STM32单片机.hex文件加密技巧大揭秘

STM32单片机.hex文件加密技巧大揭秘

在物联网时代，单片机的安全问题日益凸显。作为广泛应用的32位ARM内核微控制器，STM32的安全防护尤为重要。本文将详细介绍如何对STM32单片机的.hex文件进行加密，防止程序被非法获取和破解。

随着物联网设备的普及，单片机程序的安全性成为了一个重要课题。黑客可以通过读取设备中的程序代码，进行逆向工程，从而复制或篡改设备功能。为了保护知识产权和用户安全，对单片机程序进行加密是必不可少的。

STM32Trust是意法半导体（ST）推出的一套完整的代码保护和执行保护工具套件，提供了12种安全功能。其中，代码保护方案支持多种STM32型号，提供了安全启动、安全固件更新、加密固件库等多种解决方案。

使用STM32CubeProg进行加密烧录

STM32CubeProg是目前官方主推的编程下载工具，支持多种格式和操作系统，功能全面且持续更新维护。以下是使用STM32CubeProg进行加密烧录的步骤：

1. 下载并安装STM32CubeProg：官方网站下载地址
2. 打开软件，连接STM32开发板
3. 在“File”菜单中选择“Open File”，打开需要烧录的.hex文件
4. 在“Operation”菜单中选择“Erase”，擦除芯片内容
5. 在“Operation”菜单中选择“Program”，进行程序烧录
6. 在弹出的对话框中，勾选“Enable read protection”选项，选择合适的保护级别
7. 点击“Start”按钮，开始烧录

开启读保护功能

STM32提供了多种读保护级别，通过修改选项字节的RDP位来设置：

• 级别0：无保护，可以自由读取内部FLASH内容
• 级别1：使能读保护，禁止外部访问内部FLASH内容，但可以通过JTAG接口进行调试
• 级别2：永久禁止调试接口，提供最高级别的保护，但无法降级

开启读保护的代码示例：

#include "stm32f4xx.h"

void EnableReadProtection(uint8_t level) {
    if (level == 1) {
        FLASH->OPTKEYR = 0x08192A3B; // 解锁选项字节
        FLASH->OPTKEYR = 0x4C5D6E7F;
        FLASH->OPTCR &= ~(0xFF << 16); // 清除RDP位
        FLASH->OPTCR |= (0xAA << 16); // 设置RDP位为0xAA，即级别1
        FLASH->OPTCR |= (1 << 1); // 启动选项字节编程
        while (FLASH->SR & FLASH_SR_BSY); // 等待操作完成
    } else if (level == 2) {
        FLASH->OPTKEYR = 0x08192A3B;
        FLASH->OPTKEYR = 0x4C5D6E7F;
        FLASH->OPTCR &= ~(0xFF << 16);
        FLASH->OPTCR |= (0xCC << 16); // 设置RDP位为0xCC，即级别2
        FLASH->OPTCR |= (1 << 1);
        while (FLASH->SR & FLASH_SR_BSY);
    }
}

使用AES256加密

对于更高级别的安全需求，可以使用AES256加密算法对BIN文件进行加密。具体实现方案如下：

1. 使用上位机软件对BIN文件进行AES256加密，生成加密包
2. 通过串口IAP升级方式将加密包发送到单片机
3. 单片机接收到数据后，使用事先设置好的秘钥对数据进行解密
4. 将解密后的数据写入FLASH

这种方法的优点是灵活性高，可以通过各种通信方式（如WiFi、蓝牙等）进行程序升级。

1. 秘钥安全：加密秘钥是安全防护的关键，必须妥善保管，避免泄露。
2. 升级通道：在启用最高级别保护前，确保设备有可靠的升级通道，避免因秘钥丢失导致设备无法使用。
3. 兼容性：不同容量的芯片，页大小不同，在移植代码时需要注意调整FLASH写入方式。

通过以上方法，可以有效保护STM32单片机的程序代码，防止非法读取和破解。在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的保护方案，平衡安全性和便利性。