基于Blackfin Lockbox的IP保護技術(shù)
我們從安全性,可行性,以及成本三個方面對上述的三種級別的IP保護技術(shù)進行了比較,如表1-1所示。我們可以看到芯片級別的IP技術(shù)保護具有較高的安全性、可行性,以及較低的成本,是一種好的IP保護方式,我們接著要介紹的Analog Device公司的Blackfin處理器提供的Lockbox就是基于芯片級別的安全技術(shù)。
表1-1
二、Lockbox安全技術(shù)介紹
ADI公司Blackfin處理器采用的Lockbox安全技術(shù)是從芯片級別出發(fā),基于標準算法的數(shù)字簽名認證概念,為執(zhí)行代碼與需要保護的數(shù)據(jù)提供安全處理環(huán)境,從而實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的知識產(chǎn)權(quán)、電子商務和社會聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中設備和用戶身份的驗證、數(shù)字版權(quán)管理(DRM)等保護。
首先,Lockbox安全技術(shù)提供單次可編程(OTP)片上存儲器, OTP存儲器分為公有區(qū)域和私有區(qū)域,其公有區(qū)域是公共、非安全、用戶可以無條件訪問的區(qū)域,適合于存儲用于對系統(tǒng)進行鑒定的公共密鑰,這樣開發(fā)人員可以用可控制與可配置的方式鑒別系統(tǒng)。OTP存儲器的私有區(qū)域是安全、用戶可編程區(qū)域,并只有系統(tǒng)在進入安全模式下才能被訪問的,使開發(fā)人員可以保存私人密鑰等私有設備資源,并保證這些資源的機密性和完整性。
同時,每一片Blackfin芯片都有一個唯一的CHIP ID,存放在OTP公有區(qū)域的特定某個頁面,系統(tǒng)開發(fā)人員可以充分利用這個芯片編號,實現(xiàn)軟件和硬件平臺的綁定。
其次,Lockbox?安全技術(shù)提供片上的指令ROM存儲器,并把密碼學的一些標準算法放在指令ROM存儲器里面。在指令ROM存儲器中,提供了經(jīng)過優(yōu)化處理的橢圓曲線數(shù)字簽名(ECDSA)認證算法, 該認證算法主要是由以下2個密碼學算法組成,
* 橢圓曲線加密法(ECC)的非對稱密碼算法
* SHA-1安全單向Hash算法
這些算法都是公開的,并且經(jīng)過實踐驗證過的,具有非常高的安全性。ECDSA數(shù)字簽名認證主要用來驗證代碼和數(shù)據(jù)來源的可靠性,以及代碼和數(shù)據(jù)的完整性。整個數(shù)字簽名的認證流程已經(jīng)固化在Blackfin片內(nèi)的ROM中,系統(tǒng)開發(fā)人員只需要出發(fā)一個相應的中斷觸發(fā)即可。Lockbox技術(shù)確保只有成功通過ECDSA數(shù)字簽名的應用程序才可以運行在安全模式下,這樣運行在安全模式下面的代碼其來源一定是可靠的,并且沒有被篡改過。
同時,Lockbox的片上ROM里面也提供一些標準的密碼學算法,AES,RC4算法,這些算法都是經(jīng)過與處理器相關(guān)的性能優(yōu)化,具有較高的處理性能,并以API的形式提供給系統(tǒng)開發(fā)人員使用。
最后,Lockbox安全技術(shù)通過采用軟硬件結(jié)合提供一種安全處理模式(Blackfin安全模式)。正常開機流程下,系統(tǒng)運行在公開模式下,在這種模式下面,系統(tǒng)不能訪問OTP私有區(qū)域,不能控制JTAG的關(guān)閉,只有成功通過ECDSA數(shù)字簽名認證的代碼和數(shù)據(jù)才能進入安全模式下,在安全模式下,系統(tǒng)才可以動態(tài)控制JTAG的關(guān)閉或打開,訪問OTP私有的存儲區(qū)域,動態(tài)配置片上SRAM的外部DMA訪問控制等各種操作。
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