X-CUBE-SBSFU STM32Cube扩展包入门

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STMCU小助手发布时间：2022-7-26 18:25

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文章简介:	X-CUBE-SBSFU STM32Cube扩展包入门

引言
本用户手册介绍了如何开始使用X-CUBE-SBSFU STM32Cube扩展包。
安全启动（SB）和安全固件更新（SFU）解决方案允许使用新固件版本更新STM32微控制器内置程序、添加新功能并更正潜在问题。更新过程以安全方式执行，以防止未经授权的更新以及访问机密设备上的数据，如密码和固件加密密钥。
此外，安全启动（可信根服务）会检查并激活STM32安全机制，并在每次执行之前检查用户应用程序代码的真实性和完整性，确保无效或恶意代码无法运行。
安全固件更新应用程序会接收加密的固件映像，检查其真实性并对其进行解密，然后在安装之前检查代码的完整性。
安全固件更新应用程序支持：
• 两种操作模式：
– 双映像模式，可实现安全映像编程，具有固件映像备份和回滚功能
– 单映像模式，可最大限度地提高用户应用程序占用空间大小
• 三种加密方案，使用对称和非对称加密操作
X-CUBE-SBSFU补充了STM32Cube软件技术，使不同STM32微控制器之间更易移植。它随附了一个在NUCLEO-L476RG平台上运行的示例实现。
提供了X-CUBE-SBSFU作为参考代码，演示STM32安全保护机制的最新用法。这是OEM厂商根据其产品安全要求水平开发自己的SBSFU的起点。
X-CUBE-SBSFU归类为ECCN 5D002

1 一般信息
表 1给出了相关的缩略语定义，帮助您更好地理解本文档。

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表 2给出了相关的术语定义，帮助您更好地理解本文档。

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X-CUBE-SBSFU安全启动和安全固件更新扩展包可在基于Arm®(a) Cortex®-M处理器的STM3232位微控制器上运行。

2 STM32Cube 概述
STM32Cube是什么？
STMCube™由意法半导体最初发起，通过减少开发工作量、时间和成本，让开发人员的生活更轻松。STM32Cube是STMCube™实现，涵盖了整个STM32产品组合。
STM32Cube包括：
• STM32CubeMX，一个图形化的软件配置工具，能够使用图形向导生成C初始化代码。
• 每个STM32微控制器系列都提供了全面的MCU封装（例如STM32F4系列的STM32CubeF4），包括：
– STM32抽象层嵌入式软件STM32CubeHAL，确保在STM32各个产品之间实现最大限度的可移植性。
– 底层API（LL）提供了一个专家级的快速轻量级层，它比HAL更靠近硬件。
– 一套一致的中间件，比如RTOS、USB和图形
– 提供了一套完整示例以及嵌入式软件工具。

此软件如何补充STM32Cube？
该软件基于STM32CubeHAL，即STM32微控制器的硬件抽象层。该软件包通过提供用于管理所
有关键数据和操作（例如访问固件密钥等的加密操作）的中间件组件（安全引擎），扩展了STM32Cube。
该软件包包含有不同的示例应用程序，可提供完整的SBSFU解决方案：
• SE_CoreBin应用程序：提供包含所有“可信”代码的二进制文件。
• 安全启动和安全固件升级（SBSFU）应用程序：
– 安全启动（可信根）
– 通过UART虚拟COM进行本地下载
– FW安装管理
• 用户应用程序：
– 在双映像操作模式下下载新使用的固件
– 提供了测试保护机制的示例
示例应用程序提供了双映像和单映像操作模式，能够配置为所支持的任意加密方案。
本用户手册介绍了软件包的典型用法：
• 基于NUCLEO-L476RG板
• 示例应用程序在双映像模式下运行，并配置了非对称身份验证和对称固件加密
有关配置选项和单映像操作模式的更多信息，请参阅本文档的附录。
3 安全启动和安全固件升级（SBSFU）
3.1 产品安全介绍
现场部署的设备在不受信任的环境中运行，因此会受到威胁和攻击。为了减轻受攻击风险，我们的目标是只在设备上运行可靠的固件。事实上，更新固件映像来修复错误，或引入新功能或对策，这些对于连接的设备来说是常见的事情，但如果不以安全方式来执行这些操作，它就会很容易受到攻击。
其后果可能是破坏性的，如固件克隆、恶意软件下载或设备损坏。必须设计安全解决方案来保护敏感数据（甚至可能是固件本身）和关键操作。
典型的对策基于加密技术（带有相关密钥）和内存保护：
• 加密可确保固件传输期间的完整性（确保数据未被破坏）、身份验证（确保某个实体确实符合其声明）以及机密性（确保只有经过授权的用户才能读取敏感数据）。
• 内存保护机制可以防止外部攻击（例如，通过JTAG物理访问设备）以及来自其他嵌入式进程的内部攻击。
以下章节介绍实现机密性、完整性和身份验证服务的解决方案，以解决IoT终端节点设备最常见的威胁。

3.2 安全启动
安全启动（SB）确保所执行的用户应用程序映像的完整性和可靠性：使用加密检查，防止运行未经授权或恶意修改的软件。安全启动过程实现可信根（参见图 1）：从该可信组件（1）开始，其他每个组件在其执行之前（
3）都要经过认证（2）。
对完整性进行验证，以确保即将执行的映像未被破坏或恶意修改。
可靠性检查旨在验证固件映像是来自可信且已知的源，以防止未经授权的实体安装及执行代码。

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