Secure In-System-Programming保护固件的刻录安全

In system programming (ISP) 提供一个方便的固件更新方式，能够在完整的产品上，进行固件更新，甚至在没有安装任何固件的全新的产品上，也可以利用ISP来安装初始固件。

一般的ISP会需要透过传输接口，来将固件数据传送到芯片上，传输的过程中，数据会被暴露在传输接口上，因而有被窃取的风险，所以只适合运用于实验室开发阶段。一旦产品开发完成，委托代工厂生产时，为了要保护固件的刻录安全，这时候就会将传输的通讯进行加密，以保护其中的固件，这相当于建立一个安全通道，来进行ISP的传输与刻录的动作。

以新唐科技的M2351微控制器为例，其内建安全ISP功能，能够安全的刻录固件，防止传输过程中被窃取。要打开安全ISP的功能，可先透过原厂所附的ICP工具进行设定，若需使用 UART作为ISP传输接口，则需要多设定 Boot Loader UART1 TXD/RXD 引脚功能选择，以确认所要使用的传输脚位。

图1 UART1脚位设置

当ISP功能开启后，就可以搭配原厂提供的ISP工具来与微控制器联机，进行刻录的动作。

当使用USB作为ISP连接界面时，用户无需做任何事先的配置，只要透过装置的USB座，用 USB 线和 PC 端的USB接孔连接，并开启 Secure ISPTool 点击连接按钮后即可正常工作。

图2 USB连接接口设置

若使用UART1最为传输接口，则需要将目前微控制器UART1的脚位和 PC 串口做连接，之后便可和 Secure ISPTool 做正常联机。

图3 UART1连接PC端的串口设置

当微控制器与Secure ISPTool连接成功后，Tool上会显示微控制器的基本信息，并可以进行微控制器的设置与固件刻录，而且这些动作，都将在安全通道的保护下，攻击者是无法透过监听通讯界面上的数据的窃取传输的固件。

图4 微控制器ISP联机后，显示基本信息

图5 ISP固件档案刻录

ISP是微控制器上常见的功能，可以方便用户在产品生产时，进行测试与产品固件的刻录，而不需要额外的硬件装置，然而因为ISP的数据都是透过传输接口来传递，信息会暴露在传输的过程中，造成产品固件被窃取的风险，尤其当产品试委由外部加工厂来生产时，更是有被仿冒的风险。

要避免这个问题，可以使用安全ISP，在固件的传输过程中，所有的数据都会经过高强度的密码学加密，确保数据无法被窃取，能够保护产品固件被窃取，进而杜绝被仿冒的可能性。

　　审核编辑：汤梓红