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【STM32芯片加密保护+FLASH只读保护】_stm32芯片保护
作者：凡人多烦事01 | 2024-02-14 20:58:15
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stm32芯片保护
STM32芯片ID加密保护+FLASH只读保护
1、 硬件条件及背景
- 硬件：STM32F407RET6+外部AT24C16
- 背景：领导说要实现程序加密保护，保护产品，防止程序被读取和解密
2、STM32芯片ID加密保护+FLASH只读保护功能 前期思路
-
FLASH只读保护功能：STM32芯片程序正常是能直接读取的，别人一copy读取flash内容，复制你硬件电路，烧录进入就能轻而易举实现不劳而获。
例如：用STM32 ST-LINK Utility.exe读取falsh
解决办法： 文章的【3、功能实现1：FLASH只读保护功能】利用stm32的官方flash函数接口就可以只读功能。但听说这个在高手面前像纸糊一样，有一定方式破解。（所以安全起见加多STM32唯一ID保护） -
STM32芯片ID加密保护：利用STM32内部有一个96bit的产品唯一ID，在出厂被固化在芯片中，是不能修改的，而且每个芯片不同，可以作为芯片的身份标识特点，对ID进行加密存放FLASH及外部存储芯片AT24C16里面，进行加密保护。
STM32不同系列的ID起始地址不同，如下所示：
1. 0x1FFFF7AC, /STM32F0唯一ID起始地址/
2. 0x1FFFF7E8, /STM32F1唯一ID起始地址/
3. 0x1FFF7A10, /STM32F2唯一ID起始地址/
4. 0x1FFFF7AC, /STM32F3唯一ID起始地址/
5. 0x1FFF7A10, /STM32F4唯一ID起始地址/
6. 0x1FF0F420, /STM32F7唯一ID起始地址/
7. 0x1FF80050, /STM32L0唯一ID起始地址/
8. 0x1FF80050, /STM32L1唯一ID起始地址/
9. 0x1FFF7590, /STM32L4唯一ID起始地址/
10. 0x1FF0F420; /STM32H7唯一ID起始地址/
所以，如果我们使用的是STM32F4系列的芯片，就可以从0x1FFF7A10地址读取3个32bit的数据，获取它的唯一ID。
原理：文章的【4、功能实现2：STM32芯片ID加密保护】利用唯一ID进行加密保护存储到flash与AT24c16里面，copy烧录的会出现匹配不对问题：
3、功能实现1：FLASH只读保护功能
#include "stm32f4xx_hal_flash.h"
#include "stm32f4xx_hal_flash_ex.h"
#define __READ_PROCETION 0 //使能Flash读保护
typedef enum
{
LEVEL0 =0xAA, //无保护
LEVEL2 =0x55, //读保护
// LEVEL2 =0xCC, //最高的等级，设置后无法返回LEVEL0和LEVEL2
}Flash_Procetion_LEVEL;
void Flash_ReadOutProtection(uint8_t level)
{
uint8_t RDP_Level = 0;
RDP_Level = FLASH_OB_GetRDP();
FLASH_OB_RDP_LevelConfig(level);
RDP_Level = FLASH_OB_GetRDP();
}
int main(void)
{
.....
//加入flash只读写保护
#if __READ_PROCETION
HAL_FLASH_Unlock();
HAL_FLASH_OB_Unlock(); //解锁Flash控制寄存器访问权限
Flash_ReadOutProtection(LEVEL1); //设置Flash读保护等级为1
HAL_FLASH_OB_Launch(); //启动加载
HAL_FLASH_Lock();
HAL_FLASH_OB_Lock(); //上锁Flash控制寄存器访问权限
#endif
.......
}
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补：用STM32 ST-LINK Utility.exe解除flash只读保护（降低等级会对程序flash进行覆盖擦除）
4、功能实现2：STM32芯片ID加密保护
具体实现步骤，看下代码推一下，就知道了。
#ifndef INC_SOFTWARE_ENCRYPTION_H_
#define INC_SOFTWARE_ENCRYPTION_H_
//STM32F4系列 FLASH 扇区的起始地址
#define ADDR_FLASH_SECTOR_0 ((uint32_t)0x08000000) //扇区0起始地址, 16 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_1 ((uint32_t)0x08004000) //扇区1起始地址, 16 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_2 ((uint32_t)0x08008000) //扇区2起始地址, 16 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_3 ((uint32_t)0x0800C000) //扇区3起始地址, 16 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_4 ((uint32_t)0x08010000) //扇区4起始地址, 64 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_5 ((uint32_t)0x08020000) //扇区5起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_6 ((uint32_t)0x08040000) //扇区6起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_7 ((uint32_t)0x08060000) //扇区7起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_8 ((uint32_t)0x08080000) //扇区8起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_9 ((uint32_t)0x080A0000) //扇区9起始地址, 128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_10 ((uint32_t)0x080C0000) //扇区10起始地址,128 Kbytes
#define ADDR_FLASH_SECTOR_11 ((uint32_t)0x080E0000) //扇区11起始地址,128 Kbytes
#define ID_Encrypted_ADDR (ADDR_FLASH_SECTOR_11+0) //选择扇区11起始地址+0:作为加密地址：（一般这个地址越接近代码区越好，但不能重叠，示例就用末尾扇区11做演示）
void Id_Encrypt(void);
uint8_t Check(void);
#endif /* INC_SOFTWARE_ENCRYPTION_H_ */
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#include "user_flash.h"
#include "user_AT24CXX.h"
#include "Software_Encryption.h"
/*
* 注意事项：
* 1.不可直接出现芯片唯一ID保存的地址，需偏移后在进行反偏移进行读取
* 2.应该在程序运行过程中进行加密校验，避免被轻易跳过加密程序段
*/
//加密程序开始//
volatile uint32_t ID_Shifted_Add = 0x1FF367C4;//偏移过的id号存放首地址
const uint32_t ID_Encrypted[3] = {0xFFFFFFFF ,0xFFFFFFFF ,0xFFFFFFFF};//加密后的内容存放地址
void Id_Encrypt(void)
{
uint16_t CRC_Value = 0;
uint8_t CRC_Buf[4] = {0};
uint32_t Flash_Value = 0;
STMFLASH_Read((uint32_t)ID_Encrypted_ADDR, &Flash_Value, 1);//读取在Flash中保存的32位数据
HAL_Delay(100);
//如果内容为0xFFFFFFFF，则未写入过加密内容，则执行写入加密内容代码
if(Flash_Value==0xffffffff)
{
uint32_t Stm32_ID[3];
//反偏移计算出真正的id存放地址
Stm32_ID[0]=*(uint32_t*)(ID_Shifted_Add + 791116); //两值数值相加为：0x1FFF7A10, /*STM32F4唯一ID起始地址*/，直接用可能会在反编码阶段猜出你用ID加密意图
Stm32_ID[1]=*(uint32_t*)(ID_Shifted_Add + 791116 + 4);
Stm32_ID[2]=*(uint32_t*)(ID_Shifted_Add + 791116 + 8);
//用CRC-16-MODBUS+位移 对ID进行加密----》这个你可以用自己想到其他手段
CRC_Value = CRC16((uint8_t*)Stm32_ID,sizeof(Stm32_ID));
CRC_Buf[0] = CRC_Value;
CRC_Buf[1] = CRC_Value >> 8;
CRC_Buf[2] = CRC_Value >> 7;
CRC_Buf[3] = CRC_Value >> 6; //执行一些位移操作
Flash_Value = Data4U8ToU32(CRC_Buf[3], CRC_Buf[2], CRC_Buf[1], CRC_Buf[0]); //将四个8位合并成一个32位
STMFLASH_Write(ID_Encrypted_ADDR, &Flash_Value, 1); //合并后的32位数据存放到flash内
//写操作需要一定时间，所以延时一定时间，保证写入成功
HAL_Delay(200);
for(uint8_t i=0;i<=3;i++)
{
AT24CXX_Write(STM_UID + i, (uint8_t *)&CRC_Buf[i], 1); //将上面得到的四个8位数据保存到EEPROM中（AT24C16）
HAL_Delay(200);
}
}
}
//校验Flash与EEPROM中保存的信息
uint8_t Check(void)
{
uint32_t E2P_Check_Value = 0;
uint8_t E2P_Check_Buf[4] = {0};
uint32_t Flash_Value = 0;
uint8_t CRC_Buf[4] = {0};
uint32_t CRC_Value = 0;
uint32_t Stm32_ID[3];
Stm32_ID[0]=*(uint32_t*)(ID_Shifted_Add + 791116); //反偏移计算出真正的ID存放地址
Stm32_ID[1]=*(uint32_t*)(ID_Shifted_Add + 791116 + 4);
Stm32_ID[2]=*(uint32_t*)(ID_Shifted_Add + 791116 + 8);
CRC_Value = CRC16((uint8_t*)Stm32_ID,sizeof(Stm32_ID)); //读出芯片ID并执行CRC16校验计算
CRC_Buf[0] = CRC_Value;
CRC_Buf[1] = CRC_Value >> 8;
CRC_Buf[2] = CRC_Value >> 7;
CRC_Buf[3] = CRC_Value >> 6; //执行与加密过程同样的位移操作
CRC_Value = Data4U8ToU32(CRC_Buf[3], CRC_Buf[2], CRC_Buf[1], CRC_Buf[0]); //将四个8位合并成一个32位
STMFLASH_Read((uint32_t)ID_Encrypted_ADDR, &Flash_Value, 1);//读取在Flash中保存的32位数据
HAL_Delay(100);
AT24CXX_Read(STM_UID, (uint8_t *)&E2P_Check_Buf, sizeof(E2P_Check_Buf)); //读出EEPROM中保存的四个8位数据
HAL_Delay(10);
E2P_Check_Value = Data4U8ToU32(E2P_Check_Buf[3], E2P_Check_Buf[2], E2P_Check_Buf[1], E2P_Check_Buf[0]); //合并EEPROM中的数据
if(CRC_Value == Flash_Value) //判断加密结果和存入Flash的内容是否一致
{
if(CRC_Value == E2P_Check_Value) //判断加密结果和存入EEPROM的内容是否一致
{
return 1;
}
else return 0;
}
else return 0;
}
//加密程序结束//
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在main.加入这个操作,验证ID加密不通过，卡死程序
void main()
{
.....
Id_Encrypt(); //读取芯片ID
if(Check() != 1) //校验
{
Protection = 1; //校验不通过，保护功能标志位置一
}
else
{
Protection = 0;
}
//文章多处加入这个
if(Protection ==1)
{
while(1); //今日死循环
}
.......
}
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补 :CRC-16-MODBUS加密程序（原本用来crc校验的，用来加密也是yyds）
AT24xx的存储芯片就自己另外找，一找一大堆：或者你用其他方式存储加密信号也行。
//软件CRC16：（多项式POLY(HEX)：8005）（初始值INIT(HEX)：FFFF）
uint8_t auchCRCHi[]={
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
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0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
};
uint8_t auchCRCLo[]={
0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06,
0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD,
0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,
0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A,
0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4,
0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,
0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3,
0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4,
0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A,
0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29,
0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED,
0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,
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0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,
0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42,
0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80, 0x40
};
//CRC-16校验生成
uint16_t CRC16(uint8_t* dat, uint16_t len)
{
uint8_t uchCRCHi = 0xFF;
uint8_t uchCRCLo = 0xFF;
uint8_t uIndex;
while(len--)
{
uIndex = (uchCRCLo ^ *dat++);
uchCRCLo = (uchCRCHi ^ auchCRCHi[uIndex]);
uchCRCHi = auchCRCLo[uIndex];
}
return ((uchCRCHi << 8) | uchCRCLo);
}
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