一、芯片特性:國(guó)產(chǎn)高性能 MCU 的代表
GD32F103RET6 作為兆易創(chuàng)新推出的32 位工業(yè)級(jí)微控制器,基于 ARM Cortex-M3 內(nèi)核,主頻高達(dá)108MHz,集成512KB Flash和64KB SRAM,支持CAN2.0B、USB FS、SDIO等豐富外設(shè),廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、智能家居、新能源設(shè)備等領(lǐng)域。其 LQFP64 封裝設(shè)計(jì)兼顧性能與成本,成為國(guó)產(chǎn)替代 STM32F103 系列的熱門選擇。
二、加密機(jī)制:三重防護(hù)體系解析
1. 讀保護(hù)熔絲位(Read Protection)
燒寫0x1FFFF800 地址的保護(hù)位后,禁用SWD/JTAG 調(diào)試接口,防止直接讀取 Flash 代碼
鎖死后嘗試下載會(huì)觸發(fā)總線數(shù)據(jù)掩碼,返回全 FF 數(shù)據(jù)(實(shí)測(cè)某工業(yè)變頻器項(xiàng)目中,誤操作鎖死后 Keil 提示 “無(wú)法連接目標(biāo)”)
2. 動(dòng)態(tài)加密驗(yàn)證
支持DES 算法和HASH 運(yùn)算雙重驗(yàn)證:
預(yù)存 8 字節(jié)密碼,通過(guò)隨機(jī)數(shù) + DES 運(yùn)算生成校驗(yàn)值
HASH 對(duì)比方式增加暴力破解難度(需遍歷2^64 種組合)
某智能儀表案例中,密鑰與RTC 時(shí)鐘綁定,每小時(shí)自動(dòng)更新
3. 物理混淆策略
打磨芯片表面型號(hào)標(biāo)識(shí),掩蓋GD32F103RET6真實(shí)型號(hào)
部分版本采用A5 加密指令,指令流中插入冗余操作碼,干擾靜態(tài)反匯編
三、解密路徑:從軟件繞過(guò)到物理攻擊
方案 1:JFlash 調(diào)試器解鎖(非侵入式)
利用 GD32 與 STM32 的指令兼容性,通過(guò) JFlash 工具操作:
選擇兼容型號(hào):因 GD 型號(hào)不全,選擇STM32F103RET6(Flash 容量一致)
連接設(shè)置:
BOOT0 拉低,確保從系統(tǒng)存儲(chǔ)器啟動(dòng)
短接復(fù)位電路,確保穩(wěn)定的 0.3ms 復(fù)位時(shí)序
執(zhí)行解鎖:
bash
JLink> connect
JLink> erase
JLink> mem 0x1FFFF800 10 # 驗(yàn)證前兩字節(jié)為A5 5A即成功
成功率:約 70%(依賴芯片版本)
方案 2:差分功耗分析(DPA)
針對(duì)動(dòng)態(tài)密鑰生成,搭建μA 級(jí)功耗監(jiān)測(cè)平臺(tái):
捕獲密碼驗(yàn)證瞬間的電流波動(dòng),發(fā)現(xiàn)功耗曲線與ADC 采樣值強(qiáng)相關(guān)
推導(dǎo)密鑰公式:
math
Key = (ADC_Value ^ RTC_Time) << (TEMP_Sensor >> 4)
編寫時(shí)序攻擊腳本,2 小時(shí)內(nèi)完成 10 萬(wàn)次密鑰猜測(cè)
方案 3:物理修復(fù)熔絲位(侵入式)
針對(duì)深度鎖死芯片,采用聚焦離子束(FIB)技術(shù):
開(kāi)封芯片,暴露晶圓表面
在 500 倍顯微鏡下定位熔絲位電路(位于 Flash 控制器左側(cè))
修復(fù)熔斷的多晶硅熔絲,恢復(fù) SWD 接口讀寫權(quán)限
四、實(shí)戰(zhàn)案例:某工業(yè)伺服驅(qū)動(dòng)器解密實(shí)錄
項(xiàng)目背景:客戶設(shè)備因升級(jí)失敗鎖死,需恢復(fù)電機(jī)控制算法和編碼器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
實(shí)施步驟:
電壓毛刺攻擊:在 SWCLK 線注入**±0.2V 脈沖**,觸發(fā)芯片進(jìn)入測(cè)試模式
內(nèi)存鏡像:通過(guò) JTAG 邊界掃描獲取未加密的SRAM 數(shù)據(jù)(0x20000000-0x20003FFF)
代碼重構(gòu):結(jié)合 DPA 分析和 FIB 修復(fù),48 小時(shí)內(nèi)還原完整程序
維動(dòng)智芯GD32F103解密方案
? 全場(chǎng)景支持:讀保護(hù)鎖死、動(dòng)態(tài)加密、物理?yè)p傷芯片
? 獨(dú)家工具:JFlash兼容破解套件+功耗分析平臺(tái)
? 量產(chǎn)服務(wù):提供自動(dòng)化解密工裝