大话MCU 内部UID(unique ID)以及使用UID进行芯片加密思考
yuyutoo 2024-10-18 12:10 1 浏览 0 评论
嵌入式系统产品的加密和解密永远是一对矛盾的统一体。这里我们聊聊使用MCU内部UID加密的方案。
首先需要明确的是，没有一种加密是“绝对”可靠的，但是加密手段可以增加非法使用者的解密成本，借此来防止技术被“轻易”盗取。
现在各大厂家 MCU芯片中的绝大部分都内置一串96或128bit唯一标识码【uniqueID】(该值由原厂设定的，不能由用户修改)。
比如ST STM32F30X系列（经典的ARM Cortex M4产品）
兆易创新 GD32VF103系列（炒的火热的RISC-V 32-bit MCU）
Microchip SAM C20/C21 系列（128位唯一标识码,5V ARM Cortex M0+产品）
到底MCU带不带UID，从各自芯片数据手册或参考手册可确认。如果没有明确写明，就表示该芯片没有UID或者说即使相应地址有数据但不保证其唯一性。
上文提到过UID值由原厂设定的，不能由用户修改，因此该UID对用户来讲是只读的，在一些对数据具有唯一性要求、数据加密操作等场合可以派上用场。MCU芯片中的这个UID 是对整串96位数据保证唯一性，如果你截取其中一部分就不保证唯一性了。
下面重点介绍目前手上的STM32F303芯片内部的UID， STM32F3系列UID介绍如下。大致内容就是芯片WAFER的坐标信息、编号信息、产品批号信息等多个数据组合在一起的。
该UID数据的读取，先从STM32F303参考手册中找到UID的地址信息，从相关地址中取出数据，用几条赋值语句即可完成，也可用用HAL库函数进行读取，下面分别列出了两种读取芯片UID的读取方法。
HAL库函数读取UID
#define UID_BASE ((uint32_t)0x1FFFF7ACU)
HAL_GetUIDw0();
直接读取UID值
读取结果如下：
读取得到了芯片UID，下一步便是对芯片进行加密了。比如用户读取UID后通过私有密钥将UID加密之后的信息写入Flash特定地址，例如Flash的最后一个扇区。程序启动时，首先读取芯片UID并通过同样的密钥和算法进行计算后与Flash中的数值进行比较决定是否启动。
芯片UID加密仅仅是一种初级的软件加密方式，另外还有增加外部加密芯片；对程序代码进行密码加密，使程序变成密文等加密方式，欢迎探讨更多的加密方式。
最后顺便提一下，不要把这个UID跟MCU芯片器件ID【DEVICE ID】混为一谈，各大厂家MCU往往还有DEVICE ID，该ID主要包含芯片料号信息和晶圆DIE版本等信息。它可以通过调试接口访问或被用户软件访问。
下图是使用STM32F303 NUCLEO板通过ST-LINK utility工具读取到的STM32F303 DEVICEID的信息。
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