為什么你的防抄板和耗材認(rèn)證會(huì)被破解？

發(fā)布時(shí)間:2024-08-05

隨著嵌入式設(shè)備軟件復(fù)雜度的提高以及耗材價(jià)值的提升，用戶對(duì)于軟件防抄板以及耗材認(rèn)證的需求日益增加。但是目前市場上常見的低價(jià)值的加密芯片，往往只采用了對(duì)稱加密算法和認(rèn)證方式，因此用戶也常常擔(dān)心和抱怨自己的軟件資產(chǎn)和耗材資產(chǎn)得不到應(yīng)有的保護(hù)。

對(duì)稱加密認(rèn)證因其流程簡單、對(duì)安全芯片硬件資源要求低而得以廣泛應(yīng)用，但在實(shí)際應(yīng)用場景中，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)稱加密認(rèn)證（基于SHA256或者RC4）有一些安全隱患，會(huì)給到攻擊者機(jī)會(huì)去破解。下圖是對(duì)稱加密認(rèn)證的常見流程框圖：

Bob（主機(jī)設(shè)備：主控芯片）發(fā)送一個(gè)Challenge（隨機(jī)數(shù)消息）給到Alice（待認(rèn)證對(duì)象：安全認(rèn)證芯片），Alice將密鑰和消息結(jié)合，生成唯一的簽名。當(dāng)Bob收到Alice回傳的消息時(shí)，使用相同的密鑰和哈希函數(shù)計(jì)算新的簽名并和接收到的這個(gè)簽名做對(duì)比，以驗(yàn)證消息的完整性和來源。

01｜對(duì)稱加密認(rèn)證面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)

對(duì)稱加密認(rèn)證的安全性前提是安全認(rèn)證芯片本身的密鑰要保證其私密性，而且主機(jī)設(shè)備的密鑰存儲(chǔ)也要保證其不可泄露。

風(fēng)險(xiǎn)1：攻擊者往往會(huì)去攻擊主機(jī)端的設(shè)備，因?yàn)橹鳈C(jī)設(shè)備通常采用不帶安全存儲(chǔ)的通用MCU或者SOC。利用FIB或激光微區(qū)切割手段去除芯片局部區(qū)域的鈍化保護(hù)層，然后采用微區(qū)精密定位裝置操縱微探針來探測芯片內(nèi)部的關(guān)鍵數(shù)據(jù)通道，從而截獲芯片的相關(guān)加密信息。

風(fēng)險(xiǎn)2：另外的風(fēng)險(xiǎn)來自用戶內(nèi)部能接觸到密鑰的開發(fā)人員或者產(chǎn)線燒錄設(shè)備灌裝密鑰過程中產(chǎn)生的密鑰泄露。因?yàn)橛脩舻男袠I(yè)人員流動(dòng)性大以及生產(chǎn)鏈條中參與人員的不可控，這種風(fēng)險(xiǎn)往往非常大。如果要保證安全的燒錄流程，執(zhí)行成本往往增加很多，背離了對(duì)稱加密認(rèn)證低成本的初衷。

02｜解決主機(jī)端密鑰泄露的安全短板

航芯在十六年的安全芯片研發(fā)和推廣過程中，實(shí)踐總結(jié)了一套適合主機(jī)端密鑰無法保證被泄露的安全認(rèn)證流程，該流程經(jīng)歷了上億顆芯片量產(chǎn)出貨的考驗(yàn)。

航芯安全認(rèn)證流程介紹

該流程分為證書和簽名的驗(yàn)證兩部分，采用了經(jīng)典的非對(duì)稱加密認(rèn)證。主機(jī)設(shè)備只需保存證書對(duì)應(yīng)的公鑰而無需保證密鑰的不可泄露，證書私鑰被加密安全存儲(chǔ)在密鑰盒子里，避免了泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。流程中只需保證待認(rèn)證對(duì)象（安全認(rèn)證芯片）的私鑰不被泄露。這也是為什么該流程被稱為“非對(duì)稱”加密認(rèn)證的原因。安全的責(zé)任只落到了安全認(rèn)證芯片上。而安全認(rèn)證芯片中的私鑰都是由芯片內(nèi)部隨機(jī)產(chǎn)生，并保存在不可讀寫的安全區(qū)域，避免了私鑰的泄漏。并且每顆安全認(rèn)證芯片的私鑰都是不一樣的，有效防止了芯片的克隆。

以下為航芯推薦的數(shù)字證書+非對(duì)稱加密認(rèn)證的芯片料號(hào)以及其特點(diǎn)介紹：