单片机破解方法及加密策略

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摘要:介绍了单片机内部密码破解的常用方法,重点说明了侵入型攻击/物理攻击方法的详细步骤,最后,从应用角度出度,提出了对付
3 \6 k; ]1 P) E7 z& \; X破解的几点建议.
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关键词:单片机  破解  加密

1引言
! H- P1 E* ~$ s( T单片机(Microcontroller)-般都有内部
7 y& V) k( v' c9 Y+ b7 X, }# ?" HROM/EEPROM/FLASH供用户存放程序。
为了防止未经授权访问或拷贝单片机的机内程
序,大部分单片机都带有加密锁定位或者加密
; t% G8 ?: e( a& H8 a) s6 ^2 j字节,以保护片内程序。如果在编程时加密
锁定位被使能(锁定),就无法用普通编程器直
1 x  k9 d, I& t1 @接读取单片机内的程序,这就是所谓拷贝保护
或者说锁定功能。事实上,这样的保护措施
很脆弱，很容易被破解。单片机攻击者借助
. l1 @1 a' p' A  }8 t0 |专用设备或者自制设备,利用单片机芯片设计
上的漏洞或软件缺陷,通过多种技术手段,就可
+ [' O- D7 A6 |+ a* F1 J7 o以从芯片中提取关键信息，获取单片机内程
序。因此，作为电子产品的设计工程师非常
有必要了解当前单片机攻击的最新技术,做到
3 O; D" L9 ]+ X2 n* }  D, Z9 u知己知彼,心中有数,才能有效防止自己花费大
3 S6 X2 f* K/ b' P量金钱和时间辛辛苦苦设计出来的产品被人家
一夜之间仿冒的事情发生。
7 ]- f+ ?- p- y5 v! |/ K/ N. F% O2单片机攻击技术
2.1软件攻击
该技术通常使用处理器通信接口并利用协
议、加密算法或这些算法中的安全漏洞来进
4 t- `; W; g+ Q$ A5 _- W行攻击。软件攻击取得成功的一个典型事例
* ^9 t- D# X, @6 X1 l6 s是对早期ATMEL AT89C 系列单片机的攻
击。攻击者利用了该系列单片机檫除操作时
序设计.上的漏洞,使用自编程序在擦除加密锁
7 K5 q0 @% Y" ?5 f% k- R: c$ L定位后,停止下一步擦除片内程序存储器数据
的操作,从而使加过密的单片机变成没加密的
单片机,然后利用编程器读出片内程序。
2.2电子探测攻击
" P3 Q: w9 y& _4 e+ r3 s& ~  S该技术通常以高时间分辨率来监控处理器
在正常操作时所有电源和接口连接的模拟特
性,并通过监控它的电磁辐射特性来实施攻
击。因为单片机是一个活动的电子器件，当
7 W9 I5 N- l2 y0 B* h它执行不同的指令时,对应的电源功率消耗也
' l, g9 C6 W  e" C/ N相应变化。这样通过使用特殊的电子测量仪
器和数学统计方法分析和检测这些变化，即可
' y; A7 V4 U$ \获取单片机中的特定关键信息。
. [* I3 t" k: R2.3过错产生技术
( [, A8 n8 T4 Y7 ^# H! q7 ?) E该技术使用异常工作条件来使处理器出
# D% ~* {- O. [错,然后提供额外的访问来进行攻击。使用
最广泛的过错产生攻击手段包括电压冲击和时
& Q! Y9 t- o0 _7 ?: B钟冲击。低电压和高电压攻击可用来禁止保
护电路工作或强制处理器执行错误操作。时
- B, i) ?1 ]+ T2 A( J钟瞬态跳变也许会复位保护电路而不会破坏受
6 S+ v0 c: k: l# _; H保护信息。电源和时钟瞬态跳变可以在某些
% r% \8 g* b: T$ a7 E处理器中影响单条指令的解码和执行。
2.4探针技术
该技术是直接暴露芯片内部连线,然后观
: D7 B$ J. \3 c$ B$ k7 `& W0 B察、操控、千扰单片机以达到攻击目的。为
. ~) ~* V2 c- ?/ L1 \了方便起见，人们将以上四种攻击技术分成两
8 K# N+ }4 t( V) m5 b5 ^6 |类,一类是侵入型攻击(物理攻击),这类攻击需
要破坏封装,然后借助半导体测试设备、显
0 A+ n5 Q0 \, O2 o, q  }; `

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为了防止未经授权访问或拷贝单片机的机内程序,大部分单片机都带有加密锁定位或者加密字节,以保护片内程序