本帖最后由 dffzh 于 2025-5-15 14:32 编辑
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@21小跑堂
有时候为了防止MCU出厂程序（固件）被抄袭，会通过一些手段进行程序加密，那常用的MCU程序加密方法包括哪些呢？总结了一下，主要包括硬件、软件和混合加密三类，下面将逐一介绍。一、硬件加密方法 1、内置闪存读写保护原理：通过配置芯片的Option Bytes（选项字节）启用读保护（RDP）和写保护（WRP）。例如常见的STM32，其RDP就分为三个等级：级别0：无保护；级别 1：禁止调试接口直接读取Flash，解除保护会触发全片擦除；级别 2：永久禁用调试接口（不可逆）。如下截图来源于STM32Fxx系列的中文参考手册：
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操作：使用工具（如STM32CubeProgrammer）配置RDP和WRP；或在代码中通过HAL库进行动态设置（需复位生效）。2、使用外部加密芯片原理：MCU与外部加密芯片（如Microchip的ATECC608A，INZOTEK的ICP209等）交互验证合法性，例如通过随机数生成与校验算法确认芯片存在。应用场景：适用于高安全性需求，如支付设备或关键算法保护。3、烧断数据总线或引脚原理：物理破坏调试接口（如JTAG/SWD）或熔断特定引脚，阻止外部访问。缺点：行为不可逆，并且可能会损坏芯片，还可能通过芯片拆解**，不建议使用。
二、软件加密方法 1、唯一标识（UID）加密原理：利用MCU出厂时内置的唯一ID（如STM32或者GD32的96位UID），在程序启动时校验ID合法性：
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基础实现：将UID存储于Flash，运行时比对；增强方案：将UID通过加密算法（如AES）处理后分散存储，运行时组合验证。优势：低成本，易实现，适合防复制场景。现在很多32位MCU，都支持加密算法，比如STM32F4系列的加密处理器CRYP模块：
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再比如PIC单片机的PIC32MZ、PIC32MK等较新的高性能系列的AES硬件模块，支持AES-256（以及AES-128/192），提供高速加解密（ECB/CBC/OFB/CTR等模式）：
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2、程序固件加密原理：将程序编译为密文存储，运行时解密至RAM执行。应用：适用于外部Flash启动的芯片，通过硬件加速解密实现边运行边解密。
三、混合加密方案1、读保护 + UID加密操作步骤：启用RDP Level1防止调试接口读取；在程序中嵌入UID校验逻辑，若UID不匹配则锁定功能。增强措施：结合哈希算法或非对称加密处理UID，避免明文存储。2、Bootloader加密原理：在Bootloader中集成解密程序，升级固件时验证签名（令牌）并解密烧录，防止非法固件注入。
四、芯片厂商特定方案1、STM32系列（意法半导体）使用RDP和WRP保护Flash，并通过HAL库配置OptionBytes；可以查看前文截图。2、GD32系列（兆易创新）通过FMC（闪存控制器）外设设置安全保护状态，类似STM32的RDP机制，如下图为GD32F4xx系列的数据手册截图信息：
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3、NXP系列（恩智浦）LPC系列采用CRP（代码读保护）配置字，写入特定地址后禁用调试接口，如下图为LPC408X_7X系列的数据手册截图信息：
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其他MCU厂商的保护机制可以参考其对应的数据手册。
通过综合硬件保护+软件算法+厂商方案，开发者可以根据项目需求选择最合适的加密策略。例如，消费类产品可采用UID+读保护的方案，而更高级别的应用场景推荐外部加密芯片+固件加密的组合方案。