[發(fā)明專利]利用非對稱加密算法防止代碼被惡意篡改的方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610723968.6
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107784226A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田雨農(nóng);劉欣
• 申請（專利權(quán)）人: 大連樓蘭科技股份有限公司
• 主分類號: G06F21/51
• 分類號: G06F21/51;G06F21/57
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙)21235
• 代理人: 李猛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及加密技術(shù)領(lǐng)域，特別是利用非對稱加密算法防止代碼被惡意篡改的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

很多嵌入式系統(tǒng)開發(fā)投入商用后都會面臨在線升級的問題，從而實現(xiàn)對開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)中的完善或?qū)ο到y(tǒng)bug的修改，而在線升級過程是將一些可執(zhí)行文件，通過原系統(tǒng)留有的接口，下載并燒寫到主控芯片的flash中，由于下載的可執(zhí)行文件直接在主控芯片中運行，所以會存在一定的風(fēng)險，如果有人惡意修改這些可執(zhí)行文件，則會導(dǎo)致出現(xiàn)問題，如何保證自己的下載的代碼不被惡意篡改是一個廣泛存在的問題。

目前的系統(tǒng)中對防止代碼被惡意篡改的方法主要依靠簡單的加密的措施，因為由于下載的代碼是加密的，所以可以在一定程度上保證代碼的保密性。

如，一個嵌入式系統(tǒng)預(yù)留有接口，通過串口和主控模塊通信進(jìn)行系統(tǒng)的升級，升級時首先將編譯生成可執(zhí)行文件，之后采用AES算法加密下載代碼(即生成的可執(zhí)行文件)，然后通過串口就可以將下載代碼傳輸?shù)街骺匦酒校骺匦酒械某绦驅(qū)⑾螺d代碼解密，并且燒寫到主控芯片的flash中。由于AES算法的key是16個字節(jié)，這樣就決定了不可能進(jìn)行暴力破解，可以在一定程度上保護(hù)自己的代碼。

但是如果有人分析了主控芯片中的程序，就可以得到解密下載代碼的過程，由于AES算法屬于對稱算法，即是會解密就會加密。那么得到解密下載代碼的過程之后就相當(dāng)于同時得到了加密的過程，此時就可以隨意的編寫代碼，加密，通過預(yù)留的串口接口下載代碼，這樣系統(tǒng)的安全性就會受到極大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明了利用非對稱加密算法防止代碼被惡意篡改的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：利用非對稱加密算法防止代碼被惡意篡改的方法，包含以下步驟：S1.將原系統(tǒng)軟件分為boot程序及應(yīng)用程序兩部分；S2.將原始工程入口地址修改為flash中其他位置，將所述boot程序放在flash的開頭；S3.編譯原始工程，得到可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼，將所述boot程序和所述應(yīng)用程序分別燒寫入主控芯片的flash中；S4.所述boot程序判斷是否需要升級系統(tǒng)，如果不需要升級系統(tǒng)，則執(zhí)行應(yīng)用程序，如果需要升級系統(tǒng)，則進(jìn)入升級程序。

優(yōu)選地，所述步驟S4包含下列步驟：S4.1修改所述應(yīng)用程序，增加對不能編程的所述主控芯片的讀寫操作，測試新的應(yīng)用程序的健壯性；S4.2利用與所述boot程序的解密算法相對應(yīng)的加密算法加密所述應(yīng)用程序；S4.3將加密后的所述應(yīng)用程序放在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，供嵌入式系統(tǒng)下載；S4.4所述嵌入式系統(tǒng)上電檢測到有可以升級的新版本后進(jìn)入所述boot程序的升級流程，下載放到所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的代碼；S4.5所述boot程序解密下載的加密應(yīng)用程序代碼，首先將解密的應(yīng)用程序代碼放入RAM中，以便于下一步燒寫到flash中做準(zhǔn)備；S4.6所述boot程序?qū)⒔饷芰说膽?yīng)用程序的源碼燒寫入主控芯片的flash中。

本發(fā)明還保護(hù)利用非對稱加密算法防止代碼被惡意篡改的系統(tǒng)，包含：顯示模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、主控芯片轉(zhuǎn)接插座以及主控模塊；所述顯示模塊、所述網(wǎng)絡(luò)模塊以及所述主控芯片轉(zhuǎn)接插座分別與所述主控模塊相連；所述主控模塊包含：加密模塊，用于利用自身代碼通過非對稱算法RSA公鑰加密算法來加密系統(tǒng)軟件；升級模塊，用于通過修改系統(tǒng)軟件增加對主控芯片的支持。

優(yōu)選地，所述加密模塊包含：分類單元，用于將原系統(tǒng)軟件分為boot程序及應(yīng)用程序兩部分；修改單元，用于將原始工程入口地址修改為flash中其他位置，將所述boot程序放在flash的開頭；編譯單元，用于編譯原始工程，得到可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼，將所述boot程序和所述應(yīng)用程序分別燒寫入主控芯片的flash中。

優(yōu)選地，所述升級模塊包含：修改單元，用于修改原應(yīng)用程序；加密單元，用于加密應(yīng)用程序；下載單元，用于下載網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的代碼；解密單元，用于解密下載的代碼；燒寫單元，用于將應(yīng)用程序的源碼燒寫入主控芯片的flash中。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：本發(fā)明通過RSA算法對代碼的加密保護(hù)，可以有效的避免代碼被惡意篡改，從而實現(xiàn)保護(hù)自身系統(tǒng)的功能。使用本發(fā)明保護(hù)的系統(tǒng)，即使有人獲取到系統(tǒng)的代碼及處理方法，也無法修改，無法跳過設(shè)置的驗證過程。

所述保護(hù)軟件的方法包括升級時從網(wǎng)絡(luò)到嵌入式系統(tǒng)傳輸?shù)膽?yīng)用程序的代碼是加密的，并且加密使用的算法是非對稱算法，使得應(yīng)用程序的完整性不會被破壞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明使用實例的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明加密方法實現(xiàn)的流程圖；