如何使用STM32Trust生成器生成SFI和SMI加密固件

关注、星标公众号,不错过精彩内容

昨天文章《最近STM32CubeMX、IDE、Programmer都更新了些什么内容》讲述了ST最近在这些工具上的动作。

今天讲述的内容是STM32生态中,STM32Trust下面的一部分内容。

(本文参考应用笔记文档:AN5054)

一、回顾STM32Trust

STM32Trust是一套STM32解决方案,提供完整的代码保护和执行保护工具套件,如下图:

今天讲述的就是代码保护中,使用STM32TrustedPackageCreator生成SFI和SMI加密固件。

STM32Trust官方网址:

二、基础介绍

SFI:Secure Firmware Installation,安全固件安装解决方案。

SMI:Secure Module Install,安全模块安装。

OEM:Original Equipment Manufacturer,原始设备制造商(或原厂);

SFI格式是由ST公司创建的固件加密格式,它使用带有128位密钥的AES-GCM算法将固件(Elf、Hex、Bin或Srec格式)转换为SFI格式的加密和认证固件。

SMI格式是ST公司创建的一种格式,旨在保护合作伙伴的软件(软件模块和库)。

三、安装STM32Trust生成器

STM32TrustedPackageCreator安全包生成器工具属于STM32CubeProgrammer编程工具中的一部分(附加的工具)。

所以,在安装STM32CubeProgrammer工具时,集成有STM32TrustedPackageCreator这个工具,只是默认不安装,需要手动勾选。

打开STM32TrustedPackageCreator工具,在主界面你就会看到一些我们之前说的SFI、SMI、HSM内容。

四、SFI固件生成过程

主要过程如下框图,由原厂固件、随机数、密钥,经过STM32TrustedPackageCreator工具加密成SFI格式固件。

生成过程

生产主要过程见下图:

在执行AES-GCM加密一个区域之前,我们计算初始化向量(IV)为:

IV = nonce + Area Index

该工具将固件映像划分为几个加密的部分,这些部分对应于不同的内存区域。

这些附加到相应描述符(由工具生成的未加密的描述性头部)的加密部分称为区域。

这些领域分不同的类型:

F:固件区域(输入固件中的常规段)

M:模块区域(用于SFI-SMI组合图像生成,对应于来自SMI模块的输入)

C:配置区域(用于选择字节配置)

P:表示“暂停”区域

R:回复区域

区域“P”和“R”并不代表真正的固件区域,而是在SFI映像被分割成几个部分时创建的,这是在SFI映像的全局大小超过用户在创建SFI映像期间预定义的允许RAM大小时的情况。

下面RAM大小和CT地址输入用于SFI:

P和R区域与常规SFI区域:

此生成过程的最终输出是单个文件,该文件是经过加密和验证的SMI格式固件。SFI格式布局如下:

当SFI图像在生成过程中被分割时,“P”和“R”区域出现在SFI图像布局中,如图下图所示:

五、SMI固件生成过程

SMI同样是一种加密固件,只是这里面加密的是针对模块和库。

SMI加密过程和SFI有点类似,如下图:

生成过程

生产主要过程见下图:

AES-GCM加密使用以下输入:

•128位AES加密密钥

•输入nonce作为初始化向量(IV)

•作为附加身份验证数据的安全版本(AAD)

在创建SMI映像文件之前,对SMI映像有效性进行PCROP检查:

•PCROP部分必须在Flash字(256位)上对齐,否则将显示警告

•该区域的大小必须至少为2个Flash单词(512位),否则将显示警告

•该部分必须在Flash单词边界(256位单词)上结束,否则将显示警告

•如果紧随PCROP部分之后的部分的起始地址与PCROP部分的最后一个Flash单词重叠(在执行PCROP对齐约束之后),则生成失败并出现错误消息。

如果一切正常,在指定的路径下创建两个输出:

•SMI图像

•Lib数据

SMI格式布局如下:

六、总结

现在众多处理器厂家都在推出“安全级别”芯片,其中,软件加密也算一项,本文重点让大家知道这个加密过程。

  • 发表于:
  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20191024A0PA3800?refer=cp_1026
  • 腾讯「腾讯云开发者社区」是腾讯内容开放平台帐号(企鹅号)传播渠道之一,根据《腾讯内容开放平台服务协议》转载发布内容。
  • 如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

扫码关注腾讯云开发者

领取腾讯云代金券