1、聊一聊

? ? 演員這首歌大家應(yīng)該再熟悉不過了，其中印象最為深刻的歌詞是:"簡單點(diǎn)，說話的方式簡單點(diǎn)......",說話真的是一門技術(shù)，同時(shí)也是門藝術(shù)！

? ? 今天跟大家?guī)淼闹R不算難，現(xiàn)在非常多MCU都有全球唯一標(biāo)識碼這個(gè)東西，可能大家都了解過，不過具體怎么用并沒有實(shí)際設(shè)計(jì)過！下面重點(diǎn)對其加密方面的應(yīng)用跟大家理一理。

2、stm32的標(biāo)識碼UID

? ? 對于目前大部分MCU都會存在一個(gè)唯一標(biāo)識碼供用戶使用，同樣stm32也是一樣，通過查找對應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊便可以得到該唯一標(biāo)識碼的具體信息。

? ? 這里以stm32F103為例，其他型號的stm32性能也可能不存在該唯一標(biāo)識，具體需要根據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊進(jìn)行查閱，如果存在可能基地址稍有不同。如下圖所示:

分析一下：

1 ) stm32的標(biāo)識碼放在了唯一設(shè)備ID寄存器里面，一共96個(gè)bit也就是12個(gè)字節(jié)且只能讀取。

2 ) 通過手冊上的說明可以大致了解到該唯一標(biāo)識碼的應(yīng)用場景。

3）一般的量產(chǎn)產(chǎn)品都會有一個(gè)設(shè)備的條碼，那么這個(gè)唯一的標(biāo)識碼便可以作為條碼的一部分來供查找。

4 ) 在通信協(xié)議中該唯一標(biāo)識碼可以作為一種標(biāo)識序列號來進(jìn)行設(shè)備的加載和區(qū)分。

5 ) 當(dāng)然最后就是把其作為一個(gè)安全密鑰，然后與軟件加密算法結(jié)合起來以降低固件被惡意復(fù)制的風(fēng)險(xiǎn)。

2、讀取UID

? ? 對于該唯一標(biāo)識ID，bug菌這里談兩點(diǎn)注意的:

? ? 1、唯一標(biāo)識ID只是stm32里面一種ID，其實(shí)一款芯片內(nèi)部還有很多其他ID，比如設(shè)備ID和其他內(nèi)部組件的ID等；

? ? ?2、UID一共是96位具有唯一性，而截取中間的幾位不一定具有唯一性。

? ? ?3、對于UID的讀取非常簡單，上面的手冊截圖也說明了，可以通過字節(jié)、半字和字來進(jìn)行讀取，也就是說可以用8位、16位、32位來讀取。

參考Demo：

?

 1uint32_t??Unique[3]?=?{0};
 2uint8_t???unique[12]?=?{0};
 3
 4?int?main(void)
 5?{????????
 6?????uint8_t?i;
 7
 8?????Unique[0]?=?*(uint32_t*)(0x1FFFF7E8);
 9?????Unique[1]?=?*(uint32_t*)(0x1FFFF7E8?+?4);
10?????Unique[2]?=?*(uint32_t*)(0x1FFFF7E8?+?8);
11
12?????printf("以uint32_t讀:
");//插入換行
13?????printf("ID??0-31?:%x
",Unique[0]);//插入換行
14?????printf("ID?32-63?:%x
",Unique[1]);//插入換行
15?????printf("ID?64-95?:%x
",Unique[2]);//插入換行
16
17?????for(i?=?0?;i?

	?

	輸出結(jié)果：

	

	3、UID加密簡易版

	? ? 之前bug菌整理過一篇單片機(jī)解密的文章<【整理】一文帶你了解"單片機(jī)解密"技術(shù)>，對于解密的辦法可以說是無比的殘忍，其實(shí)芯片的加密與解密跟網(wǎng)絡(luò)安全的攻防是一樣的。

	? ? 所謂:"道高一尺魔高一丈"，只有不斷的更新加密技術(shù)以增加解密成本或許在一定程度上能夠遏制不正規(guī)解密行為在，下面就先介紹一下UID的一種簡易加密方案，為什么說簡易呢？可以說修改部分固件實(shí)現(xiàn)一個(gè)跳轉(zhuǎn)功能就解密了，不過對于一般的小型產(chǎn)品還是能夠在一定程度上起到保密效果的。

	

	解釋兩句：

	1 )左邊是在芯片外部實(shí)現(xiàn)的，可以通過編寫一個(gè)上位機(jī)來自動生成密鑰并保存到芯片中的存儲介質(zhì)中。

	2 )上面所說的UID與密鑰的隱式獲取是指 : 其讀取過程中的地址等信息不要顯式的暴露在固件中，比如上面提到的UID的地址或許是密鑰的地址，可以通過數(shù)據(jù)變換、運(yùn)算等等進(jìn)行隱藏。

	3 )最后一步如果密鑰不一致進(jìn)行自動清除固件，該思想有點(diǎn)類似于我們平時(shí)密碼輸入，如果輸入次數(shù)較多就會鎖定無法解鎖，這樣對解密過程造成阻礙。

	4、加強(qiáng)版本

	? ? 對于上面的加密方法其關(guān)卡點(diǎn)就一個(gè)位置，如果在固件空白區(qū)域安插一些跳轉(zhuǎn)指令跳轉(zhuǎn)到正常運(yùn)行的位置，你的固件就解密了。

	? ? 所以目前比較常用的是對整個(gè)固件進(jìn)行完整性標(biāo)識序列與UID組合進(jìn)行加密的辦法。

	

	

	? ? ?所以對于未使用的存儲區(qū)域最好是都填充完，避免被解密者利用。

	4、另類版本

	? ? ?出于關(guān)卡點(diǎn)過于單一的問題考慮，我們需要進(jìn)行多處的關(guān)卡點(diǎn)處理，同樣各個(gè)關(guān)卡點(diǎn)的復(fù)雜度也會給解密者帶來困難，每一處關(guān)卡點(diǎn)都帶有解密信息，相當(dāng)于每次都會需要判斷機(jī)密，從而讓跳轉(zhuǎn)這種辦法失效。

	? ? ?最簡單的處理辦法就是定義一些宏處理，比如:

	?
1#define?Sect_TURE??(UIDCODE?-?SAVECODE??+?1)
2#define?Sect_FALSE?(UIDCODE?-?SAVECODE)
3
4#define?Sect_NUM_1?(UIDCODE?-?SAVECODE??+?1)
5#define?Sect_NUM_2?(UIDCODE?-?SAVECODE??+?2)
6......


	?

	

	? ? 當(dāng)然不僅僅只有上面的處理，我們還可以通過替換為其他變量來隱藏一些處理辦法，從而達(dá)到迷惑解密著的目的。這樣我們就可以把加密分布到程序的各個(gè)角落，加強(qiáng)了固件的安全性。

	? ? 不過這樣的辦法如果放在訪問較為頻繁的位置，勢必會影響系統(tǒng)的性能，如果所使用的芯片性能一般，可以選擇部分關(guān)鍵關(guān)卡點(diǎn)處理。

	? ? 好吧，所以一切安全的前提是唯一標(biāo)識碼UID無法被修改，否則也是徒勞，不過既然芯片都是人造的，那肯定就有辦法進(jìn)行解密，只是成本問題。

	5、最后小結(jié)

	? ? ?本文到這里就結(jié)束了，對于MCU的加密和解密是一個(gè)永恒的話題，同樣對于一個(gè)成熟的產(chǎn)品加密也是必須要考慮的技術(shù)問題，看看大家還有什么好的MCU加密辦法，歡迎大家分享留言討論！

	　　審核編輯：湯梓紅