[發(fā)明專利]一種SoC芯片固件升級的安全處理系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010860122.3
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN112035152B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬資道;魏貴鵬;謝演
• 申請（專利權(quán)）人: 成都三零嘉微電子有限公司
• 主分類號: G06F8/654
• 分類號: G06F8/654;G06F8/71;G06F8/41;G06F8/61;G06F21/64;H04L9/40
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑

1.一種SoC芯片固件升級的安全處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：基于芯片F(xiàn)LASH存儲器的安全訪問控制模塊、防出錯防篡改檢測模塊、數(shù)據(jù)傳輸加解密模塊和文件數(shù)據(jù)安全檢測模塊；所述文件數(shù)據(jù)安全檢測模塊包括身份合法性驗證單元和文件數(shù)據(jù)完整性驗證單元；

所述FLASH存儲器包括主存儲區(qū)和特殊存儲區(qū)；

所述安全訪問控制模塊，用于實現(xiàn)特殊存儲區(qū)訪問權(quán)限的獲取，以及用于主存儲區(qū)中各個區(qū)域的劃分和邊界的配置，各個區(qū)域訪問密碼的設(shè)置、各個區(qū)域的讀寫、擦除操作的控制和JTAG的開關(guān)控制；

所述防出錯防篡改檢測模塊，用于在使用BootLoader進行SoC芯片固件升級時，對用戶固件程序的BIN文件進行正確性檢測和版本號比對；

所述身份合法性驗證單元，用于對用戶固件程序的BIN文件進行身份合法性驗證；

所述數(shù)據(jù)傳輸加解密模塊，用于對用戶固件程序的BIN文件在空中傳輸?shù)倪^程中進行加解密處理；

所述文件數(shù)據(jù)完整性驗證單元，用于對用戶固件程序的BIN文件進行數(shù)據(jù)完整性驗證。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SoC芯片固件升級的安全處理系統(tǒng)，其特征在于，所述FLASH存儲器中：

主存儲區(qū)，即MAR區(qū)，劃分為BOOT區(qū)、COS區(qū)和USR區(qū)；用戶對主存儲區(qū)中各個區(qū)域的劃分和邊界的配置，各個區(qū)域訪問密碼的設(shè)置、各個區(qū)域的讀寫、擦除操作的控制和JTAG的開關(guān)控制這些操作均受特殊存儲區(qū)中的訪問權(quán)限控制；

特殊存儲區(qū)，也即SPB區(qū)，其中存儲了SoC芯片的出廠配置數(shù)據(jù)和對主存儲區(qū)進行安全控制的表項信息；所述表項信息包括JTAG開關(guān)控制信息、各個區(qū)域的邊界、各個區(qū)域的訪問密碼、各個區(qū)域的訪問控制開關(guān)、各個區(qū)域的當(dāng)前密碼匹配失敗的次數(shù)、各個區(qū)域允許的最大密碼匹配失敗的次數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的SoC芯片固件升級的安全處理系統(tǒng)，其特征在于，所述安全訪問控制模塊具有兩級安全訪問控制，包括：

第一級為獲取SPB區(qū)中各個區(qū)域進行安全控制的表項信息的訪問權(quán)限；FLASH存儲器的寄存器中映射了一份SPB區(qū)的安全控制表項信息，即專門為SPB區(qū)設(shè)計的一組非易失性寄存器組，同時寄存器中還針對BOOT區(qū)、COS區(qū)和USR區(qū)各提供了一個易失性寄存器，作為各個區(qū)域的訪問密碼；當(dāng)SPB區(qū)中各個區(qū)域的訪問密碼與FLASH存儲器的寄存器中各個區(qū)域?qū)?yīng)的易失性寄存器中的訪問密碼相同時，才能獲得讀寫SPB區(qū)安全控制表項信息的權(quán)限；

第二級為配置各個區(qū)域的邊界，配置各個區(qū)域的訪問控制開關(guān)和密碼失敗次數(shù)；當(dāng)SPB區(qū)中對應(yīng)的某個區(qū)域的訪問控制開關(guān)開啟時，允許讀寫和擦除MAR區(qū)中對應(yīng)區(qū)域的地址空間；當(dāng)訪問控制開關(guān)關(guān)閉時，則鎖定MAR區(qū)中的對應(yīng)區(qū)域，禁止擦除和寫操作。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的SoC芯片固件升級的安全處理系統(tǒng)，其特征在于，所述防出錯防篡改檢測模塊對用戶固件程序的BIN文件進行正確性檢測和版本比對，包括：

在FLASH存儲器中的某個地址處固化一塊特定區(qū)域，修改用于SoC芯片啟動初始化的匯編文件和鏈接文件，使得該特定區(qū)域地址可以以獨立字段的形式編譯進SoC芯片的用戶固件程序的BIN文件中，然后在該特定區(qū)域中寫入用戶自定義的一組特殊標記和當(dāng)前SoC芯片的用戶固件程序的版本號；同時，修改BootLoader代碼中引導(dǎo)啟動時的用戶固件程序跳轉(zhuǎn)入口地址，使得SoC芯片的用戶固件程序在運行時跳過這段特定區(qū)域地址；

在使用BootLoader進行SoC芯片固件升級時，上位機首先讀取用來升級的BIN文件中特定區(qū)域的特殊標記，如果與提供該BIN文件的來源處告知的編譯時寫入的特殊標記不同，則表明當(dāng)前用來升級的BIN文件出錯，上位機退出升級流程；若特殊標記驗證相同后，則讀取BIN文件中的版本號，上位機通過命令傳遞到SoC芯片并與SoC芯片當(dāng)前運行的用戶固件程序版本號進行比對，只有用來升級的BIN文件中的版本號大于SoC芯片當(dāng)前運行的用戶固件程序版本號時，才繼續(xù)升級流程。