01前言
+ M/ [- G% M5 U# q本文档通过一个动手实验, 详细演示了如何在 STM32H563 上运行一个 OEMiROT 的功能. 旨在针对那些 OEM 想自己实现一个基于 STM32H563 上的 iROT 功能而又不知如何开始的开发者.
& S& o" `5 ~+ }; u. j6 P: [2 _
* u8 p2 P+ f' T2 d8 v* ~# f02准备工作

( r* K, V  h' q9 t: W, D5 B

: @5 B6 P' ]7 k
软件包 : STM32Cube_FW_H5_V1.1.0
# U# t5 r) g  o. g
( w  {. z2 m; P' z: D
! I/ @2 x6 x- s- I- K工具:
1 ~  K) t' ]" L; q. i• STM32CubeProgrammer v2.14.0
6 c+ r8 z/ J$ G  Q• Tera Term 串口终端显示
' W; e- l# ^1 ?" y, g• Trust Package Creator(安装 STM32CubeProgrammer 时一并安装, 注意勾选)


IDE: STM32CubeIDE v1.13.0

9 ~4 G6 H  y0 N3 |3 S- ^03烧录 OEMiROT 固件并运行
$ c1 R7 o3 w7 j) b# Q+ v$ N3.1. 脚本环境配置板编程基础
: S4 N! T1 F+ e" G, b- ^本动手实验基于 STM32CubeH5 固件包, 此包必须位于一个没有中文且没有空格的路径下, 于是我们将此包拷贝到 C:\workspace 目录, 在此包路径 \STM32Cube_FW_H5_V1.1.0\Projects\NUCLEO-H563ZI\ROT_Provisioning 目录下有一个 env.bat 文件, 用文本编辑器(如记事本)打开此文件:
, z% e  X" H& g/ [


2 D' y, f1 k! g) V7 z  s, r

检查上面两行, STM32CubeProgrammer_CLI.exe, 以及 STM32TrustedPackageCreator_CLI.exe 这两个工具的安装路径是否跟你电脑中的安装路径符 合, 如果不符, 则需要进行相应的修改.

' z+ G  c4 ?- ]  \5 l# y3.2. 运行 OEMiROT 预配置(provisioning)脚本

  f0 D- z; {3 L% ?6 b7 ~7 K再进入到 cube 包下的目录 STM32Cube_FW_H5_V1.1.0\Projects\NUCLEOH563ZI\ROT_Provisioning\OEMiROT 目录下, 有一个名为 provisioning.bat 的脚本, 双击运行它:
3 h' {: v2 P- D. m) j- I* @7 I  t
  Y6 V$ F; W# R' N
$ \! f  a8 Z! {4 Y& @

如上图, 系统会自动打开一个 DOS 命令终端窗口, 在此动手实验过程中, 如无特别说明, 此窗口将一直保持, 我们将通过此窗口的提示信息进行每一步的操作.


) @& l3 a8 h3 R如上图, 信息提示我们打开TrustedPackageCreator 工具, 生成 OEMiROT_Config.obk 文件.

3.3. 生成 OEMiROT_Config.obk
打开 TrustedPackageCreator 工具:


0 r6 b* @$ I6 e+ k% X% D
6 e9 I9 p; r/ o4 O% z5 N
+ M) }5 Y! T8 ]2 r2 d! }
" j: C, M. Y1 h如上图, 在最左边 ①处点击 “H5”, 然后在②处选项”OBKey”, 接下来在③处选择STM32Cube_FW_H5_V1.1.0\Projects\NUCLEO-H563ZI\ROT_Provisioning\OEMiROT\Config 目录下的 OEMiRoT_Config.xml 文件, 此文件为生成 OEMiROT 对应 obk 文件的配置文档. 然后下面会显示 3 个密钥对, 从上到下分别为 :
• OEMiRoT_Authentication_S.pem: Secure APP 对应的认证密钥(使用公钥)
• OEMiRoT_Authentication_NS.pem: Non Secure APP 对应的认证密钥(使用公钥)
( I; w; f2 A( Q! a9 e• OEMiRoT_Encryption.pem : Secure APP+Non Secure APP 固件加密密钥对应的解包密钥(使用私钥)
& |* ~  `$ t+ W) \% w3 L# M

这三个密钥其实都是成对的, 即公钥私钥对. 位于 Keys 目录下. STM32CubeH5 包下已经自带了默认的密钥对, 如果你不想使用默认的, 则可以点击上图中的4中的 “Regenerate” 重新生成这三个密钥对. 一旦重新生成, 则需要注意保存这三个密钥对.


接下来就要生成 OEMiROT 对应的 obk 文件了, 在右边的输出路径下, 选择一个路径, 比如Binary 目录. 最后点击生成. 则将在 Binary 目录下生成 OEMiRoT_Config.obk 文件.

3.4. 生成 DA 对应的 obk 文件
回到脚本终端窗口, 输入回车键 :

) f& b. j+ v* C/ Z
1 u0 y$ f$ a7 S

9 A' U5 u+ M/ n" f6 D5 }/ l
+ @' q9 W$ o" ?3 R& Y/ Z$ m( r( z如上图, 提示你通过 TPC 工具生成 DA_Config.obk 文件. 有关如何生成 DA_Config.obk 文件,之前已有其它文档讲述, 且 STM32CubeH5 包下STM32Cube_FW_H5_V1.1.0\Projects\NUCLEO-H563ZI\ROT_Provisioning\DA\Binary 此目录中已经有现存的 DA 对应的 obk 文件, 其对应的私钥和证书分别位于上一级目录下的 Keys 目录和 Certificates 目录下, 这些文件均可直接使用, 所以这里不再重复讲述它们的生成过程.
$ g! A2 \9 N+ {  |- M; L8 D
- U) V- @2 M$ m$ o: T, P( \/ z# n) v
# o1 z8 F9 _/ N% O; u. ~直接按下回车键..
4 d! ?$ U. g/ S6 Y& W6 T
/ z' K$ \& f$ M3.5. 编译 OEMiROT_Boot 工程
+ |7 c2 M6 ~1 K% I/ G0 s/ D

, B1 g* ?. j; C' X! E6 z
& c( n5 M: @, W0 X: C4 s  {+ c

如上图, 提示用户打开 OEMiROT_Boot 工程并编译.


. j) ~0 {! i) S1 t! N& p8 u3 V于是用 STM32CubeIDE 打开工程, 路径为: STM32Cube_FW_H5_V1.1.0\Projects\NUCLEO-H563ZI\Applications\ROT\OEMiROT_Boot\STM32CubeIDE 目录下, 编译过后,会在工程下的 Binary 目录下生成 OEMiROT_Boot.bin 文件.

- _% B* l, C9 X0 X9 F, Z  p' j
再回到终端窗口按下回车键…
$ E+ u- Y! |$ |& x. |
4 y# N$ z2 j+ L: y3.6. 编译 OEMiROT_Appli_TrustZone 工程
- E2 }7 `0 ~, v5 w/ c$ `8 \5 q9 q
用 STM32CubeIDE 打开工程: STM32Cube_FW_H5_V1.1.0\Projects\NUCLEO-H563ZI\Applications\ROT\OEMiROT_Appli_TrustZone\STM32CubeIDE


! j1 Z# d1 S9 s- M6 r此工程下有两个子工程 :
0 e1 P$ G0 w5 f8 N



3 S9 z. n# W" t- a. F% N如上图所示, 先编译 Secure 工程, 再编译 NonSecure 工程. 编译通过后, postbuild 脚本会在Binary 目录下生成原始 bin 文件和加密后的固件.




1 h9 I  }. k# Z! t. F/ j
7 m* p2 Y0 H4 U& j: e$ N* @6 [  S原始 bin 文件是用来初始安装的, 而加密后的固件是用来做升级的. 加密和签名过程正是postbuild 脚本来实现的, 其对应的固件加密密钥是此次编译过程中脚本随机产生的密钥. 此密钥会通过 3.3 节中所产生的 OEMiRoT_Encryption.pem 对应的公钥来进行打包并放入 header 中.而签名所用的私钥并正是 3.3 节中所产生的 OEMiRoT_Authentication_S.pem 私钥, 它对应Secure 工程签名, OEMiRoT_Authentication_NS.pem 则对应 Non Secure 工程签名.
1 r( t6 \, _7 \: P& E
3 _& b6 R. r8 t3.7. 手动生成加密且签名的映像文件(可选)
7 Z$ V4 c! ^! z1 v& J7 M除了通过 postbuild 脚本来自动生成固件加密且签名的映像文件外, 你也可以通过手动的方式来生成它.如下图, 我们可通过 TPC 手动将原始 bin 文件加密且签名.

/ _# M$ d' X, M2 ]* Q; P
( i/ o* B  t5 U4 G
9 x4 `2 ?% v' P$ |8 b1 D
+ e5 W/ E* j0 R/ R
如上图, 打开 TPC, 左边①处选择 “H5”, 然后在②处选择”Image Gen”, 在③处输入配置文件 : STM32Cube_FW_H5_V1.1.0\Projects\NUCLEO-H563ZI\ROT_Provisioning\OEMiROT\Images\ OEMiROT_S_Code_Image.xml. 然后在Firmware area size 处保持默认的 0x6000, version :1.0.0, Firmware binary input file 处导入S App 生成的明文固件映像. Image Out File 处即可生成的加密且签名的固件。加密的密钥是随机的, 它通过打包进 header 中, 如之前描述. 这就是手动生成加密且签名的固件映像方法. 由于App 工程的 postbuild 脚本会自动完成, 所以, 这一步骤并不是必须的.
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: q8 `- P; O, P& a# j: v& w: t此外需要注意地是, 在 STM32Cube_FW_H5_V1.1.0\Projects\NUCLEO-H563ZI\ROT_Provisioning\OEMiROT\Images 目录下还有其它几个用来手动生成加密签名映像的配置文件, 如下图所示 :

+ T- g$ [1 n6 D2 v" `; S  |


通过这几个文件名, 顾名思义, 分别对应着 Secure App 的固件, 数据, NonSecure App 的固件,数据映像, 如果需要手动生成这四种加密且签名的映像文件, 则通过 TPC 手动导入对应的 xml配置文件. 在 Firmware binary input file 输入原始 bin 文件, 在 Image Out File 处输入导出文件, 然后点击 Generate Image, 生成最终的加密且签名的映像文件(如rot_tz_s_app_enc_sign.hex, 或者 rot_tz_ns_app_enc_sign.hex).
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3.8. 生成加密签名的数据映像(可选)
回到终端窗口按下回车键, 如下所示 :
8 R- o9 g4 g2 }" N
& {, }  K. z2 e" g' j



提示我们通过 TPC 手动生成加密数据映像. 工程中默认是未定义任何 Data image 的(flash_layout.h 头文件):

  K8 i0 t) n: W1 w/ c3 W

' R$ F8 x4 J9 _- Z
因此, 此步骤默认我们是可以跳过. 如果工程中此宏修改成 1, 则需要手动通过 TPC 来生成加密的数据映像. 方法类似于 3.6 节的手动生成环节, 只不过配置文件换成 xxx_Data_Image.xml.
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6 {( h; d$ U) b9 V2 n% e
- {- B$ t1 d  `: ^$ S7 w( k- {这一步骤, 我们直接在终端窗口中按下回车键…
* B& R2 ^: H; |7 N* {


, ^) K2 `2 r& k: w# _6 S) U4 X$ P
, m, Y" s" w5 i8 h
5 R" [9 J0 @( _: j( o: q接下来再次提示生成 NS APP 对应的 Data Image, 同理, 在工程中默认宏中是没有配置的, 因此直接按下回车键…
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" ^  M# A; f6 i- |3.9. 预配置(provisioning)

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4 P. Q6 m$ J" e  A- ?


在做预配置之前, 提示你是否已将 BOOT0 引脚拉低. 确认 NUCLEO-H563ZI 板上的 BOOT0引脚没有连到 VDD(CN4 的 BOT0 引脚未接任何东西即可). 确认后按下回车键…

7 `! z8 N# P, \) }: w9 x3 c7 [  z% D



* S9 S! R- r3 S' }  J如上图, 这此过程中, 脚本会自动烧录 boot, S APP, NS APP 三个 bin 文件, 以及配置 option bytes, 接下来提示你输入芯片最终的 product state, 这里我们输入”CLOSED”…(千万别设置为 LOCKED 状态!)
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8 G. E& R7 a* Y; z8 G
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; J1 t* W2 u5 w- o- }
如上图所示, 在此过程中, 脚本会先将芯片的 product state 切换到 provisioning 状态, 然后再做预配置, 这里会预配置 OEMiROT 的 obk 文件,以及 DA 的 obk 文件, 然后最终将芯片的product state 设置为你上一步输入的最终芯片状态. 最后系统提供已完成. 到这一步, 脚本的整个流程结束. 接下来, 我们验证下烧录后的芯片是否工作正常.
* B6 c: z3 O; a5 p. Z3 E- F0 ?
0 U. _7 v3 S/ b% a( F1 B3.10.检查程序运行状态
  V) u) ?& q+ c3 B打开 Tera Term, 设置串口波特率为 115200 bps, 然后复位板子, 查看打印信息…



; H) z& _) G# V0 r$ u
0 I6 b6 g" a& A. D: U如上图所示, 当打印信息显示 User App #A 时, 表示 NS APP 已经运行成功, 所有程序运行结果均正常!

2 o- G, \, \/ E04固件更新
6 Q9 Q$ m* w* F5 M: Y接下来, 我们将演示通过 NS APP 触发程序跳转到内置的 bootloader 中, 并通过串口下载新的加密固件, 复位后并安装它.
) r( Y! ^/ p6 a& N4 `, r1 L" y
7 H+ s1 P* u% b7 U4.1. 修改代码, 并重新编译工程
打开 NS APP 的工程, 在 main.c 文件中将 NS APP 的版本号从 “A”改成”B”:
! w6 E! m$ h" L8 w



$ S8 a- ]( ~! Y' T" T% c% G  V3 U
* S( I0 f( ]( f5 F% R* s然后重新编译 NS APP 工程.

; N; [; R; J& y# @! e8 M0 f, d; m. g  h
Postbuild 脚本将重新生成 S APP 和 NS APP 的加密固件 :
0 N1 H* _! i2 X; [; h. G' |$ Q+ q- S7 R

; s( w+ O% `9 s! e& z( g$ c
6 F1 U. _, m) V" a. k/ j. w% }' U

如上图所示, 这四个文件均将重新生成.

$ K  O, `( b6 K2 m, z# O: ]
! O- o! m* f0 D4 }& _接下来我们将升级 APP 固件.
6 i7 X9 Z, P# d6 [

4.2. 跳转到 loader 程序
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在串口终端中我们输入”1”:
  }, _8 ]" B+ j/ I. g/ p- e
4 f' t1 S, Y, \+ V* O

' u% R; p% i- E. A; M6 T7 i3 `
如上图所示, 输入 1 后, 程序跳转到芯片内置的 bootloader 中.
0 @/ I, V! U2 R4 }6 ^
5 ?) y6 `5 u+ v* F& Z0 ?
断开 Tera Term 的串口连接 :
) W: z: x, y. F, G/ Z1 J9 r
, j* ^# Y' G8 W2 k

. c4 }$ h+ I  X$ F) u6 ?
2 A, D4 m) E  l5 C/ e, ~$ Z1 n4.3. 通过 STM32CubeProgrammer 下载新固件
2 h8 Y/ }& O) u" K7 X/ b打开 STM32CubeProgrammer, 并通过串口模式连接芯片:




% j! K2 \* u0 w将新生成 NS APP 的加密后的固件 rot_tz_ns_app_enc_sign.hex 拖入到STM32CubeProgrammer 中 :
, L' A, U, S, v! x. i

% u; i0 i, E2 @! r3 q. y8 e, K1 C
3 Y3 w, `: @8 }. p3 P+ ~- s

% Q9 Y% J; E: Q7 Y如上图点击下载.


同样的, 也可以将 S APP 的加密固件 rot_tz_s_app_enc_sign.hex 拖入STM32CubeProgrammer 中并下载 :

5 a  T. u3 E5 C


9 o1 y. P, M0 l6 I9 }3 W; }4 f7 U
下载成功后, 断开 STM32CubeProgrammer 的串口连接, 并使 Tera Term 重新连接串口 , 然后再重启 NUCLEO-H563ZI 板, 于是可以看到如下打印信息 :

. c+ J  ~. m# {
. w# I2 U7 M, t6 [/ o


如上图所示, NS APP 的版本打印信息从 “A”已经改成”B”了, 这说明固件(加密且签名的)已经更新成功.
* [6 u7 O# x8 u1 V  M+ e5 X
3 [. `4 U5 g' k; T05还原
5.1. DA 回退
; }2 i% o( V6 f! s2 N9 g* x5 k打开 STM32CubeProgrammer, 采用 ST-Link 模式, 在未连接的情况下,在左边选择盾牌图标, 然后再选择”DA”选项卡, 再点 Discover 按键….

8 k% H. @) W1 R: T( I


% I; h! m  }$ _界面变成如下所示 :

. C" `2 u* z! U: H$ Y3 S



如上图所示, 第一个红框内输入 DA 私钥文件 :


STM32Cube_FW_H5_V1.1.0\Projects\NUCLEO-H563ZI\ROT_Provisioning\DA\Keys\key_1_root.pem,


1 I' ], U. c4 |! w4 a第二个红模式内输入证书 : STM32Cube_FW_H5_V1.1.0\Projects\NUCLEO-H563ZI\ROT_Provisioning\DA\Certificates\ cert_root.b64

% G0 K3 O, \' T6 S0 |# ~4 n9 E7 e% a0 x
& D# v- F3 G* U2 ?8 \9 _然后击点 continue 按键, 然后界面变成如下所示 :

8 S) l6 G9 x- m3 ?- X
( b* v# O" v: B1 a

- x; Z2 O9 ~" Y2 A& h& M) O- `4 e
如上图所示, 在左边选择”Full Regression”, 然后再点击 Execute 按键…
! ]) K: W% l3 j




1 k: D3 W; o1 p5 @/ j) V% [! t然后如上图所示, DA 回退成功. 此时,查看 option bytes 值 , product state 已经变成Open(0xED), TZEN 依然使能(TZEN=0xB4) :
( V0 X4 S) C" \6 L/ i. B$ A  ?: ~" B


3 y2 _2 @- M: W7 [' z/ P8 e
) q- ^1 \, L2 f7 h
8 b- Y5 {/ i' T5.2. 关闭 trustzone
; f7 e4 m' H: S+ }如果需要也可以将 TZEN 关闭(TZEN=0xC3, 可直接修改, 这点与U5必须伴随 RDP回退操作不同), 这样芯片就完成恢复成原始状态了.
1 c* a! p( ]% X8 M8 Z1 v: P9 j

! E0 t" j* v$ P; H- I3 Q


转载自： STM32单片机
3 ~4 y. g: e6 b: A- _6 U4 G$ y# g如有侵权请联系删除
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