在嵌入式開發中，保護代碼安全是一個永恒的話題。無論是防止競爭對手抄襲，還是避免產品被惡意篡改，加密都是不可或缺的一環。STM32作為廣泛使用的MCU，其加密方案多種多樣。本文將為你全面解析STM32的加密思路，從硬件到軟件，助你打造固件的“金鐘罩”。

一、硬件加密：STM32的“銅墻鐵壁”

1. 讀保護（RDP）

STM32提供了讀保護功能（Read Out Protection, RDP），通過設置RDP級別，可以有效防止外部工具讀取Flash內容。

• Level 1：禁止外部工具讀取Flash，但允許調試接口訪問。

• Level 2：完全禁用調試接口和Flash讀取，芯片被徹底鎖定。

適用場景：量產階段，確保產品固件不被非法讀取。

注意事項：Level 2鎖定后無法恢復，需確保固件穩定后再啟用。

2. 高端硬件加密

STM32高端系列（如STM32F4xxx）還提供了更多硬件加密功能：

• PDR寄存器：支持三級加密，Level 2鎖定后芯片無法通過外部工具重新編程。

• 哈希加密模塊：可用于驗證固件完整性或生成密鑰。

優點：硬件級加密，性能高效，適合高安全需求場景。

二、軟件加密：STM32的“智慧防線”

1. 基于UID的加密

每顆STM32芯片都有唯一的96位UID（Unique Device ID），可以利用它作為加密依據。

• 實現方式：

• 在程序中校驗UID，匹配則運行，否則進入錯誤邏輯。

• 使用UID生成AES密鑰，加密關鍵代碼或數據。

• 迷惑性措施：UID校驗失敗時，模擬正常運行，延長攻擊者分析時間。

優點：低成本，依賴芯片固有特性，靈活適配不同安全需求。

2. AES加密

通過AES加密保護APP代碼，BOOT程序負責解密，確保只有合法固件可運行。

• 實現流程：

• 使用UID生成AES密鑰，加密APP固件。

• BOOT程序解密APP并驗證其合法性。

• 燒錄時，先燒寫BOOT并設置讀保護，再燒寫加密后的APP。

優點：確保APP代碼安全性，支持遠程升級，客戶可安全下載加密固件。

三、極端防護：程序自毀與IC偽裝

1. 程序自毀

通過檢測異常條件（如調試接口電平變化），觸發程序自毀機制，覆蓋關鍵Flash區域。

• 實現方式：

• 檢測JTAG/SWD引腳電平，異常則觸發自毀。

• 使用Flash編程接口覆蓋關鍵代碼區域。

適用場景：高安全需求場景，作為最后防線。

2. IC偽裝

通過隱藏或偽造IC型號及外圍元件參數，增加逆向工程難度。

• 實現方式：

• 打磨芯片表面，重新打上錯誤型號。

• 在PCB上標記錯誤的電阻、電容值，添加冗余元件。

優點：顯著增加逆向工程難度，低成本實現硬件級防護。

四、綜合方案：多層次防護策略

1. 基礎層：

2. 啟用讀保護（RDP Level 1） + 關閉調試接口。

3. 程序啟動時校驗UID，失敗則進入迷惑模式。

4. 增強層：

5. 使用UID加密關鍵代碼段（如AES-CTR），運行時解密執行。

6. 代碼混淆 + 反調試檢測（如檢查調試寄存器）。

7. 高級層：

8. 外置安全芯片實現雙向認證。

9. 使用STM32硬件加密模塊（如HAL庫的AES/TRNG）

五、生產流程優化

1. 燒錄工具定制：開發腳本自動讀取UID、生成密鑰并更新固件。

2. 安全存儲：將UID哈希值存儲在獨立Flash扇區，避免被意外覆蓋。

3. 測試與驗證：定期進行安全性測試，評估防護效果并調整策略。

   無論是保護知識產權，還是確保產品安全，加密都是不可或缺的一環。希望本文能為你的STM32加密設計提供有價值的參考，助你打造固件的“金鐘罩”！