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電子產品防止被“山寨”的幾種方法

2015-06-25
作者:周立功致遠電子

  摘要:產品就像工程師的“孩子”,是辛苦數月、甚至數年的結晶!為了“孩子”的安全,為了辛苦付出的成果不被別人抄襲,我們需要采取強有力的措施!
  產品就像工程師的“孩子”!需要付出數月、甚至數年的精力和心血去設計每個細節。它既需要細心呵護長大;也需要打預防針來增強免疫力,以便應對外面豐富多彩但同時危險的世界。如果“免疫力”太差,“孩子”將面對各種不安全問題。這其中最重要的安全問題便是被“抄襲”?
  核心的安全要素在“固件”
  有人說,硬件和固件的安全同等重要!實際不然,硬件非常容易破解。因為材料、元器件,以及PCB都是標準化生產的,沒有秘密可言。且從技術含量上來說,固件通常比硬件要高,固件發揮余地最大,最能體現產品的設計水平。
  措施一:關閉通往外界的“大門”
  芯片的燒錄接口(如UART、JTAG)就像是通往外界的“大門”。通過這扇門,工具可以將固件灌入芯片或者讀取出來。如果不把這扇門給關上,里面的固件極易被抄襲者讀取,然后燒錄到復制的硬件。這樣,辛苦培養的“孩子”就變成了別人家的“孩子”。

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  關閉“大門”有以下幾種方式方式。
  l使能加密位(如MSP430的JTAG熔絲位),關閉燒錄接口,任何工具都無法接入。這種方式可靠性高,大多數MCU都具備這種特性;
  l固件主動將燒錄接口管腳配置成IO管腳,實現燒錄接口關閉,如JTAG的TCK管腳配置成GPIO。這種方式有一定風險,固件必須在芯片啟動后盡可能快地關閉;
  l剪掉燒錄管腳。除非打開芯片,否則很難將管腳引出。由于可操作性較差,適用于產品量少、價值低的情況。
  推薦第一種方式,且這種方式也已經由SmartPro 2008軟件支持。可以直接在配置界面中勾選“加密位”。以MB9BF506R為例,配置界面如下。

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       措施二:為固件“加殼
  “加殼”就是為固件披上“保護罩”,數據格式及含義發生變化。抄襲者拿到數據后,至少得花個幾年的時間才能夠解開。最終解開時,產品即將跨入生命終點,這時已經沒什么意義了。適用于不具備加密機制的NorFlash、NandFlash、EEPROM。
  具體措施是:采取加密算法對原始數據加密,將加密后的數據寫入存儲器。讀取時,采用解密算法還原成原始數據。這種方式,需要工程師在固件中設置好加解密算法。

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  措施三:采用唯一ID芯片,固件跟硬件綁定
  如果做最壞的打算,固件已經被讀出來了,是否還有希望防抄襲?有!有些工程師巧妙地選用具有唯一ID的芯片,這樣便無法復制出完全相同的硬件。固件會檢查ID是不是與它期望的一樣。如果不一樣,就可以判斷出有人已經破解成功,然后將固件燒到其它硬件。

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  當發現不一致時,固件可以不工作。有些工程師比較“壞”,固件會在某個特定的時間點做出“使壞”,比如異常死機。如果此時產品已經賣給客戶,那些抄襲者們將會自食惡果!
  如何保證固件跟硬件是完全綁定?使用SmartPro 2008軟件里的自定義SN功能,燒錄時可以讀取芯片ID,進行運算,將結果植入主控芯片。固件只需要讀取運算結果,然后與當前ID是否匹配,便可檢查出是否被抄襲。只要保密運算結果的存儲位置和計算方法,即使抄襲者讀取出數據,也無法在其它芯片上使用!

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       措施四:不要輕易將原始固件交給其他人
  在將固件交給工廠時,也要特別注意做好加密。看似安全的地方往往容易隱藏著問題。不管是交給自己的工廠,還是交給代燒工廠,盡量建立加密工程,并且限定只能在特定編程器上使用、限定允許燒錄的次數。即便加密工程被抄襲者拿到,也沒有任何用處。

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       在使用SmartPro 2008軟件時,可以開啟保護模式,允許用戶設置密碼,加密工程。
  總結
  以上幾種安全措施,沒有哪一種是絕對安全的。在實際設計時,應該考慮采用多種措施,從各個方面提升安全性能。這樣一來,我們可愛的工程師們辛苦勞動成果才不會那么容易地被抄襲,“孩子”才能安全!

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