基于Blackfin Lockbox的IP保護技術

隨著集成電路芯片技術的飛速發(fā)展、電子產(chǎn)品設計業(yè)也越來越開放，很多硬件解決方案已經(jīng)成為公開的資料，產(chǎn)品設計者的核心技術往往集中在嵌入式軟件內(nèi)。然而，在行業(yè)競爭日益激烈的今天，很多公司發(fā)現(xiàn)自己的產(chǎn)品投放市場后不久就被盜版，對公司造成巨大的損失，因此如何保護自己的產(chǎn)品已經(jīng)成為嵌入式產(chǎn)品領域一個迫切需要解決的問題。

本文主要介紹了目前一些嵌入式系統(tǒng)中IP保護的方法，從安全性的角度進行了分析，并為產(chǎn)品開發(fā)者介紹基于ADI公司Blackfin處理器Lockbox的IP保護安全技術。

一、目前IP保護的方法

嵌入式系統(tǒng)的IP保護方法有很多，這些方法通常是從系統(tǒng)級別，硬件設計級別，芯片級別來防止反向工程或者是盜取IP。

1. 系統(tǒng)級別的IP保護

系統(tǒng)級別IP保護的一個典型案例是在產(chǎn)品設計上嵌入硬件安全芯片，應用軟件和該芯片通過密鑰認證的方式來控制程序的流程，從而實現(xiàn)軟件保護，防止軟件被抄襲、篡改。并且利用安全芯片片內(nèi)的自帶的EEPROM，實現(xiàn)用戶關鍵數(shù)據(jù)的安全存放。

這種通過增加額外芯片的方法具有較高的安全性和實用性，但是增加了一塊芯片，產(chǎn)品的成本增加了，并且系統(tǒng)不能關閉JTAG, Hacker可以通過JTAG進行有效地跟蹤，通過花費一定的時間和精力，可以了解并篡改系統(tǒng)的運行流程，因此在安全性上也存在一定的缺陷。

2. 硬件設計級別的IP保護

硬件設計級別的IP保護主要是采取一些措施，比如設計硬件平臺的布線，選取芯片的封裝格式，來防止外部通過儀器測量存儲設備的數(shù)據(jù)線或者處理器的管腳來獲取信息。

首先當關鍵信息在外部的存儲器設備和處理器之間以明文的形式通過數(shù)據(jù)線進行傳輸，這些數(shù)據(jù)線可以被儀器探測并中途截取，而通過采取一些布線技巧則可以避免，比如，采用多層制板，把電源層和接地層作為外層來屏蔽掉中間的銅層，并把關鍵的信號線，比如flash的數(shù)據(jù)線，JTAG的信號線放在中間層，以避免關鍵的信息被儀器探測并讀取。

其次選取小管腳間距的BGA封裝的芯片，把關鍵的信號管腳設計在最里側(cè)，這樣的芯片能進一步防止企圖通過探測處理器和FLASH，DRAM這樣的存儲芯片之間的信號線來獲取數(shù)據(jù)信息。并且通過在處理器以及存儲芯片之間硬件布線時，盡可能的放得互相接近的位置，可以進一步增加探測攻擊關鍵信號的難度。

通過設計硬件平臺的布線，選取芯片的封裝形式這些措施能夠有效地防止探測攻擊，但是BGA芯片封裝的選取，多層制板以及布線技巧都會增加硬件平臺的成本。

3. 芯片級別的IP保護

大多數(shù)的處理器都包含有片內(nèi)的存儲器，比如SRAM， ROM或者是FLASH，這些存儲器很難從芯片外面被讀取，因此可以在這些片內(nèi)的存儲器存放一些關鍵代碼和數(shù)據(jù)，這些片內(nèi)數(shù)據(jù)和代碼，通過一定的技術，可以限制被外部主機設備，仿真器或者其他測試設備通過JTAG測試端口來讀取。

更進一步的，可以通過片內(nèi)熔絲，斷掉芯片JTAG管腳的外接來徹底的關掉JTAG功能，但是這樣將無法進行系統(tǒng)出錯分析以及調(diào)試。

同樣，通過片內(nèi)熔絲的方法，可以讓芯片從片內(nèi)的FLASH或者ROM啟動。這些可以把一些帶解密功能的Bootload放在片內(nèi)FLASH中，而在片外SDRAM中放置以密文形式存放的代碼。