单片机系统加密中的动态反跟踪措施

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1、单片机系统加密中的动态反跟踪措施

2、第1lun中的程序。当解密者了解了指令的运行过程之后,也就获得了加密的程序,如某些智能计价器的运算方法等，通过修改程序并仿制新的ROM芯片,就可以达到解密的目的。因此,对单片机的加密还要在程序的运行上进行加密处理,也就是程序的动态加密措施。1程序的动态解码　　动态解码是对加密程序的指令或数据代码进行动态恢复。在程序运行时,有一段指令是专门对某一区域的指令或数据代码解密,而且当解密后的代码使用完毕,还要将其重新加密,使存储器中不存在完整的程序代码。这种方法对防程序的静态分析很有效,因为从加密程序的

3、清单上很难看出程序的真实面目。然而,在程序的反跟踪方面,动态解码又有其独到之处,在阻止带断点调试跟踪方面,由于程序在执行之前是以密文方式出现的,解密者很难确定断点设置的位置,稍有不慎就会因解密失败造成系统的破坏(电擦除EPROM中的数据)。下面是程序动态解码的具体例子:……SUB1:ADDA,#94H；虚设的程序段XRL54H,#13H……MOVR0,#20HMOVR1,#5MOVR2,#55HMOVDPTR,#SUB1MOVA,#00HLOOP1:PUSHAMOVCA,A+DPTRXRLA,R2；异或运算MOVR0,A；存入实

4、际数据POPAINCAINCR0DJNZR1,LOOP1……　　该程序是将RAM地址为20H开始的数据组（设有5个）进行动态变换,因为初始的数据组是密码形式的,它需要在程序运行中改变，在程序的其他段中要使用改变后的数据。这里是用SUB1程序段中的指令代码（代码为：24H，94H，63H，54H，13H）与55H进行动态解码，数据55H是加密数据，它"异或"指令代码后得到正确的数据存入20H开始的单元中（结果为：71H，C1H，36H，01H，46H）。为了说明动态数据解码过程,这个例子比较简单,实际在转入该程序段时,可以由某些运

5、算生成数据单元地址,以增强程序的抗分析能力。2程序段防修改　　在加密程序中,所设置的障碍不会只有一处。为了使加密措施完善,在一些关键地方程序的前后呼应是反破译的有效方法。解密者为了一些目的,必然要修改某段程序指令；而程序段防修改就是针对这种解密方法所采用的技术手段。为了达到加密程序的完整性,可以在程序的关键处取指令或数据代码参加某种运算,其结果作为判断程序是否被变动的依据。下面是程序防修改的程序段:……SUB2:ADDA,#35HSUBBA,#05H……MOVDPTR,#SUB2MOVR0,#30HMOVA,#1MOVR1,#3

6、MOVR0,#24H；SUB2段第一个指令代码为24HLOOP2:PUSHAMOVCA,A+DPTRXRL30H,A；异或运算POPAINCADJNZR1,LOOP2MOVA，30H……CJNEA,#80H,ERR；结果与80H比较……ERR:MOVA，#0；错误出口……　　在SUB2程序段,是通过指令计算某些数据的，如收费的算法等。解密者总要修改部分指令,达到某种目的。然而,反解密的工作是在后面的LOOP2程序段中，是用到了SUB2程序段中的指令字节（这里是用了4个字节）进行运算（这里是用"异或"运算），它的结果将直接影响下面

7、程序的正确执行（正确的运算结果为80H）。如果改变该SUB2程序段，则在LOOP2程序段中将程序引入歧途,会不知不觉地走入迷途。如果在硬件设计上有电擦除EEPROM，可以进一步将程序中的数据修改（或删除），使跟踪者造成设备的"损坏"，无法重新分析程序。　　上面介绍的单片机加密方法，是阻止解密者非法获得ROM中的程序或者使ROM中的程序无法在复制的单片机系统中运行。在实际应用中，判断程序正常运行与被跟踪运行是有很多方法的。例如，可以根据时钟计时断定某个程序段运行的时间,以便作出不同的反应,因为单步与连续运行在时间上是有很大差别的。

8、另外,对单片机的加密不能仅限于上述的一种方法，而且反跟踪的方法也不能单一,要几种方法配合使用才能达到好的效果。如软件加密与硬件加密相结合，动态解码可与程序防修改相结合等，充分利用新技术、新方法（如可编程逻辑器件等）使单片机的加密保护更有效。