1、聊一聊

https://www.toutiao.com/article/7210050607242035746/?log_from=fbfd1a2edf7d1_1684465202700

今天跟大家?guī)淼闹R(shí)不算難，現(xiàn)在非常多MCU都有全球唯一標(biāo)識(shí)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(duì)其加密方面的應(yīng)用跟大家理一理。

2、stm32的標(biāo)識(shí)碼UID

對(duì)于目前大部分MCU都會(huì)存在一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)碼供用戶使用，同樣stm32也是一樣，通過查找對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊(cè)便可以得到該唯一標(biāo)識(shí)碼的具體信息。

這里以stm32F103為例，其他型號(hào)的stm32性能也可能不存在該唯一標(biāo)識(shí)，具體需要根據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊(cè)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(shí)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(cè)上的說明可以大致了解到該唯一標(biāo)識(shí)碼的應(yīng)用場景。
• 3）一般的量產(chǎn)產(chǎn)品都會(huì)有一個(gè)設(shè)備的條碼，那么這個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)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(shí)碼可以作為一種標(biāo)識(shí)序列號(hào)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(duì)于該唯一標(biāo)識(shí)ID，bug菌這里談兩點(diǎn)注意的:

1、唯一標(biāo)識(shí)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(duì)于UID的讀取非常簡單，上面的手冊(cè)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：

uint32_t  Unique[3] = {0};
uint8_t   unique[12] = {0};

 int main(void)
 {        
     uint8_t i;

     Unique[0] = *(uint32_t*)(0x1FFFF7E8);
     Unique[1] = *(uint32_t*)(0x1FFFF7E8 + 4);
     Unique[2] = *(uint32_t*)(0x1FFFF7E8 + 8);
     printf("以u(píng)int32_t讀:\r\n");//插入換行
     printf("ID  0-31 :%x\r\n",Unique[0]);//插入換行
     printf("ID 32-63 :%x\r\n",Unique[1]);//插入換行
     printf("ID 64-95 :%x\r\n",Unique[2]);//插入換行

    for(i = 0 ;i < 12;i++)
     {
        unique[i] = *(uint8_t*)(0x1FFFF7E8 + i);
     }

     printf("以u(píng)int8_t讀:\r\n");//插入換行
    for(i = 0;i<12;i++)
    { 
       printf("ID byte%d :%x   ",i,unique[i]);//插入換行
       if(i%4 == 3) printf("\r\n");//插入換行 
    }
printf("\r\n公眾號(hào):最后一個(gè)bug\r\n");//插入換行

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(duì)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(duì)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(dòng)生成密鑰并保存到芯片中的存儲(chǔ)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(dòng)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(huì)鎖定無法解鎖，這樣對(duì)解密過程造成阻礙。

4、加強(qiáng)版本

對(duì)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(duì)整個(gè)固件進(jìn)行完整性標(biāo)識(shí)序列與UID組合進(jìn)行加密的辦法。

所以對(duì)于未使用的存儲(chǔ)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(huì)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(huì)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:

#define Sect_TURE  (UIDCODE - SAVECODE  + 1)
#define Sect_FALSE (UIDCODE - SAVECODE)
#define Sect_NUM_1 (UIDCODE - SAVECODE  + 1)
#define Sect_NUM_2 (UIDCODE - SAVECODE  + 2)

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(shì)必會(huì)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(shí)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(duì)于MCU的加密和解密是一個(gè)永恒的話題，同樣對(duì)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！