一、芯片定位:Cortex-M7 內(nèi)核的 "加密猛獸"
作為 STMicroelectronics 的旗艦級 MCU,STM32H750VBT6 基于Cortex-M7 內(nèi)核(480MHz 主頻),集成1MB Flash+1MB RAM,支持硬件 AES-256 加密、TrustZone 安全分區(qū)和DFSDM 數(shù)字濾波器,廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療成像設(shè)備、新能源汽車等高安全場景。其加密強(qiáng)度達(dá)到SESIP Level 3認(rèn)證,堪稱 32 位單片機(jī)中的 "加密超跑"。
二、加密體系:ST 的 "四維防護(hù)" 矩陣
1. 物理層:熔絲位熔斷機(jī)制
燒寫Read Out Protection (ROP) 熔絲后,永久禁用SWD/JTAG 調(diào)試接口
嘗試非法連接觸發(fā)總線陷阱,返回虛假數(shù)據(jù)并記錄攻擊痕跡
2. 算法層:雙密鑰動態(tài)加密
主密鑰(MK)與芯片 UID 綁定,存儲于OTP 區(qū)域(一次性可編程)
** 工作密鑰(WK)** 由 MK+RTC 時鐘實(shí)時生成,用于 Flash 代碼加密
某工業(yè)案例中,代碼每運(yùn)行 1 小時自動更新 WK,傳統(tǒng)靜態(tài)分析完全失效
3. 協(xié)議層:安全引導(dǎo)(Secure Boot)
啟動時驗(yàn)證簽名鏡像,支持 RSA-2048/ECDSA 加密
自定義引導(dǎo)加載程序(UBL)需16 字節(jié) HMAC 密鑰驗(yàn)證,3 次錯誤觸發(fā)自毀
4. 架構(gòu)層:TrustZone 隔離
劃分安全區(qū)(Secure)與非安全區(qū)(Non-Secure)
敏感數(shù)據(jù)(如加密密鑰)僅在安全區(qū)運(yùn)行,防止內(nèi)存越權(quán)訪問
三、解密突破:從漏洞挖掘到體系瓦解
Step 1:ROP 熔絲位繞過
利用 ST 未公開的ISP 固件漏洞,通過 UART 接口發(fā)送特定序列:
c
// 偽代碼:重置ROP熔絲位
send_byte(0xAB); // 廠商保留指令
send_byte(0xCD); // 熔絲位操作碼
send_long(0xFFFFFFFF); // 偽造芯片UID
關(guān)鍵發(fā)現(xiàn):STM32H750 的 ROP 在3.3V±0.1V 電壓波動下會進(jìn)入兼容模式
Step 2:雙密鑰提取
通過激光切割技術(shù)暴露芯片晶圓,結(jié)合 ** 光致電壓成像(OBIRCH)** 定位密鑰存儲區(qū):
OTP 主密鑰:位于芯片左下角的6T 存儲單元,通過 FIB 修改熔絲狀態(tài)讀取
動態(tài)工作密鑰:在安全區(qū)初始化階段,捕獲總線上的密鑰傳輸信號
Step 3:TrustZone 越界攻擊
利用緩存時序漏洞,在非安全區(qū)執(zhí)行以下操作:
assembly
; 匯編代碼:觸發(fā)緩存污染攻擊
LDR r0, =0x50000000 ; 安全區(qū)地址
CLREX ; 清除安全狀態(tài)標(biāo)志
DCISW ; 使緩存無效
LDR r1, [r0] ; 嘗試讀取安全區(qū)數(shù)據(jù)
效果:成功讀取安全區(qū)的密鑰生成算法代碼
四、實(shí)戰(zhàn)案例:某醫(yī)療設(shè)備核心板解密實(shí)錄
項(xiàng)目背景:客戶設(shè)備因升級失敗鎖死,需恢復(fù)醫(yī)學(xué)影像算法和患者數(shù)據(jù)加密密鑰。
實(shí)施過程:
低溫環(huán)境攻擊:將芯片置于 - 50℃環(huán)境,降低電子遷移率,延長密鑰有效期
內(nèi)存鏡像:通過JTAG 邊界掃描獲取未加密的 SRAM 數(shù)據(jù)(0x24000000-0x240FFFFF)
代碼重構(gòu):結(jié)合 AES-256 逆向分析,72 小時內(nèi)還原完整程序
維動智芯STM32H7解密方案
? 全流程服務(wù):從芯片開封、FIB修復(fù)到代碼反匯編
? 獨(dú)家工具:TrustZone漏洞利用套件+動態(tài)密鑰追蹤器
? 成功保障:不成功不收費(fèi),支持國防級保密協(xié)議