破解MCU，真的可以如此简单？.doc

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1、破解MCU，真的可以如此简单？　　写在最前面，本文对于志在研究MCU防护的同学，能给很多参考思路，但对于想当黑客的人，发烧友对后果概不负责。..　　首先明白MCU是什么——即结构与组成　　Ⅰ：中央处理器CPU，包括运算器、控制器和寄存器组。是MCU内部的核心部件，由运算部件和控制部件两大部分组成。前者能完成数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传送操作，后者是按一定时序协调工作，是分析和执行指令的部件。　　Ⅱ破解MCU，真的可以如此简单？　　写在最前面，本文对于志在研究MCU防护的同学，能给很多参考思路，但对于想当黑客的人，发烧友对后果

2、概不负责。..　　首先明白MCU是什么——即结构与组成　　Ⅰ：中央处理器CPU，包括运算器、控制器和寄存器组。是MCU内部的核心部件，由运算部件和控制部件两大部分组成。前者能完成数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传送操作，后者是按一定时序协调工作，是分析和执行指令的部件。　　Ⅱ破解MCU，真的可以如此简单？　　写在最前面，本文对于志在研究MCU防护的同学，能给很多参考思路，但对于想当黑客的人，发烧友对后果概不负责。..　　首先明白MCU是什么——即结构与组成　　Ⅰ：中央处理器CPU，包括运算器、控制器和寄存器组。是MCU内部的核心部

3、件，由运算部件和控制部件两大部分组成。前者能完成数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传送操作，后者是按一定时序协调工作，是分析和执行指令的部件。　　Ⅱ：存储器，包括ROM和RAM。ROM程序存储器，MCU的工作是按事先编制好的程序一条条循序执行的，ROM程序存储器即用来存放已编的程序（系统程序由制造厂家编制和写入）。存储数据掉电后不消失。ROM又分为片内存储器和片外（扩展）存储器两种。　　　　RAM数据存储器，在程序运行过程中可以随时写入数据，又可以随时读出数据。存储数据在掉电后不能保持。RAM也分为片内数据存储器和片外（扩展）存储器

4、两种。　　Ⅲ：输入、输出I/O接口，与外部输入、输出（电路）设备相连接。PO/P1/P2/P3等数字I/O接口，内部电路含端口锁存器、输出驱动器和输入缓冲器等电路。其中PO为三态双向接口，P1/P2/P3数字I/O端口，内部驱动器为“开路集电极”输出电路，应用时内部或外部电路接有上拉电阻。每个端口均可作为数字信号输入或输出口，并具有复用功能（指端口功能有第一功能、第二功能甚至数个功能，在应用中可灵活设置）。　　MCU器件，除数字I/O端口外，还有ADC模拟量输入、输出端口，输入信号经内部A/D转换电路，变换为数字（频率）信号，再进行处

5、理;对输出模拟量信号，则先经D/A转换后，再输出至外部电路。　　　　再来谈几种如何破解MCU方法　　　　一、非侵入式攻击　　不需要对元器件进行初始化。攻击时可以把元器件放在测试电路中分析，也可单独连接元器件。一旦成功，这种攻击很容易普及，并且重新进行攻击不需要很大的开销。另外，使用这种攻击不会留下痕迹。因此，这被认为是对任意元器件的硬件安全最大的威胁。同时，通常需要很多时间和精力来寻找对特定元器件的非侵入式攻击方法。这通常对元器件进行反向工程，包括反汇编软件和理解硬件版图。　　非侵入式攻击可以是被动的或主动的。被动攻击，也叫侧面攻击，

6、不会对被攻击元器件发生作用，但通常是观察它的信号和电磁辐射。如功耗分析和时钟攻击。主动攻击，如穷举攻击和噪声攻击，特点是将信号加到元器件上，包括电源线。　　一个简单的非侵入式攻击可以是复制一个上电配置的基于SRAM的FPGA。接上配置芯片用的JATG接口，用示波器或逻辑分析仪，捕捉所有信号。然后可以通过分析波形并回复独有的命令。　　只使用到一半的FPGA资源时，可以轻微改变数据流来伪装盗版的事实。配置时留下一点空间而不影响元器件的运行。JTAG接口在发送信号时序时也有一些自由，故盗版的波形可以设置成看上去与原始信号不一样的。另外，破解

7、者可以在上传时交换行地址，给人的印象是完全不同的设计。　　含糊与安全　　半导体制造商给大客户提供了增强产品防破解能力的措施：包装上的客户印字代替了标准的芯片型号。这给人的印象是产品是由定制的集成电路设计的。众所周知，ASIC提供了很好地保护措施来防止多种攻击，只有极少数经验丰富且装备精良的破解者才有可能成功破解。这会使很多潜在的破解者望而却步。但一个信心坚定的破解者会尝试用简单的方法确定芯片是不是真的ASIC。最简单的方法是观察连接到电源，地，时钟，复位，串口或别的接口的引脚。与数据库中被怀疑的微控制器相比较，这种结果非常可靠，每种微

8、控制器都有自己的引脚特点。一旦发现相似的，就把它放在通用烧写器上尝试读出结果。　　另一个简单的方法是限制访问程序存储器。通常用在智能卡中，但一些微控制器中也用到。这不是很可靠且实用的方法。当然在智能卡中用得很好，所有的客