STM32硬件授权代码机制：防止代码未经授权使用

在深入分析给定文件信息之前，首先需要强调STM32微控制器在嵌入式系统中的广泛应用，尤其是其具备的硬件安全特性，如何进行代码保护和防止未授权复制成为了设计者需要考虑的问题。下面将详细解释文件中提及的知识点。 ### 标题解析 “STM32硬件授权代码（防止代码被复制到另一个硬件上使用）”：这个标题直接指出了讨论的中心主题，即如何利用STM32微控制器提供的硬件特性来实现代码的保护机制，防止未经授权的硬件运行或复制代码。 ### 描述解析 描述部分首先介绍了具体的授权方法：“芯片在第一次烧写代码后使用特殊的方法对这个硬件授权（比如串口发送指令或者引脚的信号）”。这里提出了至少两种硬件授权的方法：串口指令授权和引脚信号授权。这些方法可能涉及到硬件密钥或特殊协议来确认授权的有效性。 紧接着描述中提到了授权函数`encryptionEmpower`，这个函数在授权过程中被调用。而`encryptionCancelEmpower`函数则用于验证授权。如果硬件未经授权验证，系统会执行一些安全策略，例如在达到一定的上下电或复位次数后销毁代码，这是通过代码运行时的安全机制来实现的。 原理上，授权通过将CPUID加密并保存在Flash中的某个地址来实现，这个地址可以由编译器自动决定或者由开发者指定。加密后的CPUID长度为12个字节。授权检查在代码启动时进行，未授权的硬件会因为CPUID不符而触发代码销毁逻辑。 最后，描述指出，如果系统支持在线更新代码，可以通过宏定义来指定加密后的CPUID保存位置，也可以让编译器自行决定该位置。 ### 标签解析 “程序加密”、“CPUID加密”、“STM32”：这三个标签简明地概括了文档的主要知识点，分别是程序加密技术、针对STM32微控制器的CPUID加密方法以及这种安全机制在STM32平台的应用。 ### 文件名称列表解析 - `encryption.c`：这个文件很可能包含了实现上述授权和验证机制的核心代码。 - `encryption.h`：这个头文件可能定义了相关的函数接口、宏定义以及数据结构，用于加密和授权功能。 ### 知识点详细说明 #### STM32的CPUID STM32微控制器具有一个独一无二的CPUID，它是一个48位的标识符，用来唯一标识每一颗STM32微控制器芯片。在安全应用中，CPUID可以作为一个硬件级别的密钥，用于保护软件不被非法复制和运行。 #### 加密原理 授权的核心在于对CPUID进行加密处理，这涉及到一个或多个加密算法。常见的加密算法包括但不限于AES、DES、RC4等。STM32本身可能具备加密硬件加速器来提升加密效率。加密后的数据存储在非易失性存储器，如Flash中，当微控制器启动或运行特定代码时，会检查这些加密数据。 #### 安全策略 如果检测到未授权的硬件尝试运行代码，则系统可以实施一系列安全策略，这些策略可能包括： - 禁止程序执行，通过修改程序流程，跳转到错误处理或停机代码段。 - 代码销毁，通过执行特定的代码段，将关键的代码或数据区抹除，使得代码不再可用。 - 复位次数限制，设定一个硬件计数器，记录复位事件的次数，超过预设值后触发安全措施。 - 上下电次数限制，类似于复位次数限制，但针对的是整个电源周期。 #### 在线更新 为了适应远程更新代码的需求，可能需要定义宏来指定加密后的CPUID的存储位置。这样，固件更新程序就可以在下载新固件后，先将加密后的CPUID写入到指定的位置，然后才启动新固件。 #### 授权和验证函数 `encryptionEmpower`函数是授权函数，其功能可能包括验证授权指令的有效性、对CPUID进行加密存储等。而`encryptionCancelEmpower`函数则可能是在启动时调用，用于检查Flash中是否存有正确的CPUID加密信息，从而确定硬件是否授权使用该代码。 #### 安全性考虑 虽然通过上述方法可以有效保护代码不被非法复制，但还需要考虑安全性的一些其他方面，如： - 在软件设计中防止侧信道攻击，例如通过时序分析或功耗分析泄露信息。 - 防止代码被篡改，如通过校验和或数字签名确保代码的完整性。 - 防止物理攻击，例如通过芯片封装保护，防止对硬件的物理篡改。 综上所述，通过在STM32微控制器上实施CPUID加密技术，并结合授权和验证策略，可以有效保护软件资产，防止非法复制和使用。而这些技术实现的代码将主要包含在`encryption.c`和`encryption.h`这两个文件中。