiki/Rec._709 ↩︎