IC芯片解密方法與原理解析

前言

其實(shí)了解芯片解密方法之前先要知道什么是芯片解密，網(wǎng)絡(luò)上對(duì)芯片解密的定義很多，其實(shí)芯片解密就是通過半導(dǎo)體反向開發(fā)技術(shù)手段，將已加密的芯片變?yōu)椴患用艿男酒?，進(jìn)而使用編程器讀取程序出來。

芯片解密所要具備的條件是：

第一、你有一定的知識(shí)，懂得如何將一個(gè)已加密的芯片變?yōu)椴患用堋?/p>

第二、必須有讀取程序的工具，可能有人就會(huì)說，無非就是一個(gè)編程器。是的，就是一個(gè)編程器，但并非所有的編程器是具備可以讀的功能。這也是就為什么我們有時(shí)候?yàn)榱私饷芤粋€(gè)芯片而會(huì)去開發(fā)一個(gè)可讀編程器的原因。具備有一個(gè)可讀的編程器，那我們就講講，芯片解密常有的一些方法。

1、軟件攻擊：

該技術(shù)通常使用處理器通信接口并利用協(xié)議、加密算法或這些算法中的安全漏洞來進(jìn)行攻擊。軟件攻擊取得成功的一個(gè)典型事例是對(duì)早期ATMELAT89C系列單片機(jī)的攻擊。攻擊者利用了該系列單片機(jī)擦除操作時(shí)序設(shè)計(jì)上的漏洞，使用自編程序在擦除加密鎖定位后，停止下一步擦除片內(nèi)程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的操作，從而使加過密的單片機(jī)變成沒加密的單片機(jī)，然后利用編程器讀出片內(nèi)程序。

至于在其他加密方法的基礎(chǔ)上，可以研究出一些設(shè)備，配合一定的軟件，來做軟件攻擊。近期國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一種凱基迪科技51芯片解密設(shè)備(成都一位高手搞出來的)，這種解密器主要針對(duì)SyncMos.Winbond,在生產(chǎn)工藝上的漏洞,利用某些編程器定位插字節(jié)，通過一定的方法查找芯片中是否有連續(xù)空位,也就是說查找芯片中連續(xù)的FFFF字節(jié)，插入的字節(jié)能夠執(zhí)行把片內(nèi)的程序送到片外的指令,然后用解密的設(shè)備進(jìn)行截獲,這樣芯片內(nèi)部的程序就被解密完成了。

2、電子探測(cè)攻擊：

該技術(shù)通常以高時(shí)間分辨率來監(jiān)控處理器在正常操作時(shí)所有電源和接口連接的模擬特性，并通過監(jiān)控它的電磁輻射特性來實(shí)施攻擊。因?yàn)閱纹瑱C(jī)是一個(gè)活動(dòng)的電子器件，當(dāng)它執(zhí)行不同的指令時(shí)，對(duì)應(yīng)的電源功率消耗也相應(yīng)變化。這樣通過使用特殊的電子測(cè)量?jī)x器和數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法分析和檢測(cè)這些變化，即可獲取單片機(jī)中的特定關(guān)鍵信息。至于RF編程器可以直接讀出老的型號(hào)的加密MCU中的程序，就是采用這個(gè)原理。

3、過錯(cuò)產(chǎn)生技術(shù)：

該技術(shù)使用異常工作條件來使處理器出錯(cuò)，然后提供額外的訪問來進(jìn)行攻擊。使用最廣泛的過錯(cuò)產(chǎn)生攻擊手段包括電壓沖擊和時(shí)鐘沖擊。低電壓和高電壓攻擊可用來禁止保護(hù)電路工作或強(qiáng)制處理器執(zhí)行錯(cuò)誤操作。時(shí)鐘瞬態(tài)跳變也許會(huì)復(fù)位保護(hù)電路而不會(huì)破壞受保護(hù)信息。電源和時(shí)鐘瞬態(tài)跳變可以在某些處理器中影響單條指令的解碼和執(zhí)行。

4、探針技術(shù)：

該技術(shù)是直接暴露芯片內(nèi)部連線，然后觀察、操控、干擾單片機(jī)以達(dá)到攻擊目的。

5、紫外線攻擊方法：

紫外線攻擊也稱為UV攻擊方法，就是利用紫外線照射芯片，讓加密的芯片變成了不加密的芯片，然后用編程器直接讀出程序。這種方法適合OTP的芯片，做單片機(jī)的工程師都知道OTP的芯片只能用紫外線才可以擦除。那么要擦出加密也是需要用到紫外線。目前***生產(chǎn)的大部分OTP芯片都是可以使用這種方法解密的，感興趣的可以試驗(yàn)或到去下載一些技術(shù)資料。OTP芯片的封裝有陶瓷封裝的一半會(huì)有石英窗口，這種事可以直接用紫外線照射的，如果是用塑料封裝的，就需要先將芯片開蓋，將晶圓暴露以后才可以采用紫外光照射。由于這種芯片的加密性比較差，解密基本不需要任何成本，所以市場(chǎng)上這種芯片解密的價(jià)格非常便宜，比如SONIX的SN8P2511解密，飛凌單片機(jī)解密等價(jià)格就非常便宜。

6、利用芯片漏洞：

很多芯片在設(shè)計(jì)的時(shí)候有加密的漏洞，這類芯片就可以利用漏洞來攻擊芯片讀出存儲(chǔ)器里的代碼，比如我們以前的文章里提到的利用芯片代碼的漏洞，如果能找到聯(lián)系的FF這樣的代碼就可以插入字節(jié)，來達(dá)到解密。還有的是搜索代碼里是否含有某個(gè)特殊的字節(jié)，如果有這樣的字節(jié)，就可以利用這個(gè)字節(jié)來將程序?qū)С?。這類芯片解密以華邦、新茂的單片為例的比較多，如W78E516解密，N79E825解密等，ATMEL的51系列的AT89C51解密是利用代碼的字節(jié)漏洞來解密的。

另外有的芯片具有明顯的漏洞的，比如在加密后某個(gè)管腳再加電信號(hào)的時(shí)候，會(huì)使加密的芯片變成不加密的芯片，由于涉及到國(guó)內(nèi)某家單片機(jī)廠家，名稱就不列出來了。目前市場(chǎng)上能看到的芯片解密器都是利用芯片或程序的漏洞來實(shí)現(xiàn)解密的。不過外面能買到的解密其基本上是能解得型號(hào)很少，因?yàn)橐话憬饷?a target="_blank">公司都不會(huì)將核心的東西對(duì)外公布或轉(zhuǎn)讓。而解密公司自己內(nèi)部為了解密的方便，自己會(huì)使用自制的解密工具，如果致芯科技具有可以解密MS9S09AW32的解密器、能專門解密LPC2119LPC2368等ARM的解密器，使用這樣的解密器解密速度快，客戶到公司基本上立等可取。

7、FIB恢復(fù)加密熔絲方法：

這種方法適用于很多的具有熔絲加密的芯片，最具有代表性的芯片就是TI的MSP430解密的方法，因?yàn)镸SP430加密的時(shí)候要燒熔絲，那么只要能將熔絲恢復(fù)上，那就變成了不加密的芯片了，如MSP430F1101A解密、MSP430F149解密、MSP430F425解密等。一般解密公司利用探針來實(shí)現(xiàn)，將熔絲位連上，也有的人因?yàn)樽约簺]有太多的解密設(shè)備，需要交由其它半導(dǎo)體線路修改的公司來修改線路，一般可以使用FIB(聚焦離子束)設(shè)備來將線路連接上，或是用專用的激光修改的設(shè)備將線路恢復(fù)。這些設(shè)備目前在國(guó)內(nèi)的二手設(shè)備很多，也價(jià)格很便宜，一些有實(shí)力的解密公司都配置了自己的設(shè)備。這種方法由于需要設(shè)備和耗材，不是好的方法，但是很多芯片如果沒有更好的方法的時(shí)候，就需要這種方法來實(shí)現(xiàn)。

8、修改加密線路的方法：

目前市場(chǎng)上的CPLD以及DSP芯片設(shè)計(jì)復(fù)雜，加密性能要高，采用上述方法是很難做到解密的，那么就需要對(duì)芯片結(jié)構(gòu)作前面的分析，然后找到加密電路，然后利用芯片線路修改的設(shè)備將芯片的線路做一些修改，讓加密電路失效，讓加密的DSP或CPLD變成了不加密的芯片從而可以讀出代碼。如TMS320LF2407A解密，TMS320F28335解密、TMS320F2812解密就是采用這種方法。