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汽車電子硬件開發(fā)常用的安全機(jī)制
由于信任鏈建立流程中，鏡像合法性是由其前級(jí)鏡像驗(yàn)證的，那么第一級(jí)鏡像的合法性如何保證呢?
我們知道，ROM 是一種只讀存儲(chǔ)器，它只能被編程一次且內(nèi)容在編程后不能被再次更改。因此，如果在SoC內(nèi)部集成一片ROM，并在芯片生產(chǎn)時(shí)將第一級(jí)啟動(dòng)鏡像刷到這塊ROM 中，那么就能保證它是可信的。這也是現(xiàn)代 SoC 的普遍制作方法。
由于SoC 可能會(huì)支持不同的啟動(dòng)方式，如XIP 啟動(dòng)可以直接從外部的NOR Flash 開始啟動(dòng)。因此，在ROM中集成BootROM鏡像之后，我們還需要保證芯片每次啟動(dòng)時(shí)都必須從BootROM開始執(zhí)行，否則攻擊者可能通過XIP 繞過整個(gè)安全啟動(dòng)流程。一般情況下，XIP 啟動(dòng)模式在調(diào)試階段用于問題定位。因此，在產(chǎn)品調(diào)試完成、安全啟動(dòng)之前，必須關(guān)閉該模式。通常，這可以通過OTP或EFUSE中的特定位實(shí)現(xiàn)。
(4) 鏡像簽名和驗(yàn)簽流程
制作鏡像簽名的基本流程如圖5-22所示。
1 ) 使用Hash算法生成鏡像的Hash 值 hash(image)。
2 ) 通過鏡像發(fā)布者的私鑰，使用非對(duì)稱算法對(duì)鏡像的Hash 值執(zhí)行簽名流程，并生成其簽名值sig(hash)。
3 ) 將鏡像的Hash值、簽名值與鏡像一起發(fā)布，在芯片啟動(dòng)時(shí)可通過圖5-23所示流程驗(yàn)證鏡像合法性。
圖 5-22 制作鏡像簽名的基本流程
圖 5-23 驗(yàn)證鏡像合法性流程
上述流程過程如下。
1) 使用非對(duì)稱算法的公鑰和簽名值，對(duì)鏡像的Hash 值進(jìn)行驗(yàn)簽。若驗(yàn)簽通過，則可進(jìn)一步校驗(yàn)鏡像完整性；否則，啟動(dòng)失敗。
2) 若驗(yàn)簽通過，則重新計(jì)算鏡像的Hash 值hash(image)', 并將其與原始 Hash 值 hash(image) 比較，若相等則表明鏡像的完整性驗(yàn)證通過，否則啟動(dòng)失敗。
(5) 公鑰保護(hù)
由于驗(yàn)簽操作依賴于公鑰，若設(shè)備上的公鑰被攻擊者替換成他們自己的，那么攻擊者只需用與其匹配的私鑰偽造鏡像簽名即可。因此，我們必須要保證設(shè)備上的公鑰不能被替換。
一 般，SoC芯片內(nèi)部會(huì)含有若干OTP或EFUSE空間，這些空間只能被編程一次，且在編程后不能被再次修改。
將公鑰保存到OTP 或EFUSE中，可以很好地保證其不可被修改。由于OTP 空間一般較小，而像RSA 之類的公鑰長度卻較長，例如 RSA 2048的公鑰長度為2048bit 。為 了 節(jié) 約OTP 資源，通常在OTP 中只保存公鑰的Hash 值 ( 如sha256 的 Hash 值長度為256bit)，而將公鑰本身附加到鏡像中。
在使用公鑰之前，只需使用OTP 中的公鑰Hash 值驗(yàn)證鏡像附帶公鑰的完整性，即可確定公鑰是否合法。
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