如何使用STM32Trust生成器生成的SFI和SMI加密固件

昨天文章《最近STM32CubeMX、IDE、Programmer都更新了些什么內(nèi)容》講述了ST最近在這些工具上的動(dòng)作。 今天講述的內(nèi)容是STM32生態(tài)中，STM32Trust下面的一部分內(nèi)容。 （本文參考應(yīng)用筆記文檔：AN5054） 一、回顧STM32Trust什么是STM32Trust？ STM32Trust是一套STM32解決方案，提供完整的代碼保護(hù)和執(zhí)行保護(hù)工具套件，如下圖：

今天講述的就是代碼保護(hù)中，使用STM32TrustedPackageCreator生成SFI和SMI加密固件。 STM32Trust官方網(wǎng)址：

www.st.com/stm32trust

二、基礎(chǔ)介紹

SFI：Secure Firmware Installation，安全固件安裝解決方案。

SMI：Secure Module Install，安全模塊安裝。

OEM：Original Equipment Manufacturer，原始設(shè)備制造商（或原廠）；

SFI格式是由ST公司創(chuàng)建的固件加密格式，它使用帶有128位密鑰的AES-GCM算法將固件(Elf、Hex、Bin或Srec格式)轉(zhuǎn)換為SFI格式的加密和認(rèn)證固件。

SMI格式是ST公司創(chuàng)建的一種格式，旨在保護(hù)合作伙伴的軟件(軟件模塊和庫(kù))。

三、安裝STM32Trust生成器

STM32TrustedPackageCreator安全包生成器工具屬于STM32CubeProgrammer編程工具中的一部分（附加的工具）。

所以，在安裝STM32CubeProgrammer工具時(shí)，集成有STM32TrustedPackageCreator這個(gè)工具，只是默認(rèn)不安裝，需要手動(dòng)勾選。

打開(kāi)STM32TrustedPackageCreator工具，在主界面你就會(huì)看到一些我們之前說(shuō)的SFI、SMI、HSM內(nèi)容。

四、SFI固件生成過(guò)程

主要過(guò)程如下框圖，由原廠固件、隨機(jī)數(shù)、密鑰，經(jīng)過(guò)STM32TrustedPackageCreator工具加密成SFI格式固件。

生成過(guò)程生產(chǎn)主要過(guò)程見(jiàn)下圖：

在執(zhí)行AES-GCM加密一個(gè)區(qū)域之前，我們計(jì)算初始化向量(IV)為:

IV = nonce + Area Index

該工具將固件映像劃分為幾個(gè)加密的部分，這些部分對(duì)應(yīng)于不同的內(nèi)存區(qū)域。

這些附加到相應(yīng)描述符(由工具生成的未加密的描述性頭部)的加密部分稱為區(qū)域。

這些領(lǐng)域分不同的類型:

F：固件區(qū)域(輸入固件中的常規(guī)段) M：模塊區(qū)域(用于SFI-SMI組合圖像生成，對(duì)應(yīng)于來(lái)自SMI模塊的輸入) C：配置區(qū)域(用于選擇字節(jié)配置) P：表示“暫停”區(qū)域 R：回復(fù)區(qū)域

區(qū)域“P”和“R”并不代表真正的固件區(qū)域，而是在SFI映像被分割成幾個(gè)部分時(shí)創(chuàng)建的，這是在SFI映像的全局大小超過(guò)用戶在創(chuàng)建SFI映像期間預(yù)定義的允許RAM大小時(shí)的情況。

下面RAM大小和CT地址輸入用于SFI：

P和R區(qū)域與常規(guī)SFI區(qū)域：

此生成過(guò)程的最終輸出是單個(gè)文件，該文件是經(jīng)過(guò)加密和驗(yàn)證的SMI格式固件。SFI格式布局如下：

當(dāng)SFI圖像在生成過(guò)程中被分割時(shí)，“P”和“R”區(qū)域出現(xiàn)在SFI圖像布局中，如圖下圖所示：

五、SMI固件生成過(guò)程

SMI同樣是一種加密固件，只是這里面加密的是針對(duì)模塊和庫(kù)。

SMI加密過(guò)程和SFI有點(diǎn)類似，如下圖：

生成過(guò)程生產(chǎn)主要過(guò)程見(jiàn)下圖：

AES-GCM加密使用以下輸入:

?128位AES加密密鑰

?輸入nonce作為初始化向量(IV)

?作為附加身份驗(yàn)證數(shù)據(jù)的安全版本(AAD)

在創(chuàng)建SMI映像文件之前，對(duì)SMI映像有效性進(jìn)行PCROP檢查:

?PCROP部分必須在Flash字(256位)上對(duì)齊，否則將顯示警告

?該區(qū)域的大小必須至少為2個(gè)Flash單詞(512位)，否則將顯示警告

?該部分必須在Flash單詞邊界(256位單詞)上結(jié)束，否則將顯示警告

?如果緊隨PCROP部分之后的部分的起始地址與PCROP部分的最后一個(gè)Flash單詞重疊(在執(zhí)行PCROP對(duì)齊約束之后)，則生成失敗并出現(xiàn)錯(cuò)誤消息。

如果一切正常，在指定的路徑下創(chuàng)建兩個(gè)輸出:

?SMI圖像

?Lib數(shù)據(jù)

SMI格式布局如下：