你的位置:首頁 > 測試測量 > 正文

簡單分析一下MCU破解技術(shù)

發(fā)布時間:2017-12-26 責任編輯:lina

【導讀】MCU的安全等級正在逐步提升,一些公司甚至推出了安全主控,這是很好的現(xiàn)象,說明大家越來越重視嵌入式領(lǐng)域的信息安全和程序安全了。但對于很多特殊行業(yè),比如消費類電子產(chǎn)品,低成本的通訊模塊、電源控制模塊等等,迫于成本壓力以及更新?lián)Q代速度問題,都無法使用更安全的主控MCU,有很大一部分產(chǎn)品甚至還在使用51單片機。


大家可能都知道破解51單片機是很容易的,但為什么容易,又是如何來破解的,可能很多人就不大清楚了,我在這里結(jié)合網(wǎng)上一些前輩整理的資料,和自己的經(jīng)驗,對MCU破解技術(shù)做個簡單分析。


大家不要把解密想的很復雜,他不像研發(fā)一款產(chǎn)品那樣,先確定客戶需求或者新產(chǎn)品主要功能,然后立項確定技術(shù)指標,分配軟硬件開發(fā)任務(wù),基于硬件調(diào)試程序,然后驗證功能,測試bug,還要做環(huán)境試驗。行業(yè)里解密的方法有很多,每個人破解的思路也不一樣。但是大致分為幾種。

1

軟件破解

利用軟件破解目標單片機的方法,利用這種方法,不會對目標MCU元器件造成物理損傷。主要是對WINBONGD,SYNCMOS單片機和GAL門陣列,這種利用軟件解密設(shè)備,按照一定的步驟操作,執(zhí)行片內(nèi)的程序送到片外的指令,然后用解密的設(shè)備進行截獲,這樣芯片內(nèi)部的程序就被解密完成了(GAL采用邏輯猜測),就可以得到加密單片機中的程序。

2

硬件破解

流程如下:

1、測試

使用高檔編程器等設(shè)備測試芯片是否正常,并把配置字保存。

2、開蓋

采用手工或?qū)S瞄_蓋設(shè)備進行開蓋處理,這里說的開蓋并不是說單片機或者其他MCU真有一個蓋。簡單解釋一下,MCU其實是一個大規(guī)模集成電路,它是由N個電路組合而成的,而晶圓就是搭載集成電路的載體。將晶圓進行封裝后,就形成了我們?nèi)粘K玫腎C芯片,封裝形式可以有多種,比如TSSOP28、QFN28等,大家可以自己去百度搜索,這里不再復述。

3、做電路修改

對不同芯片,提供對應的圖紙,讓廠家做電路修改,目的是讓MCU的存儲區(qū)變得可讀。有些MCU默認不允許讀出Flash或者E2PROM中的數(shù)據(jù),因為有硬件電路做保護,而一旦切斷加密連線,程序就暴露可讀了。如圖2所示

4、讀程序

取回修改過的MCU,直接用編程器讀出程序,可以是HEX文件,或者BIN文件。

5、燒寫樣片給客戶

按照讀出的程序和配置,燒寫到目標MCU中,這樣就完成了MCU的破解。 至此,硬件破解法成功完成。

3

軟硬兼施

采用軟件和硬件結(jié)合的方法,需要對芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常的熟悉。

另外還有其他一些破解技術(shù),例如電子探測攻擊、過錯產(chǎn)生技術(shù)等等,但是最終目的只有一個,就是能夠模仿出目標MCU的功能就可以了。

看到這里大家應該明白一個道理,破解MCU并不能做到把MCU中的程序原封不動的還原出來。目前的技術(shù)也做不到,至少國內(nèi)應該做不到。針對以上情況,加密芯片應運而生,初期確實能很好的保護MCU的安全,但很快就被找到了漏洞。

我舉個實際破解的例子分析一下,大家就能夠明白了。

加密原理:

MCU和加密芯片各存儲一條認證秘鑰,存儲同樣的加密算法;

MCU產(chǎn)生隨機數(shù)發(fā)給加密芯片,后者用秘鑰加密后將密文返回,此時MCU解密后,比對明文是否和生成的隨機數(shù)相等。如果相等,程序正常運行;如果不相等,出錯處理。

因為盜版商沒有這條秘鑰,加密芯片與MCU交互的數(shù)據(jù)又是隨機變化的,無法找到規(guī)律,所以只能把加密芯片的程序破解了,再復制一片加密芯片才能讓MCU的程序跑起來。而加密芯片不同于通用MCU,它內(nèi)部有很多安全機制,破解難度非常大。

這種加密方案看似非常安全,但其實還是有漏洞的。

破解方法:

首先按照第二種破解方法,獲取到MCU的HEX文件。此處省略N步,不再復述。

使用軟件進行HEX反編譯,反編譯軟件目前有很多。

在反編譯的程序中,找到對比點,比如圖3所示,CJNE語句可能就是這個對比點。因此只要把箭頭2那行語句刪除,然后重新把匯編語言下載到MCU中,破解工作就完成了。此時即使沒有加密芯片,MCU也能正常運行了。

對MCU破解技術(shù)做個簡單分析

其實原因很簡單。MCU是要對加密芯片的返回值進行判斷的,那么不讓他做判斷,這樣一來不管加密芯片返回值是什么,程序都能正常運行。

因此這種加密方案很快就被破解了。當然也不是這么絕對,因為有些MCU即使剖片也不能獲得里面的HEX或者BIN文件,所以這種破解方案也要看MCU的安全等級夠不夠高。但是足以說明一個問題,這種通過對比加密結(jié)果來實現(xiàn)加密的方案,安全等級還是不夠高,還是有破解漏洞的。

因為篇幅有限,本期只做解密技術(shù)的簡單介紹。所謂知己知彼,百戰(zhàn)百勝,唯有了解了破解技術(shù),才能更有效的做加密防護。





推薦閱讀:
分享設(shè)計射頻電路電源的要點與經(jīng)驗 
深度解析電感的結(jié)構(gòu)、分類及特性 
采用面向低噪聲的運放進行設(shè)計 
物聯(lián)網(wǎng)低功耗多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)設(shè)計如何避免信號干擾? 

特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉