手把手教你用STM32Trust生成加密固件

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作者：strongerHuang

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STM32生態(tài)很強(qiáng)大，今天講述的是通過STM32Trust生成器生成SFI和SMI加密固件的內(nèi)容。

（本文參考應(yīng)用筆記文檔：AN5054）

一、什么是STM32Trust

STM32Trust是一套STM32解決方案，提供完整的代碼保護(hù)和執(zhí)行保護(hù)工具套件，如下圖：

今天講述的就是代碼保護(hù)中，使用STM32TrustedPackageCreator生成SFI和SMI加密固件。

STM32Trust官方網(wǎng)址：

www.st.com/stm32trust

當(dāng)然，如果還有讀者不懂什么是STM32Trust，可以參看我之前分享過一篇文章： 什么是STM32Trust？

二、基礎(chǔ)介紹

SFI：Secure Firmware Installation，安全固件安裝解決方案。

SMI：Secure Module Install，安全模塊安裝。

OEM：Original Equipment Manufacturer，原始設(shè)備制造商（或原廠）；

SFI格式是由ST公司創(chuàng)建的固件加密格式，它使用帶有128位密鑰的AES-GCM算法將固件(Elf、Hex、Bin或Srec格式)轉(zhuǎn)換為SFI格式的加密和認(rèn)證固件。

SMI格式是ST公司創(chuàng)建的一種格式，旨在保護(hù)合作伙伴的軟件(軟件模塊和庫)。

三、安裝STM32Trust生成器

STM32TrustedPackageCreator安全包生成器工具屬于STM32CubeProgrammer編程工具中的一部分（附加的工具）。

所以，在安裝STM32CubeProgrammer工具時，集成有STM32TrustedPackageCreator這個工具，只是默認(rèn)不安裝，需要手動勾選。

打開STM32TrustedPackageCreator工具，在主界面你就會看到一些我們之前說的SFI、SMI、HSM內(nèi)容。

四、SFI固件生成過程

主要過程如下框圖，由原廠固件、隨機(jī)數(shù)、密鑰，經(jīng)過STM32TrustedPackageCreator工具加密成SFI格式固件。

生成過程

生產(chǎn)主要過程見下圖：

在執(zhí)行AES-GCM加密一個區(qū)域之前，我們計算初始化向量(IV)為:

IV = nonce + Area Index

該工具將固件映像劃分為幾個加密的部分，這些部分對應(yīng)于不同的內(nèi)存區(qū)域。

這些附加到相應(yīng)描述符(由工具生成的未加密的描述性頭部)的加密部分稱為區(qū)域。

這些領(lǐng)域分不同的類型:

F：固件區(qū)域(輸入固件中的常規(guī)段)

M：模塊區(qū)域(用于SFI-SMI組合圖像生成，對應(yīng)于來自SMI模塊的輸入)

C：配置區(qū)域(用于選擇字節(jié)配置)

P：表示“暫?！眳^(qū)域

R：回復(fù)區(qū)域

區(qū)域“P”和“R”并不代表真正的固件區(qū)域，而是在SFI映像被分割成幾個部分時創(chuàng)建的，這是在SFI映像的全局大小超過用戶在創(chuàng)建SFI映像期間預(yù)定義的允許RAM大小時的情況。

下面RAM大小和CT地址輸入用于SFI：

P和R區(qū)域與常規(guī)SFI區(qū)域：

此生成過程的最終輸出是單個文件，該文件是經(jīng)過加密和驗證的SMI格式固件。SFI格式布局如下：

當(dāng)SFI圖像在生成過程中被分割時，“P”和“R”區(qū)域出現(xiàn)在SFI圖像布局中，如圖下圖所示：

五、SMI固件生成過程

SMI同樣是一種加密固件，只是這里面加密的是針對模塊和庫。

SMI加密過程和SFI有點類似，如下圖：

生成過程

生產(chǎn)主要過程見下圖：

AES-GCM加密使用以下輸入:

?128位AES加密密鑰

?輸入nonce作為初始化向量(IV)

?作為附加身份驗證數(shù)據(jù)的安全版本(AAD)

在創(chuàng)建SMI映像文件之前，對SMI映像有效性進(jìn)行PCROP檢查:

?PCROP部分必須在Flash字(256位)上對齊，否則將顯示警告

?該區(qū)域的大小必須至少為2個Flash單詞(512位)，否則將顯示警告

?該部分必須在Flash單詞邊界(256位單詞)上結(jié)束，否則將顯示警告

?如果緊隨PCROP部分之后的部分的起始地址與PCROP部分的最后一個Flash單詞重疊(在執(zhí)行PCROP對齊約束之后)，則生成失敗并出現(xiàn)錯誤消息。

如果一切正常，在指定的路徑下創(chuàng)建兩個輸出:

?SMI圖像

?Lib數(shù)據(jù)

SMI格式布局如下：

六、總結(jié)

現(xiàn)在眾多處理器廠家都在推出“安全級別”芯片，其中，軟件加密也算一項，本文重點讓大家知道這個加密過程。

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