[發(fā)明專利]一種安全的固件更新方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810348555.3
• 申請(qǐng)日: 2018-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN108595198B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張洪柳;劉樹偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東方寸微電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F8/65
• 分類號(hào): G06F8/65;G06F8/71;G06F21/14;G06F21/64
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

本發(fā)明公開了一種安全的固件更新方法，首先利用對(duì)稱密碼算法對(duì)固件Image文件進(jìn)行加密，然后利用非對(duì)稱密碼算法對(duì)加密過的固件Image文件進(jìn)行簽名，之后發(fā)送給客戶。在客戶處利用固件更新工具對(duì)加密、簽名后的固件Image文件進(jìn)行驗(yàn)簽，以防止固件Image文件被篡改，并將驗(yàn)簽后的固件Image文件下載到設(shè)備中，通過設(shè)備端bootrom對(duì)加密后的固件Image文件進(jìn)行解密，得到固件Image文件，最后通過設(shè)備端bootrom完成固件更新。本發(fā)明因?yàn)槟鼙ＷC固件Image是密文傳輸?shù)模瑹o法被逆向，可以有效防止固件Image被逆向分析，還能防止固件Image被篡改，防止設(shè)備受到攻擊，能防止攻擊者利用利用舊版本固件的漏洞來對(duì)設(shè)備進(jìn)行攻擊，防止固件版本回退。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于程序控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及用于執(zhí)行專門程序的裝載和更新，具體涉及一種安全的固件更新方法。

背景技術(shù)

固件(firmware)是一種存儲(chǔ)于設(shè)備中的EEPROM或FLASH芯片中，可由用戶通過特定的刷新程序進(jìn)行升級(jí)的程序，固件通常擔(dān)任著一個(gè)數(shù)碼產(chǎn)品最基礎(chǔ)、最底層工作。一般來說，這些硬件內(nèi)所保存的程序是無法被用戶直接讀出或修改的。因?yàn)橥ǔＧ闆r下是沒有必要對(duì)固件進(jìn)行升級(jí)操作，即使在固件內(nèi)發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的Bug，也必須由專業(yè)人員進(jìn)行更換。早期的固件芯片一般采用了ROM設(shè)計(jì)，F(xiàn)irmware代碼是在生產(chǎn)過程中固化的，用任何手段都無法修改。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，為適應(yīng)用戶對(duì)于不斷更新的硬件環(huán)境的需求，開始出現(xiàn)利用EEPROM和flash的可以重復(fù)刷寫特點(diǎn)讓固件得以修改和升級(jí)的技術(shù)，使得更多的廠商把升級(jí)固件提供更多更新的功能做為附加值來提供給用戶。

固件的更新或升級(jí)是指把新的固件寫入芯片中，以代替原有的固件的過程。一些嵌入式設(shè)備一旦部署后，若要進(jìn)行固件的更新，只能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)更新，而不是將設(shè)備回收到生產(chǎn)廠商處再更新，所以廠商就需要將新版本的固件發(fā)送到客戶處，由客戶來進(jìn)行更新。即一般的固件更新流程為：廠商生成固件Image文件，然后將此Image文件發(fā)送給客戶，客戶再利用更新工具將固件Image文件燒錄到設(shè)備中，在這個(gè)過程中，Image文件一般是明文傳輸，也不存在對(duì)Image文件的驗(yàn)證過程。這個(gè)過程中，就會(huì)存在很多安全問題，比如固件被逆向、被篡改，或?qū)⒐碳\(yùn)行于未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備中等風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)這些安全問題，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)披露了一些應(yīng)對(duì)的方法，比如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201610554448.7、名稱為“一種安全的固件驗(yàn)證更新方法”的專利文獻(xiàn)。通過對(duì)此專利文獻(xiàn)的詳細(xì)解讀發(fā)現(xiàn)其雖然應(yīng)用了簽名算法，能夠規(guī)避固件被篡改的風(fēng)險(xiǎn)，但是其固件依然為明文狀態(tài)，無法規(guī)避被逆向和被被燒錄到未經(jīng)授權(quán)設(shè)備中的風(fēng)險(xiǎn)，而且其只通過ID來進(jìn)行固件與主板的匹配，并未進(jìn)行版本控制，也存在固件版本回退的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對(duì)傳統(tǒng)的固件的更新或升級(jí)過程中存在的固件Image文件被逆向、被篡改，或運(yùn)行于未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備中等風(fēng)險(xiǎn)，利用對(duì)稱密碼算法對(duì)固件Image進(jìn)行加密，再利用非對(duì)稱密碼算法對(duì)加密過的固件Image進(jìn)行簽名，隨后經(jīng)過驗(yàn)簽和解密，實(shí)現(xiàn)有效防止固件Image被逆向分析，防止固件Image被篡改，防止設(shè)備受到攻擊的危險(xiǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種安全的固件更新方法，具體包含以下步驟：

S1：利用對(duì)稱密碼算法對(duì)固件Image文件進(jìn)行加密；

S2：利用非對(duì)稱密碼算法對(duì)加密過的固件Image文件進(jìn)行簽名；

S3：發(fā)送給客戶；

S4：利用固件更新工具對(duì)加密、簽名后的固件Image文件進(jìn)行驗(yàn)簽，以防止固件Image文件被篡改；

S5：客戶將驗(yàn)簽后的固件Image文件下載到設(shè)備中；

S6：通過設(shè)備端bootrom對(duì)加密后的固件Image文件進(jìn)行解密，得到固件Image文件；

S7：通過設(shè)備端bootrom完成固件更新。