LSI의 등장과 발전으로 MCU는 원래 컴퓨터의 CPU, RAM, ROM, 타이머 카운터 및 다양한 I/O 인터페이스를 하나의 칩에 통합하여 칩 수준의 컴퓨터를 구성합니다. 이는 TI 엔지니어의 Gary Boone과 Michael Cochran이 발명한 세계 최초의 마이크로컨트롤러(MCU)인 TMS 1000 시리즈(아래)의 프로토타입이기도 합니다. 이후 일본 전자 제조업체들은 차량 내 엔터테인먼트용 4비트 MCU, 자동 와이퍼, 전자 잠금 장치 및 계기판, 엔진 제어용 8비트 MCU 등 자동차용 마이크로컨트롤러를 생산하기 시작했습니다.

* TI의 TMS 1000 시리즈 MCU *

오늘날 사물 인터넷의 출현과 지능화의 물결로 인해 전통적인 장난감 시장, 산업 제어, 자동차 전자 제품, 백색 가전 등을 제외하고 MCU는 제품 장비의 핵심 구성 요소가 되었습니다. 장비에는 실시간으로 효율적이고 지능적인 정보가 필요하며, 다른 한편으로는 다른 장비와 정보를 교환할 수 있습니다. 이러한 모든 요구 사항은 MCU에 의해 완료되어야 합니다. MCU는 애플리케이션에서 탄생한다고 할 수 있습니다. 칩 자체의 하드웨어 성능 외에도 애플리케이션 관련 프로그램 펌웨어가 점점 더 중요해지고 있으며, 펌웨어 보안에 대한 요구가 점점 더 주목받고 있습니다!

우선, 넓은 의미의 '보안'은 '정보보안'으로도 간주될 수 있는데, 이는 다음과 같은 세 가지 중요한 특징을 갖는다.

1. 기밀성: 승인되지 않은 다른 개인이나 집단이 정보를 획득하지 못하도록 보장하는 것이 필요합니다.

2. 무결성: 정보의 무결성을 유지 및 보장하고 무단 변조를 방지합니다.

3. 타당성: 정보 접근 권한이 부여된 주체는 필요한 시점에 정보에 접근하고 획득할 수 있습니다.

CIA라고 불리는 기밀성, 무결성, 무결성 및 타당성가용성

위의 설명에서 정보 보안을 처리하기 위한 세 가지 일반적인 도구인 식별, 인증, 권한 부여(간단히 IAA라고도 함)가 파생되었습니다.

1) 정체성: 정체성첫째, 정보 방문자는 주체의 신원을 표시하지만, 주체가 실제로 정보에 접근할 수 있는지 확신할 수 없습니까? 따라서 진위 여부를 검증하는 것이 필요합니다.

2) 인증 : 인증인증은 주체가 주장하는 내용이 사실인지 확인하는 것입니다. 대상자의 신원이 확인된 후 보다 자세한 조치를 취하기 위함입니다.

3) 승인: 승인

보다 세부적인 정보처리로서 해결해야 할 문제는 다음과 같습니다. 권한 있는 사람은 어떤 정보를 볼 수 있습니까? 열람한 정보는 손상되지 않았으며, 허가 없이 수정되지 않았나요? 그리고 승인된 사람은 언제든지 열람 가능한 정보에 편리하게 접근할 수 있습니다.

정보 보안의 세 가지 요소와 세 가지 도구 간의 관계에 대해서는 다음 그림을 참조하십시오.

일반적으로 MCU에는 사용자가 프로그램 및 작업 데이터를 저장할 수 있는 내부 프로그램 영역과 데이터 영역이 있습니다. MCU의 프로그램에 대한 무단 액세스 또는 복사를 방지하기 위해 대부분의 마이크로 컨트롤러에는 칩의 프로그램을 보호하기 위한 암호화 잠금 또는 암호화된 바이트가 있습니다. 프로그래밍 중에 암호화 잠금 위치 지정이 활성화(잠금)되면 일반 프로그래머가 단일 칩 마이크로컴퓨터에 있는 프로그램을 직접 읽을 수 없으며 이를 단일 칩 마이크로컴퓨터 암호화라고 합니다.

공격자는 특수 장비나 자체 제작 장비를 이용하여 다양한 기술적 수단을 통해 칩에서 핵심 정보를 추출하고 칩에 들어 있는 프로그램을 얻을 수 있는데, 이를 칩 복호화라고 합니다. 현재 단일 칩 마이크로컴퓨터의 일반적인 암호 해독 방법은 주로 다음과 같습니다.

(1) 소프트웨어 공격: 이 기술은 일반적으로 프로세서 통신 인터페이스를 사용하며 프로토콜, 암호화 알고리즘 또는 이러한 알고리즘의 보안 취약점을 이용하여 공격합니다. 성공적인 소프트웨어 공격의 전형적인 예는 초기 ATMEL AT89C51 단일 칩 마이크로컴퓨터에 대한 공격입니다. 공격자는 이 단일 칩 마이크로컴퓨터 시리즈의 삭제 작업 시퀀스 설계의 허점을 이용하여 암호화 잠금 이후 자체 컴파일된 프로그램을 이용하여 온칩 프로그램 메모리의 데이터를 삭제하는 다음 단계를 중단했습니다. 암호화된 단일칩 마이크로컴퓨터가 암호화되지 않은 단일칩 마이크로컴퓨터가 되도록 위치를 알아낸 후 프로그래머를 이용하여 온칩 프로그램을 읽어낸다.

(2) 전자탐지 공격이 기술은 일반적으로 정상 작동 시 프로세서의 모든 전원 공급 장치 및 인터페이스 연결의 아날로그 특성을 높은 시간 분해능으로 모니터링하고 전자기 방사 특성을 모니터링하여 공격을 수행합니다. 단일 칩 마이크로컴퓨터는 능동 전자 장치이기 때문에 다른 명령을 실행할 때 전원 공급 장치의 해당 전력 소비가 그에 따라 변경됩니다. 이러한 방식으로 특수 전자 측정 장비와 수학적 통계 방법을 사용하여 이러한 변화를 분석하고 감지함으로써 단일 칩 마이크로컴퓨터의 구체적인 핵심 정보를 얻을 수 있습니다.

(3) 고장발생기술이 기술은 비정상적인 작동 조건을 이용하여 프로세서에 오류를 발생시킨 후 공격에 대한 추가 접근 권한을 제공합니다. 가장 널리 사용되는 결함이 발생하며 공격 수단으로는 전압 충격(Voltage Shock), 클럭 충격(Clock Shock) 등이 있습니다. 저전압 및 고전압 공격을 사용하여 보호 회로를 비활성화하거나 프로세서가 잘못된 작업을 수행하도록 할 수 있습니다. 일시적인 클럭 점프는 보호된 정보를 손상시키지 않고 보호 회로를 재설정할 수 있습니다. 그리고 전원 공급 장치의 일시적인 점프는 일부 프로세서에서 단일 명령의 디코딩 및 실행에 영향을 미칠 수 있습니다.

(4) 프로브 기술

이 기술은 칩의 내부 연결을 직접 노출한 후 단일 칩 마이크로컴퓨터를 관찰, 조작, 간섭하여 공격 목적을 달성하는 것입니다.

편의상 사람들은 위의 네 가지 공격 기술을 두 가지 범주로 나누는데, 하나는 패키지를 파괴해야 하는 침입 공격(물리적 공격)이고, 그런 다음 반도체 테스트의 도움을 받아 특수 실험실에서 완료하는 데 몇 시간 또는 심지어 몇 주가 걸립니다. 장비, 현미경 및 마이크로 포지셔너. 모든 마이크로프로브 기술은 침입형 공격입니다. 나머지 세 가지 방법은 비침습적 공격으로, 공격받은 MCU는 물리적으로 손상되지 않습니다.

위의 암호 해독 방법을 고려하여 사용자 손실을 방지하기 위해 모든 원래 제조업체는 자체 칩에서 시작하여 칩의 보안 수준을 강화했습니다. 예를 들어, STM 32가 처음 제안한 STM32 Trust 솔루션은 완전한 코드 보호 및 실행 보호 도구 모음을 제공하지만 적용되는 칩 유형이 제한되고 해당 칩의 가격이 다릅니다.

동시에 솔루션 제공에는 에이전트, 솔루션 회사, 연소 공장 및 가공 공장 등을 포함한 많은 링크가 포함됩니다. 기존 단일 디버깅 또는 굽기 도구는 전체 공급 체인의 안전 제어를 충족할 수 없습니다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 Chuangxin Workshop(ICWORKSHOP.com)은 2017년 처음으로 프로그램 펌웨어의 클라우드 제공 개념을 제시하고 이를 온라인으로 구현했습니다. 프로그램 개발자/솔루션 회사와 최종 사용자 사이에 안정적이고 안전한 전달 플랫폼을 구축하고 굽기 횟수에 따라 펌웨어를 연결하여 개발자의 지적 재산권을 보호하고 양측 모두에게 이익이 되도록 합니다.

GD-Link 클라우드 딜리버리 소개: http://www.gd32mcu.com/cn/detail/289

동시에 PowerWriter 프로그래밍 장치가 제공하는 다양한 암호화 메커니즘을 통해 칩 레벨을 업그레이드하지 않고도 "하나의 코어와 하나의 비밀" 기능도 실현됩니다! 동시에 PowerWriter 프로그래밍 장치가 제공하는 오프라인(UID 바인딩) 및 온라인 인증 및 기타 암호화 방법을 사용하여 칩 크래킹의 어려움이 크게 향상되었습니다.

2021년 초, PowerWriter는 프로그래밍 장치에 관한 좋은 소식을 전했습니다. 현재 STM8, STM32, GD32, MM32, HC32, HK32, CX32, CS32 및 AT32를 포함한 600개의 단일 칩 브랜드를 완성했으며 XNUMX개 이상의 시리즈와 수천만 개의 칩 모델을 보유하고 있습니다. 자세한 내용은 www.powerwriter.cn을 방문해 주셔서 감사합니다!

"ICWORKSHOP Chuangxin Workshop"은 줄여서 ICW라고 하며 각각 Innovation+Creativity+Wealth를 의미합니다. MCU 개발자를 돕고, 그들의 창의력을 자극하고, 창의성을 촉진함으로써 지적 재산권의 가치를 구현합니다!

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