Введение
STM32F429VGT6, высокопроизводительный микроконтроллер от STMicroelectronics, широко используется в газоанализаторах. Эти анализаторы играют важную роль в различных отраслях, таких как мониторинг окружающей среды, промышленная безопасность и медицина, благодаря точному измерению состава газов. Однако механизмы шифрования, реализованные в STM32F429VGT6, иногда могут создавать проблемы, особенно когда требуется извлечение данных или модификация системы.
Распиновка и технические характеристики микросхемы STM32F429VGT6
Распиновка
STM32F429VGT6 поставляется в корпусе LQFP100 с четко определенной распиновкой. Он имеет выводы, предназначенные для питания (VDD и VSS), тактовых сигналов (например, HSE и LSE для высокоскоростных и низкоскоростных внешних тактовых генераторов), выводы общего назначения (GPIO) и выводы для интерфейсов связи, таких как SPI, I2C, UART и USB. Выводы GPIO могут быть настроены для различных функций, что обеспечивает гибкость при подключении различных датчиков и исполнительных механизмов в газоанализаторе.
Технические характеристики
Механизмы шифрования в STM32F429VGT6
Подходы к дешифрованию
Программные подходы
Аппаратные подходы
Пример из практики: дешифрование для газового анализатора
История проекта
Ведущий производитель газоанализаторов столкнулся с серьезной проблемой: его устройства на базе STM32F429VGT6 были заблокированы из-за случайной активации защиты от чтения уровня 2 во время обновления прошивки. Это привело к выходу из строя более 200 устройств, что поставило под угрозу выполнение заказа на сумму 5 млн долларов. Основная задача заключалась в восстановлении исходных алгоритмов калибровки и ключей шифрования, хранящихся в заблокированной флэш-памяти.
Первоначальная оценка
Наша команда провела многоуровневый анализ:
// Memory scanner to detect AES round keys
#define AES_ROUND_KEY_SIZE 16
void find_encryption_keys() {
uint32_t *sram_base = (uint32_t*)0x20000000;
for(int i=0; i<0x8000; i++) {
if(sram_base[i] == 0x61707865) { // AES key signature
memcpy(key_buffer, &sram_base[i], AES_ROUND_KEY_SIZE);
break;
}
}
}
Анализ динамического генерации ключей
В шифровании газоанализатора использовались динамические ключи с температурной компенсацией:
Формула генерации ключа:
uint8_t generate_dynamic_key(float temp, uint32_t timestamp) {
uint32_t seed = (timestamp ^ temp_sensor_read()) << (temp >> 4);
return AES_ECB_Encrypt(seed, MASTER_KEY);
}
Процесс дешифрования
Настройка анализа мощности
- Манипуляция напряжением:
# Voltage regulation script
def apply_voltage(glitch_voltage):
dac.set_voltage(glitch_voltage)
time.sleep(0.01)
dac.reset()
2. Циклическое изменение температуры:
Извлечение ключа
Использование ChipWhisperer следы мощности и этот скрипт анализа на Python:
import numpy as np
def analyze_power_traces(traces):
for trace in traces:
if detect_aes_operation(trace):
key_candidate = extract_round_key(trace)
if verify_key(key_candidate):
return key_candidate
return None
Подтверждение успеха
// Flash decryption validation
bool validate_decryption(uint8_t *flash_image) {
return SHA256(flash_image) == 0xC7A3E9F2D1B84659...; // Known good hash
}
Модификации оборудования
// Enable write protection
FLASH->CR |= FLASH_CR_WP;
FLASH->WRP1 = 0x0000FFFF; // Protect first 64KB
- Реализована архитектура с двумя ключами:
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:
Главный инженер:
д-р Билли Чжэн
Well Done PCB Technology
billy@reversepcb.com
Экстренная поддержка: +86-157-9847-6858
