芯片解密outchip 加密芯片那些事儿

目录

一、 为什么要用加密芯片... 2

二、 加密芯片安全性考虑要素... 3

三、 加密芯片的硬件安全性... 3

四、 加密芯片的软件安全性... 5

1. 真值点判断工作模式... 5

2. 数据加解密工作模式... 6

3. 功能运算工作模式... 8

五、 结束语... 9

href="">一、 为什么要用加密芯片

原因很简单：MCU很容易被破解！ 图一为本人定期收到一家芯片解密公司的广告。不断有新的芯片被解密成功。破解一颗芯片，便宜的几百元，贵的几万元。记得15年前Cypress的一款USB芯片Cy63001，号称不可被破解，当时我也问过市面上各家芯片破解公司，都说无法破解。后来我兴致勃勃地把它开发出来芯片解密outchip，并快活的收取着licese费用。没想到好景不长，只过了2年，这颗芯片就可以被破解，破解费5万元。这后又过1年，这颗芯片的破解费迅速降到500元！下降速度超过中国股市……

图1：定期收到芯片解密广告

这些芯片破解公司可以非常容易的破解MCU，提取芯片里面的二进制代码，还可以将代码进行反汇编，进行跟踪、调试。

如果在设计方案上加一颗加密芯片，并让主控MCU在工作的时候，跟这颗加密芯片有交互。这样即使主控MCU被破解，整套方案，没有了这颗加密芯片也是运转不起来的。

那么问题来了，这颗加密芯片是否安全可靠，是否能够不被破解？这就下面要讲的内容。

href="">二、 加密芯片安全性考虑要素

加密芯片承载着整套方案的安全重任，其本身是否安全可靠，至关重要。衡量一颗加密芯片是否足够安全，主要考虑2方面：硬件、软件。

市面上的加密芯片五花八门，种类繁多，让我们看的眼花缭乱。一个加密芯片是否足够安全，加密芯片本身的硬件结构，至关重要。如果加密芯片自身能够像主控MCU一样被破解，那么整套方案就毫无安全可言。

在加密芯片硬件可靠的基础上，使用的是哪种软件方案也同样重要。有一些加密芯片硬件安全度很高，不可被破解，但使用的软件方案不好，这样也会被搞芯片破解的人，轻而易举的改动主控芯片的二进制码，跳过加密芯片运行，或者在功能上模拟出一样的加密芯片，从而破解整套方案。

一个好的安全加密芯片不但要有安全可靠，不可被破解的物理硬件，还要有可灵活设计的软件。二者缺一不可，否则再好的硬件，会因为软件设计的限制，被破解。再好的软件设计方案，也会因为，硬件安全程度不够，被侵入者全盘复制。

href="">三、 加密芯片的硬件安全性

上世纪70年代初期，嵌入式系统是由分离部件如：CPU、ROM、RAM、I/O缓存、串口和其他通信与控制接口组成的。我们可通过早期的单板机，清楚地看到，如图：

图2：早期单板机

有一些加密芯片，使用比较偏门的MCU实现(甚至一些MCU订制厂商，同时也在卖加密芯片)。这些加密芯片，再偏门，也能够被芯片破解者通过侵入式或非侵入式攻击，轻松得到加密芯片的内部代码，然后破解者从加密芯片厂商购买同样加密芯片，自行烧录，从实现整套方案破解。

目前智能卡芯片内核的加密芯片，最为安全可靠。其他的内核芯片，都有可能被破解。智能卡内核之所以最安全，是因为其使用了存储器总线加密技术，顶层金属网络设计，混合逻辑设计等，并且智能卡芯片提供了很多的防止攻击保护，如：防止电源噪声攻击，时钟噪声攻击等等。有兴趣的可以搜索一篇《MCU芯片加密历程》的文章。

图3：智能卡存储器总线加密技术，存储器中的数据都是密文存储，

即使被入侵者得到，也无法使用。

目前银行卡、电信SIM卡，社保卡等涉及到钱的安全领域，基本上都是使用智能卡芯片，并且各自都有其行业规范。就是因为智能卡芯片的安全程度最高，物理上被攻击的可能性极小。