單片機破解的常用方法及應對策略

1、單片機破解的常用方法及應對策略單片機破解的常用方法及應對策略作者：未知文章來源：未知點擊數(shù)：243更新時間：2007101摘要：摘要：介紹了單片機內(nèi)部密碼破解的常用方法，重點說明了侵入型攻擊／物理攻擊方法的詳細步驟，最后，從應用角度出發(fā)，提出了對付破解的幾點建議。１引言引言單片機（Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）一般都有內(nèi)部ＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／ＦＬＡＳＨ供用戶存放程序。為了防止未經(jīng)授權(quán)訪問或拷貝單片機的機內(nèi)程序，大部分單片機都帶有加密

2、鎖定位或者加密字節(jié)，以保護片內(nèi)程序。如果在編程時加密鎖定位被使能（鎖定），就無法用普通編程器直接讀取單片機內(nèi)的程序，這就是所謂拷貝保護或者說鎖定功能。事實上，這樣的保護措施很脆弱，很容易被破解。單片機攻擊者借助專用設備或者自制設備，利用單片機芯片設計上的漏洞或軟件缺陷，通過多種技術(shù)手段，就可以從芯片中提取關(guān)鍵信息，獲取單片機內(nèi)程序。因此，作為電子產(chǎn)品的設計工程師非常有必要了解當前單片機攻擊的最新技術(shù)，做到知己知彼，心中有數(shù)，才能有效防止

3、自己花費大量金錢和時間辛辛苦苦設計出來的產(chǎn)品被人家一夜之間仿冒的事情發(fā)生。２單片機攻擊技術(shù)單片機攻擊技術(shù)目前，攻擊單片機主要有四種技術(shù)，分別是：（１）軟件攻擊該技術(shù)通常使用處理器通信接口并利用協(xié)議、加密算法或這些算法中的安全漏洞來進行攻擊。軟件攻擊取得成功的一個典型事例是對早期ＡＴＭＥＬＡＴ８９Ｃ系列單片機的攻擊。攻擊者利用了該系列單片機擦除操作時序設計上的漏洞，使用自編程序在擦除加密鎖定位后，停止下一步擦除片內(nèi)程序存儲器數(shù)據(jù)的操作，從

4、而使加過密的單片機變成沒加密的單片機，然后利用編程器讀出片內(nèi)程序。（２）電子探測攻擊該技術(shù)通常以高時間分辨率來監(jiān)控處理器在正常操作時所有電源和接口連接的模擬特性，并通過監(jiān)控它的電磁輻射特性來實施攻擊。因為單片機是一個活動的電子器件，當它執(zhí)行不同的指令時，對應的電源功率消耗也相應變化。這樣通過使用特殊的電子測量儀器和數(shù)學統(tǒng)計方法分析和檢測這些變化，即可獲取單片機中的特定關(guān)鍵信息。跟蹤進去，來尋找保護熔絲。若沒有顯微鏡，則采用將芯片的不同部

5、分暴露到紫外光下并觀察結(jié)果的方式進行簡單的搜索。操作時應用不透明的紙片覆蓋芯片以保護程序存儲器不被紫外光擦除。將保護熔絲暴露在紫外光下５～１０分鐘就能破壞掉保護位的保護作用，之后，使用簡單的編程器就可直接讀出程序存儲器的內(nèi)容。對于使用了防護層來保護ＥＥＰＲＯＭ單元的單片機來說，使用紫外光復位保護電路是不可行的。對于這種類型的單片機，一般使用微探針技術(shù)來讀取存儲器內(nèi)容。在芯片封裝打開后，將芯片置于顯微鏡下就能夠很容易的找到從存儲器連到電路

6、其它部分的數(shù)據(jù)總線。由于某種原因，芯片鎖定位在編程模式下并不鎖定對存儲器的訪問。利用這一缺陷將探針放在數(shù)據(jù)線的上面就能讀到所有想要的數(shù)據(jù)。在編程模式下，重啟讀過程并連接探針到另外的數(shù)據(jù)線上就可以讀出程序和數(shù)據(jù)存儲器中的所有信息。還有一種可能的攻擊手段是借助顯微鏡和激光切割機等設備來尋找保護熔絲，從而尋查和這部分電路相聯(lián)系的所有信號線。由于設計有缺陷，因此，只要切斷從保護熔絲到其它電路的某一根信號線，就能禁止整個保護功能。由于某種原因，這

7、根線離其它的線非常遠，所以使用激光切割機完全可以切斷這根線而不影響臨近線。這樣，使用簡單的編程器就能直接讀出程序存儲器的內(nèi)容。雖然大多數(shù)普通單片機都具有熔絲燒斷保護單片機內(nèi)代碼的功能，但由于通用低檔的單片機并非定位于制作安全類產(chǎn)品，因此，它們往往沒有提供有針對性的防范措施且安全級別較低。加上單片機應用場合廣泛，銷售量大，廠商間委托加工與技術(shù)轉(zhuǎn)讓頻繁，大量技術(shù)資料外瀉，使得利用該類芯片的設計漏洞和廠商的測試接口，并通過修改熔絲保護位等侵入

8、型攻擊或非侵入型攻擊手段來讀取單片機的內(nèi)部程序變得比較容易。４應對單片機破解的幾點建議應對單片機破解的幾點建議任何一款單片機從理論上講，攻擊者均可利用足夠的投資和時間使用以上方法來攻破。所以，在用單片機做加密認證或設計系統(tǒng)時，應盡量加大攻擊者的攻擊成本和所耗費的時間。這是系統(tǒng)設計者應該始終牢記的基本原則。除此之外，還應注意以下幾點：（１）在選定加密芯片前，要充分調(diào)研，了解單片機破解技術(shù)的新進展，包括哪些單片機是已經(jīng)確認可以破解的。盡量