在嵌入式開發(fā)中，保護(hù)代碼安全是一個(gè)永恒的話題。無論是防止競爭對手抄襲，還是避免產(chǎn)品被惡意篡改，加密都是不可或缺的一環(huán)。STM32作為廣泛使用的MCU，其加密方案多種多樣。本文將為你全面解析STM32的加密思路，從硬件到軟件，助你打造固件的“金鐘罩”。

一、硬件加密：STM32的“銅墻鐵壁”

1. 讀保護(hù)（RDP）

STM32提供了讀保護(hù)功能（Read Out Protection, RDP），通過設(shè)置RDP級(jí)別，可以有效防止外部工具讀取Flash內(nèi)容。

• Level 1：禁止外部工具讀取Flash，但允許調(diào)試接口訪問。

• Level 2：完全禁用調(diào)試接口和Flash讀取，芯片被徹底鎖定。

適用場景：量產(chǎn)階段，確保產(chǎn)品固件不被非法讀取。

注意事項(xiàng)：Level 2鎖定后無法恢復(fù)，需確保固件穩(wěn)定后再啟用。

2. 高端硬件加密

STM32高端系列（如STM32F4xxx）還提供了更多硬件加密功能：

• PDR寄存器：支持三級(jí)加密，Level 2鎖定后芯片無法通過外部工具重新編程。

• 哈希加密模塊：可用于驗(yàn)證固件完整性或生成密鑰。

優(yōu)點(diǎn)：硬件級(jí)加密，性能高效，適合高安全需求場景。

二、軟件加密：STM32的“智慧防線”

1. 基于UID的加密

每顆STM32芯片都有唯一的96位UID（Unique Device ID），可以利用它作為加密依據(jù)。

• 實(shí)現(xiàn)方式：

• 在程序中校驗(yàn)UID，匹配則運(yùn)行，否則進(jìn)入錯(cuò)誤邏輯。

• 使用UID生成AES密鑰，加密關(guān)鍵代碼或數(shù)據(jù)。

• 迷惑性措施：UID校驗(yàn)失敗時(shí)，模擬正常運(yùn)行，延長攻擊者分析時(shí)間。

優(yōu)點(diǎn)：低成本，依賴芯片固有特性，靈活適配不同安全需求。

2. AES加密

通過AES加密保護(hù)APP代碼，BOOT程序負(fù)責(zé)解密，確保只有合法固件可運(yùn)行。

• 實(shí)現(xiàn)流程：

• 使用UID生成AES密鑰，加密APP固件。

• BOOT程序解密APP并驗(yàn)證其合法性。

• 燒錄時(shí)，先燒寫B(tài)OOT并設(shè)置讀保護(hù)，再燒寫加密后的APP。

優(yōu)點(diǎn)：確保APP代碼安全性，支持遠(yuǎn)程升級(jí)，客戶可安全下載加密固件。

三、極端防護(hù)：程序自毀與IC偽裝

1. 程序自毀

通過檢測異常條件（如調(diào)試接口電平變化），觸發(fā)程序自毀機(jī)制，覆蓋關(guān)鍵Flash區(qū)域。

• 實(shí)現(xiàn)方式：

• 檢測JTAG/SWD引腳電平，異常則觸發(fā)自毀。

• 使用Flash編程接口覆蓋關(guān)鍵代碼區(qū)域。

適用場景：高安全需求場景，作為最后防線。

2. IC偽裝

通過隱藏或偽造IC型號(hào)及外圍元件參數(shù)，增加逆向工程難度。

• 實(shí)現(xiàn)方式：

• 打磨芯片表面，重新打上錯(cuò)誤型號(hào)。

• 在PCB上標(biāo)記錯(cuò)誤的電阻、電容值，添加冗余元件。

優(yōu)點(diǎn)：顯著增加逆向工程難度，低成本實(shí)現(xiàn)硬件級(jí)防護(hù)。

四、綜合方案：多層次防護(hù)策略

1. 基礎(chǔ)層：

2. 啟用讀保護(hù)（RDP Level 1） + 關(guān)閉調(diào)試接口。

3. 程序啟動(dòng)時(shí)校驗(yàn)UID，失敗則進(jìn)入迷惑模式。

4. 增強(qiáng)層：

5. 使用UID加密關(guān)鍵代碼段（如AES-CTR），運(yùn)行時(shí)解密執(zhí)行。

6. 代碼混淆 + 反調(diào)試檢測（如檢查調(diào)試寄存器）。

7. 高級(jí)層：

8. 外置安全芯片實(shí)現(xiàn)雙向認(rèn)證。

9. 使用STM32硬件加密模塊（如HAL庫的AES/TRNG）

五、生產(chǎn)流程優(yōu)化

1. 燒錄工具定制：開發(fā)腳本自動(dòng)讀取UID、生成密鑰并更新固件。

2. 安全存儲(chǔ)：將UID哈希值存儲(chǔ)在獨(dú)立Flash扇區(qū)，避免被意外覆蓋。

3. 測試與驗(yàn)證：定期進(jìn)行安全性測試，評(píng)估防護(hù)效果并調(diào)整策略。

   無論是保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，還是確保產(chǎn)品安全，加密都是不可或缺的一環(huán)。希望本文能為你的STM32加密設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考，助你打造固件的“金鐘罩”！