Обратное проектирование микроконтроллера STM8S207C8

Содержание

Введение

В эпоху, когда промышленные системы управления (ICS) составляют основу глобальной инфраструктуры, микроконтроллер STM8S207C8 служит незаметным стражем в миллионах критически важных приложений — от интеллектуальных энергосистем до автоматизации производства. Однако его надежные функции безопасности, включая шифрование AES-128 и аппаратную защиту от чтения, создали непреднамеренный парадокс: защищая работу, они также ставят устаревшие системы в затруднительное положение.

В данной статье описывается новаторская кампания по обратному инжинирингу, направленная на взлом защиты STM8S207C8 и разблокировку прошивки для модернизации без ущерба для целостности системы. Опираясь на передовые аппаратные атаки, криптографический анализ и реальные промышленные кейсы, мы раскрываем уязвимости в его архитектуре безопасности и демонстрируем, как их преодолеть, давая инженерам возможность обеспечить будущее своих систем в условиях все более враждебной угрозы.

Технический обзор

STM8S207C8 — это высокопроизводительный 8-разрядный микроконтроллер с:

 

  • 64 КБ флэш-памяти
  • тактовой частотой 16 МГц
  • 10-разрядный АЦП с 3 каналами
  • Аппаратное шифрование AES-128
  • Двухуровневая защита от чтения

 

Сочетание функций безопасности и широкое применение в промышленности делают его сложной целью для обратной разработки.

Анализ аппаратного обеспечения

Идентификация выводов

Критические контакты для векторов атаки:

PinNameFunctionAttack Potential
1PC7SWIMDebug interface
6BOOT1Boot ModeBootloader activation
18NRSTResetVoltage glitching
19 - 20PH0/PH1UART2Protocol analysis

Карта памяти

				
					// Flash memory layout
#define FLASH_BASE       0x800000
#define APPLICATION_AREA 0x0000-0xF000
#define SECURITY_AREA    0xF000-0xFFFF
				
			

Оценка безопасности

Защитные слои

Защита от чтения:

				
					// Factory default configuration
FLASH->OPTR = 0x0000; // Level 0 protection
				
			

Шифрование AES-128:

				
					void secure_boot() {
    AES_Init();
    AES_Decrypt(FLASH_BASE, SRAM_BUFFER);
    JumpToApplication(SRAM_BUFFER);
}
				
			

Анализ уязвимостей

  • Слабое выведение ключа из значений ADC
  • Небезопасная реализация загрузчика
  • Незащищенный интерфейс отладки в производственных устройствах

Подход на основе обратного инжиниринга

Извлечение прошивки

				
					# JTAG dump script
def jtag_dump(address, length):
    data = []
    for i in range(length):
        data.append(jtag_read_byte(address + i))
    return bytes(data)
				
			

Восстановление ключа

AES Key Recovery Flash Decryption Workflow – Voltage Glitching to Key Reconstruction Steps
AES Key Recovery & Flash Decryption Workflow – Voltage Glitching to Key Reconstruction Steps

Пример из практики: модернизация системы автоматизации

Вызов

  • Система: более 200 блоков управления движением с STM8S207C8
  • Проблема: компоненты, срок службы которых истек, требуют обновления прошивки
  • Цель: восстановление алгоритмов управления без исходного кода

Стратегия реализации

  1. Физическая атака:
    • Применение глюков 1,8 В во время последовательности сброса
    • Доступ к регистрам отладки с помощью модифицированного ST-LINK
  2. Анализ программного обеспечения:
				
					// Decryption validation code
bool validate_decryption() {
    uint32_t crc = calculate_crc(decrypted_data);
    return crc == *(uint32_t*)FLASH_BASE;
}
				
			

Рекомендации по смягчению последствий

Улучшения в области безопасности

				
					// Secure key generation
void generate_session_key() {
    uint8_t temp = ADC1->DR;
    uint32_t timestamp = RTC->CNT;
    session_key = SHA256(temp ^ timestamp);
}
				
			

Улучшение процессов

  1. Двухканальная аутентификация
  2. Динамическая рандомизация памяти
  3. Истечение срока действия ключа по времени

Заключение

Этот пример из практики демонстрирует чрезвычайную важность сочетания анализа аппаратного обеспечения, обратного проектирования алгоритмов и точных атак по боковому каналу для успешного дешифрования. Опыт нашей команды в области архитектуры безопасности STM32 и функциональности газоанализаторов позволил быстро решить проблему, избавив производителя от значительных финансовых потерь. Если у вас есть похожие задачи, свяжитесь с нами для получения индивидуального решения.

Для получения услуг по расшифровке на уровне предприятия обращайтесь:

Billy Zheng Principal Engineer of Well Done PCB Technology

Главный инженер:
д-р Билли Чжэн
Well Done PCB Technology
billy@reversepcb.com
Экстренная поддержка: +86-157-9847-6858

Подписаться

Присоединяйтесь к нашему списку подписчиков, чтобы получать ежемесячные обновления блога, новости о технологиях, практические примеры. Мы никогда не будем рассылать спам, и вы можете отказаться от подписки в любое время.

Об авторе

Picture of Aidan Taylor
Aidan Taylor

I am Aidan Taylor and I have over 10 years of experience in the field of PCB Reverse Engineering, PCB design and IC Unlock.

Поделиться

Рекомендуемый пост

Tags

Нужна помощь?

Прокрутить вверх

Instant Quote