STM32信息安全 1.2 课程架构介绍：芯片生命周期管理与安全调试

news2024/10/5 16:25:05

STM32信息安全 1.2 课程架构介绍：STM32H5 芯片生命周期管理与安全调试

下面开始学习课程的第二节，简单介绍下STM32H5芯片的生命周期和安全调试，具体课程大家可以观看STM32官方录制的课程，链接：1.2. 课程架构介绍：STM32H5 芯片生命周期管理与安全调试

1. 调试端口访问控制与安全调试

调试端口访问控制，防止通过调试端口获取芯片内部资源
锁定全部调试访问或部分调试功能
永久关闭调试端口
保留回复调试连接的可能
管理不同生命周期阶段能够访问到的内部内部资源

2. STM32H5 调试访问控制与设备生命周期管理

2.1 生命周期管理

新的芯片生命周期管理机制
更安全更灵活的资源访问控制
在不同阶段管理芯片内部资源的访问权限

2.2 基于认证的调试访问

芯片Close之后仍可以保留回退和调试能力
提供受控的回退机制
提供安全调试功能

2.3 硬件特性与资源

Product State
- 设备可以处于Open，Provising，Closed，Locked等不同转台
Debug Authentication（DA） STM32 H5新引入的特性
- 受控芯片回退
  - 基于密码或数字证书校验的回退
- 安全调试
  - 基于数字证书和挑战应答机制回复调试功能

3. STM32H5 新的产品生命周期管理机制

Product State 主要状态及其转换

Product State与RDP对比

Open相当于RDP Level0，就是完全开放的一个状态，即时出厂默认的一个状态，没有任何的保护
TZ-Closed，相当于Cortex M33内核的RDP 0.5，即TrustZone的安全侧的调试全部关闭，只允许非安全调试这样的一个状态。
另外就是Locked状态，它相当于RDP2，也就是说一进入这个状态，调试端口就永久关闭了，是不可以恢复的。
之前存在RDP1，目前不存与RDP1状态完全等同的一个状态。

这几种状态之间是有一定的状态转换关系存在的。通常情况下，默认我们拿到芯片是Open状态，然后它可以进入provisioning状态，在provisioning状态的时候是我们用来去烧写一些关键数据的，比如说我们后面会提到的OBK的安全存储区，我们需要往里面写数据的时候，通常是需要在provision的状态下去做一个写入。

provisioning的意思就是我们整个的关键数据的烧写，包括firmware烧写，OBK数据的少些。

到TZ-Closed状态时，相当于我把安全侧的所有的调试都关闭了，TZ-Closed状态只有开启了Trust-Zone的时候才会有，H556x或者H57x系列芯片，默认出厂时就是没有开启的状态，这个时候时没有TZ-Closed的状态，TZ-Closed状态可以变成Closd状态或者时Lock状态，这两个状态时二选一的，在这种情况下，调试端口都是完全关闭的，此时不允许任何连接的，这是这些状态之间的一个主要流向。

还有其他路径，比如说从Open直接切换到Provisioning的状态，或者是在Provisioning状态下切换到Closed或者时Locked的状态。

4. STM32H5 Debug Authentication安全调试

Debug Authentication

产品状态回退
重新使能调试

除此之外，在Closed的状态，回到Open的状态，或者临时打开调试端口等，都是在STM32H5上面推出的一个新的功能上面，叫做Debug Authentication安全调试。

Debug Authentication实际上是在芯片和上位机工具之间要完成一个挑战应答的这样的一个 debug authentication的一个协议，通过你的密码，预设的密码或者是我的数字证书以及密钥去发起安全调试的一个请求。如果这个请求认证通过了，它可以让你做一个产品状态的回退。

5. STM32H5 新的产品生命周期管理机制

Product State 认证后的回退

比如说我可以从close的状态回到TZ-close的状态，或者是回到open的状态，或者是临时的重新去使能这个调试的功能，让你又可以连到我的芯片上去调试我的代码，而这种临时的调试端口的恢复，并不会擦除flash里面的内容，所以你是可以去在线调试你的产品的功能。在Locked状态下，你已经不能再去做任何其他的状态回退了，但是如果说不是处在Locked的状态，我们是可以通过这种Debug Authentication直接回到 open状态的。

如果是在close的状态的话，我们同样经过Debug Authentication，可以选择回到TC close的状态，也就是说我会恢复安全侧的一个安全调试，非安全侧的一个调试，但是安全侧的代码是不是不会动的，而且它不会被擦除。

但是这个时候你只能去调试你非安全测的一个代码，或者是同样经过 Debug Authentication的流程，从close直接回到open的一个状态。这个是产品状态的一个回退。

那这个回退的过程有两种方式，如果不使能TrustZone，那么它是一个基于密码的认证，如果开启了TrustZone这个功能，它将会使用的是数字证书和私钥的方式来完成基于数字证书的一个认证。

6. STM32H5 新的产品生命周期管理机制

Product State 带认证的调试

另外一种是待认证的调试，我们刚才说的是从某一种状态，除了lock以外的某一种状态可以回到open，还有一种是我不做这个产品状态的回退，但是我希望临时开启调试的功能，那么这个时候比如说你在TC-Closed或者是close的状态的话，我们是可以通过Debug Authentication，我们临时恢复调试的一个连接，允许你把Debug端口又恢复，然后你可以连上去去做一些调试。

但是之后只要断电再上电，那么我们刚才使能的调试端口又恢复到了之前已经关闭完全关闭或者半关闭的一个状态。这个是通过Debug Authentication开始，去实现一个带认证的安全调试这样的一个功能，同样的需要做安全调试的时候，不是做产品状态回退，我希望临时打开安全调试。我们默认提供的Debug Authentication的功能的话，是需要在开启Trust-Zone的情况下才支持，这个时候一定是会使用数字证书和挑战应答的方式来完成认证，那么你允许开启的Debug的范围，也是你可以去指定的，比如说我可以说只允许非安全侧的调试，或者是我们允许安全和非安全侧的调试一起调，包括 HTTP level，我们后面会提到我允许调试 HTTP level几的代码，而是所有的flash里面上面的代码都允许调试，还是说比如说我只允许调试 HTTP level3的代码，这个是在我去做Debug时候可以通过配置去进行选择的。