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如何对stm32的程序进行加密

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tpgf|  楼主 | 2024-11-12 08:10 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
目的:保护单片机里的固件或代码不被读取出来

通过代码配置 STM32 的寄存器来实现读取保护(RDP)和调试接口锁定,可以采用以下方式:

1. 启用读取保护(RDP)
可以在代码中配置 RDP 级别。例如在 STM32F4 系列中,RDP 的设置存储在选项字节(Option Bytes)中。RDP 的配置可以通过 STM32 HAL 库的相关函数来设置。

以下是配置RDP Level 1的示例代码,使用 HAL 库来配置读取保护:

// 初始化 Flash,设置读取保护
void Set_ReadOut_Protection_Level(void) {
    // 启动 Flash 解锁过程
    HAL_FLASH_Unlock();

    // 启动 Option Byte 解锁过程
    HAL_FLASH_OB_Unlock();

    // 配置 Option Bytes,将 RDP 设置为 Level 1
    FLASH_OBProgramInitTypeDef ob_config;
    HAL_FLASHEx_OBGetConfig(&ob_config);

    ob_config.OptionType = OPTIONBYTE_RDP;
    ob_config.RDPLevel = OB_RDP_LEVEL_1;  // 设置 RDP Level 1 保护

    // 应用配置
    if (HAL_FLASHEx_OBProgram(&ob_config) == HAL_OK) {
        // 触发 Option Bytes 重装载
        HAL_FLASH_OB_Launch();
    }

    // 锁定 Option Byte 和 Flash 操作,防止进一步修改
    HAL_FLASH_OB_Lock();
    HAL_FLASH_Lock();
}
注意:在程序中启用 RDP 保护后,调试接口会被限制,Flash 内容也无法被读取。降级 RDP 等级会清除 Flash 中的所有内容,因此在启用 RDP 前确保对固件进行充分测试。

RDP Level 0(默认):没有读取保护。
RDP Level 1:启用读取保护,禁止外部调试器和设备读取内部 Flash 内容。如果需要降级为 RDP Level 0,所有 Flash 数据会被擦除。
RDP Level 2:不可逆的保护级别。一旦启用,将无法再降级,完全禁止外部访问 Flash 内容。
2. 禁用调试接口(JTAG/SWD)
如果不需要调试接口,可以将其禁用以防止外部连接。这可以通过设置 GPIO 的复用功能来实现:

void Disable_Debug_Interface(void)
{
    __HAL_RCC_APB2_FORCE_RESET();   // 重置调试接口
    __HAL_RCC_APB2_RELEASE_RESET();

    // 禁用调试功能,防止调试器连接
    __HAL_AFIO_REMAP_SWJ_NOJTAG();
}
这样可以在不使用调试接口的情况下进一步增强安全性,但调试接口禁用后,调试和固件下载将会受限。

3. 代码中设置敏感数据加密(一般情况下不需要使用)
假设需要对固件的某些敏感数据加密,可以在 STM32 内部解密使用。例如,可以使用 AES 进行对称加密。在 STM32 HAL 库中,有些芯片提供硬件加密模块(CRYP),可以利用它加密数据。

以下是简单的 AES 加密和解密示例:(需要根据实际情况修改)

#include "aes.h"

// 使用 AES-128 进行加密
void Encrypt_Data(uint8_t *plainText, uint8_t *cipherText, uint8_t *key) {
    // 假设使用 AES_ECB_Encrypt 实现 AES 加密
    AES_ECB_Encrypt(plainText, key, cipherText);
}

// 使用 AES-128 进行解密
void Decrypt_Data(uint8_t *cipherText, uint8_t *plainText, uint8_t *key) {
    // 假设使用 AES_ECB_Decrypt 实现 AES 解密
    AES_ECB_Decrypt(cipherText, key, plainText);
}
注意:AES 的加密模式和密钥管理都需要根据应用需求精心设计,确保密钥安全并有效抵御逆向工程。

4.知识补充
下面教程来自:51. 设置FLASH的读写保护及解除 — [野火]STM32 HAL库开发实战指南——基于野火F7与H7系列开发板 文档

RDP读保护级别区别
修改选项字节的RDP位的值可设置内部FLASH为以下保护级别:

0xAA:级别0,无保护
这是STM32的默认保护级别,它没有任何读保护,读取内部FLASH及“备份SRAM”的内容都没有任何限制。(注意这里说的“备份SRAM”是指STM32备份域的SRAM空间,不是指主SRAM,下同)

其它值:级别1,使能读保护
把RDP配置成除0xAA或0xCC外的任意数值, 都会使能级别1的读保护。在这种保护下, 若使用调试功能(使用下载器、仿真器)或者从内部SRAM自举时都不能对内部FLASH及备份SRAM作任何访问(读写、擦除都被禁止);而如果STM32是从内部FLASH自举时,它允许对内部FLASH及备份SRAM的任意访问。

也就是说,在级别1模式下,任何尝试从外部访问内部FLASH内容的操作都被禁止,例如无法通过下载器读取它的内容,或编写一个从内部SRAM启动的程序,若该程序读取内部FLASH,会被禁止。而如果是芯片自己访问内部FLASH,是完全没有问题的,例如前面的“读写内部FLASH”实验中的代码自己擦写内部FLASH空间的内容,即使处于级别1的读保护,也能正常擦写。

当芯片处于级别1的时候,可以把选项字节的RDP位重新设置为0xAA,恢复级别0。在恢复到级别0前,芯片会自动擦除内部FLASH及备份SRAM的内容,即降级后原内部FLASH的代码会丢失。在级别1时使用SRAM自举的程序也可以访问选项字节进行修改,所以如果原内部FLASH的代码没有解除读保护的操作时,可以给它加载一个SRAM自举的程序进行保护降级,后面我们将会进行这样的实验。

0xCC:级别2,禁止调试
把RDP配置成0xCC值时,会进入最高级别的读保护,且设置后无法再降级,它会永久禁止用于调试的JTAG接口(相当于熔断)。在该级别中,除了具有级别1的所有保护功能外,进一步禁止了从SRAM或系统存储器的自举(即平时使用的串口ISP下载功能也失效),JTAG调试相关的功能被禁止,选项字节也不能被修改。它仅支持从内部FLASH自举时对内部FLASH及SRAM的访问(读写、擦除)。

由于设置了级别2后无法降级,也无法通过JTAG、串口ISP等方式更新程序, 所以使用这个级别的保护时一般会在程序中预留“后门”以更新应用程序,若程序中没有预留后门, 芯片就无法再更新应用程序了。所谓的“后门”是一种IAP程序(In Application Program), 它通过某个通讯接口获取将要更新的程序内容,然后利用内部FLASH擦写操作把这些内容烧录到自己的内部FLASH中,实现应用程序的更新。



图 52‑1 不同级别下的访问限制



图 52‑2 不同级别间的状态转换
————————————————

                            版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。

原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_54762282/article/details/143606073

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