CN103544026A - 能够安全升级的电子装置及升级方法 - Google Patents

Abstract

一种能够安全升级的电子装置，包括处理器、第一存储器和第二存储器。当开启该电子装置时，处理器计算第二存储器中的多个执行程序分区的哈希值，并当确定与第一安全清单中记录的哈希值对应一致时，相应地执行该多个执行程序。然后，处理器再次计算第二存储器中的系统分区的哈希值，并当确定与第二安全清单中记录的哈希值一致时，电子装置相应地进入操作系统进行更新安装包的下载，以进行系统升级。本发明还提供一种安全升级的方法。利用本发明，通过对存储器中各执行程序分区以及系统分区的哈希值的监测使系统能够安全升级。

Description

能够安全升级的电子装置及升级方法

技术领域

本发明涉及嵌入式软件领域，尤其涉及一种能够安全升级的电子装置及升级方法。

背景技术

在嵌入式安全的系统中设置多个存储数据的分区，如uboot分区、uboot 恢复（recovery uboot，r_uboot)分区、内核（kernel）分区、内核恢复（recovery kernel，r_kernel）分区、内存盘（ramdisk）分区、内存盘恢复（recovery ramdisk，r_ramdisk）分区以及系统分区，并且各分区中所存储的数据需要被保护以防止恶意篡改。通常，这些分区的哈希值被存储在一安全清单分区中，通过对哈希值的监测以确定各分区的数据完整性，从而保证各分区数据不会被随意篡改。

有鉴于此，具有该嵌入式安全系统的电子产品通常都不会设置硬件接口，如console input、JTAG interface、以及micro SD card upgrade等接口，从而防止产品与外接设备连接而使系统数据存在被随意篡改的风险。因此，设置此种嵌入式安全系统的电子产品只能利用既有的恢复系统进行系统更新，而其他不具有该嵌入式安全系统的电子产品则无法使用这种嵌入式安全系统的更新方式进行系统的安全升级或更新。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够安全升级的电子装置及升级方法，无需更改预设的recovery机制即可使产品能够完整地升级，从而方便用户使用且节省成本。

本发明提供一种能够安全升级的电子装置，包括处理器、第一存储器和第二存储器，该处理器包括分区读取模块、计算模块及判断模块，该第二存储器包括第一安全清单分区、第二安全清单分区、多个用于存储不同执行程序的执行程序分区及用于存储系统文件的系统分区，其中，该第一安全清单分区用于存储记录该多个执行程序分区哈希值的第一安全清单，该第二安全清单分区用于存储记录该系统分区哈希值的第二安全清单。

当开启该电子装置时，该分区读取模块读取并下载该第二存储器中的第一安全清单分区及多个执行程序分区所存储的数据至该第一存储器，该计算模块根据该第一存储器中的多个执行程序分区数据计算该多个执行程序分区的哈希值，当该判断模块确定该计算模块计算的该多个执行程序分区的哈希值与该第一存储器中的第一安全清单中所记录的哈希值对应一致时，根据该第一存储器中的多个执行程序分区数据相应地执行该多个执行程序。

该分区读取模块读取并下载该第二存储器中的第二安全清单分区及系统分区所存储的数据至该第一存储器，该计算模块根据该第二存储器中的系统分区数据计算该系统分区的哈希值，当该判断模块判断该计算模块计算的该多个执行程序分区的哈希值与该第一存储器中的第二安全清单中所记录的哈希值一致时，该电子装置进入操作系统进行更新安装包的下载，从而，当安装该更新安装包时进行升级更新。

本发明还提供一种应用于电子装置安全升级的方法，其中，该电子装置包括第一存储器和第二存储器，该方法包括：

读取并下载该第二存储器中的第一安全清单分区及用于存储不同执行程序的多个执行程序分区所存储的数据至该第一存储器，其中，该第一安全清单用于存储该多个执行程序分区的哈希值。

根据该第一存储器所存储的多个执行程序分区的数据，分别计算该多个执行程序分区的哈希值。

判断该计算的多个执行程序分区的哈希值与该第一存储器所存储的第一安全清单中记录的哈希值是否一致。

当判断该计算的多个执行程序分区的哈希值与该第一安全清单中记录的哈希值分别对应一致时，根据该第一存储器所存储的多个执行程序分区的数据依次执行相应功能。

读取并下载该第二存储器中的第二安全清单分区及用于存储系统文件的系统分区所存储的数据至该第一存储器，其中，该第二安全清单用于存储该系统分区的哈希值。

根据该第一存储器所存储的系统分区数据计算对应的哈希值。

判断该计算的系统分区哈希值与该第一存储器所存储的第二安全清单中记录的哈希值是否一致。

当判断该计算的系统分区的哈希值与该第二安全清单中记录的哈希值一致时，该电子装置进入操作系统进行更新安装包的下载，从而，当安装该更新安装包时该电子装置的系统进行升级更新。

相对于现有技术，本发明提供的能够安全升级的电子装置及升级方法，在一存储器中设置第一安全清单分区和第二安全清单分区，并分别计算存储器中各执行程序分区以及系统分区的哈希值是否符合第一安全清单与第二安全清单中记录的哈希值，使系统进入操作系统进行更新安装包的下载与安装，从而使电子装置的系统能够安全地更新。

附图说明

图1为本发明实施方式中的能够安全升级的电子装置的模块示意图。

图2为本发明实施方式中的升级方法流程图。

主要元件符号说明

电子装置	10
		处理器	11
用户空间文件系统块	110
		判断模块	111
用户空间文件系统获取模块	112
		分区读取模块	113
计算模块	114
		第一存储器	12
第二存储器	13
		第一安全清单分区	130
第二安全清单分区	131
		用户空间文件系统获取模块分区	132
判断模块分区	133
		内核分区	134
uboot分区	135
		内存盘分区	136
uboot恢复分区	137
		内核恢复分区	138
内存盘恢复分区	139
		系统分区	140

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，为本发明实施方式中的能够安全升级的电子装置的模块示意图，该电子装置10为一嵌入式系统装置，包括处理器11、第一存储器12及第二存储器13。在本实施方式中，该第一存储器12为一随机存储器（Random-Access Memory，RAM），该第二存储器13为一闪速存储器（flash memory）。

该第二存储器13包括第一安全清单分区130、第二安全清单分区131、用户空间文件系统（file system in user space，fuse）获取模块分区132、判断模块分区133以及内核（kernel）分区134，其分别用于对应存储第一安全清单、第二安全清单、用户空间文件系统获取模块执行程序、判断模块执行程序以及用户空间文件系统获取模块的驱动程序。在本实施方式中，该第二存储器13还包括多个用于存储执行程序的分区，包括uboot分区135、内存盘（ramdisk）分区136，多个用于存储执行程序恢复程序的分区，包括uboot恢复（recover uboot，r_uboot）分区137、内核恢复（recovery kernel，r_kernel）分区138和内存盘恢复（recover ramdisk，r_ramdisk）分区139。其中，该第一安全清单用于存储多个用于存储执行程序的分区的哈希值，以及多个用于存储执行程序恢复程序的分区的哈希值，在本实施方式中，该第一安全清单存储有uboot分区135、内存盘分区136、uboot恢复分区137、内核恢复分区138和及内存盘恢复分区139的哈希值。该第二存储器13还包括一用于存储系统文件的系统分区140，该第二安全清单用于存储该系统分区140的哈希值。

该处理器11包括用户空间文件系统块110、判断模块111、用户空间文件系统获取模块112、分区读取模块113以及计算模块114。其中，该用户空间文件系统块110用于存储包括安全设置信息的用户空间文件系统信息。当开启该电子装置10时，该分区读取模块113读取第二存储器13中的用户空间文件系统获取模块分区132及判断模块分区133，并将该用户空间文件系统获取模块分区132及判断模块分区133中所存储的用户空间文件系统获取模块及判断模块的执行程序分别下载至第一存储器12中存储，以使用户空间文件系统获取模块112及判断模块111执行相应的功能。

具体地，该用户空间文件系统获取模块112读取用户空间文件系统块110以获取相应的用户空间文件系统信息，判断模块111根据该用户空间文件系统获取模块112所获取的用户空间文件系统信息判断电子装置10当前的系统是否为安全系统。当判断模块111确定该电子装置10当前的系统为安全系统时，分区读取模块113读取第二存储器13中的第一安全清单分区130、内核分区134、uboot分区135、以及内存盘分区136所存储的数据，并将所读取的数据下载到第一存储器12中存储。计算模块114根据第一存储器12所存储的各分区数据，分别计算内存分区134、uboot分区135及内存盘分区136的哈希值。判断模块111读取第一存储器12中所存储的第一安全清单，并将计算模块114计算的各个分区的哈希值与该第一安全清单中所记录的哈希值对应地进行比较，以判断是否一致。当判断模块111判断计算模块114计算的各个分区的哈希值与第一安全清单中记录的哈希值分别对应一致时，则确定该电子装置10当前的系统的标准工作路径处于正常状态，此时，该电子装置10正常工作。否则，则确定该系统的标准工作路径处于异常状态，此时，该电子装置10进入恢复系统进行恢复。

当判断模块111确定该系统的标准工作路径处于正常状态时，该处理器11根据第一存储器12中存储的内核分区134、uboot分区135以及内存盘分区136的执行程序，相应地依次执行各执行程序的功能。

当各执行程序执行完毕时，该分区读取模块113读取第二存储器13中的第二安全清单分区131及系统分区140的数据，并将所读取的数据存储到第一存储器12中。该计算模块114根据存储于第一存储器12中的系统分区140的数据计算系统分区140的哈希值。判断模块111读取第一存储器12中所存储的第二安全清单，并将计算模块114计算的系统分区140的哈希值与第二安全清单所记录的哈希值进行比较，以判断是否一致。当判断模块111判断计算模块114计算的系统分区140的哈希值与第二安全清单所记录的哈希值不一致时，则处理器11控制该电子装置10进入恢复系统进行恢复。当判断模块111判断计算模块114计算的系统分区的哈希值与第二安全清单所记录的哈希值一致时，则处理器11控制该电子装置10进入操作系统中进行更新安装包的下载，其中，该更新安装包包括第一安全清单分区130、第二安全清单分区131所述存储的数据、内核分区134、uboot分区135、内存盘分区136以及系统分区140所存储的执行程序的更新数据，从而，当安装该更新安装包时该电子装置10系统能够进行升级更新。

当该电子装置10进入恢复系统时，分区读取模块113读取第二存储器13中的第一安全清单分区130、uboot恢复分区137、内核恢复分区138以及内存盘恢复分区139所存储的数据，并相应地存储至第一存储器12中。该计算模块114获取第一存储器12中存储的各分区数据，分别计算boot恢复分区137、内核恢复分区138以及内存盘恢复分区139的哈希值。判断模块111读取第一存储器12中所存储的第一安全清单，并将计算模块114所计算的各分区的哈希值与第一安全清单所记录的哈希值进行比较，以判读是否一致。当判断模块111判断计算模块114计算的各个分区的哈希值与第一安全清单中记录的哈希值分别对应相等时，则确定电子装置10当前的恢复系统的工作路径处于正常状态，此时，该处理器11根据第一存储器12中存储的uboot恢复分区137、内核恢复分区138以及内存盘恢复分区139的执行程序，相应地依次执行各执行程序的功能。否则，则确定电子装置10当前的恢复系统的工作路径处于异常状态，此时结束当前的恢复进程。

请参阅图2，为本发明的升级方法的流程图，该方法包括：

步骤S200，开启该电子装置10，该分区读取模块113读取第二存储器13中的用户空间文件系统获取模块分区132及判断模块分区133，并将该用户空间文件系统获取模块分区132及判断模块分区133中所存储的用户空间文件系统获取模块执行程序及判断模块执行程序分别下载至第一存储器12中存储，以使用户空间文件系统获取模块112及判断模块111执行相应的功能。

该第二存储器13设置第一安全清单分区130、第二安全清单分区131、用户空间文件系统获取模块分区132、判断模块分区133以及内核分区134，其分别用于对应存储第一安全清单、第二安全清单、用户空间文件系统获取模块执行程序、判断模块执行程序以及用户空间文件系统获取模块的驱动程序。在本实施方式中，该第二存储器13还设置多个用于存储执行程序的分区，包括uboot分区135、内存盘分区136，多个用于存储执行程序恢复程序的分区，包括uboot恢复分区137、内核恢复分区138和内存盘恢复分区139。

步骤S201，该用户空间文件系统获取模块112读取用户空间文件系统块110以获取相应的用户空间文件系统信息，判断模块111根据该用户空间文件系统获取模块112所获取的用户空间文件系统信息判断电子装置10当前的系统是否为安全系统。若是，则进入步骤S202，否则，结束。

该处理器11包括用户空间文件系统块110，用于存储包括安全设置信息的用户空间文件系统信息。

步骤S202，当判断模块111确定该电子装置10当前的系统为安全系统时，分区读取模块113读取第二存储器13中的第一安全清单分区130、内核分区134、uboot分区135、以及内存盘分区136所存储的数据，并将所读取的数据下载到第一存储器12中存储。

该第一安全清单用于存储多个用于存储执行程序的分区的哈希值，以及多个用于存储执行程序恢复程序的分区的哈希值，在本实施方式中，该第一安全清单存储uboot分区135、内存盘分区136、uboot恢复分区137、内核恢复分区138和及内存盘恢复分区139的哈希值。

步骤S203，计算模块114根据第一存储器12所存储的各分区数据，分别计算内核分区134、uboot分区135及内存盘分区136的哈希值。

步骤S205，判断模块111读取第一存储器12中所存储的第一安全清单，并将计算模块114计算的各个分区的哈希值与该第一安全清单中所记录的哈希对应地进行比较，以判断是否一致。若是，则进入步骤S205，否则，进入步骤S210。

步骤S205，当判断模块111判断计算模块114计算的各个分区的哈希值与第一安全清单中记录的哈希值分别对应一致时，则确定该电子装置10当前的系统的标准工作路径处于正常状态时，该处理器11根据第一存储器12中存储的内核分区134、uboot分区135以及内存盘分区136的执行程序，相应地依次执行各执行程序的功能。

步骤S206，该分区读取模块113读取第二存储器13中的第二安全清单分区131及系统分区140所述存储的数据，并将所读取的数据下载到第一存储器12中存储。

该第二安全清单用于存储该系统分区140的哈希值。

步骤S207，该计算模块114根据第一存储器12中存储的系统分区140所存储的数据计算对应的哈希值。

步骤S208，判断模块111读取第一存储器12中所存储的第二安全清单，并将计算模块114计算的系统分区的哈希值与第二安全清单所记录的哈希值进行比较，以判断是否一致。若是，则进入步骤S209，否则，进入步骤S210。

步骤S209，当判断模块111判断计算模块114计算的系统分区的哈希值与第二安全清单所记录的哈希值一致时，则该电子装置10进入操作系统中进行更新安装包的下载，从而，当安装该更新安装包时该电子装置10系统能够进行升级更新。

其中，该更新安装包包括第一安全清单分区130、第二安全清单分区131所述存储的数据、内核分区134、uboot分区135、内存盘分区136以及系统分区140所存储的执行程序的更新数据。

步骤S210，该电子装置10进入恢复系统，分区读取模块113读取第二存储器13中的第一安全清单分区130、uboot恢复分区137、内核恢复分区138以及内存盘恢复分区139所存储的数据，并相应地下载至第一存储器12中存储。

步骤S211，该计算模块114获取第一存储器12中存储的各分区数据，分别计算uboot恢复分区137、内核恢复分区138以及内存盘恢复分区139的哈希值。

步骤S212，判断模块111读取第一存储器12中所存储的第一安全清单，并将计算模块114所计算的各分区的哈希值与第一安全清单所记录的哈希值进行比较，以判读是否一致。若是，则进入步骤S213，否则，结束。

步骤S213，当判断模块111判断计算模块114计算的各个分区的哈希值与第一安全清单中记录的哈希值分别对应相等时，则确定电子装置10当前的恢复系统的工作路径处于正常状态，此时，该处理器11根据第一存储器12中存储的uboot恢复分区137、内核恢复分区138以及内存盘恢复分区139的执行程序，相应地依次执行各执行程序的功能。

使用上述的能够安全升级的电子装置及升级方法，在第二存储器中设置第一安全清单分区和第二安全清单分区，并分别计算存储器中各执行程序分区以及系统分区的哈希值是否符合第一安全清单与第二安全清单中记录的哈希值，使系统进入操作系统进行更新安装包的下载与安装，从而使电子装置的系统能够安全地更新。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种能够安全升级的电子装置，包括处理器、第一存储器和第二存储器，其特征在于，所述处理器包括分区读取模块、计算模块及判断模块，所述第二存储器包括第一安全清单分区、第二安全清单分区、多个用于存储不同执行程序的执行程序分区及用于存储系统文件的系统分区，其中，所述第一安全清单分区用于存储记录所述多个执行程序分区哈希值的第一安全清单，所述第二安全清单分区用于存储记录所述系统分区哈希值的第二安全清单；

当所述电子装置开启时，所述分区读取模块将所述第二存储器中的第一安全清单分区及多个执行程序分区的数据存储至所述第一存储器，所述计算模块根据所述第一存储器中的多个执行程序分区数据计算所述多个执行程序分区的哈希值，当所述判断模块确定所述计算模块计算的所述多个执行程序分区的哈希值与所述第一存储器中的第一安全清单中所记录的哈希值对应一致时，根据所述第一存储器中的多个执行程序分区数据相应地执行所述多个执行程序；

所述分区读取模块还用于将所述第二存储器中的第二安全清单分区及系统分区的数据存储至所述第一存储器，所述计算模块根据所述第二存储器中的系统分区数据计算所述系统分区的哈希值，当所述判断模块判断所述计算模块计算的所述多个执行程序分区的哈希值与所述第一存储器中的第二安全清单中所记录的哈希值一致时，所述电子装置进入操作系统进行更新安装包的下载，从而，当安装所述更新安装包时进行升级更新。

2.如权利要求1所述的能够安全升级的电子装置，其特征在于，所述处理器还包括：

用户空间文件系统块，用于存储包括安全设置信息的用户空间文件系统信息；及

用户空间文件系统获取模块，用于读取用户空间文件系统块以获取相应的用户空间文件系统信息；

所述判断模块还用于根据所述用户空间文件系统获取模块所获取的用户空间文件系统信息判断所述电子装置当前的系统是否为安全系统。

3.如权利要求1所述的能够安全升级的电子装置，其特征在于，所述第二存储器还设置用户空间文件系统获取模块分区及判断模块分区，分别用于存储用户空间文件系统获取模块执行程序及判断模块执行程序；

所述分区读取模块还用于读取所述第二存储器中的用户空间文件系统获取模块分区及判断模块分区，并将所述用户空间文件系统获取模块分区及判断模块分区所存储的用户空间文件系统获取模块执行程序及判断模块执行程序下载至所述第一存储器中存储。

4.如权利要求1所述的能够安全升级的电子装置，其特征在于，所述更新安装包包括所述第一安全清单分区、第二安全清单分区、多个执行程序分区及系统分区的更新数据。

5.如权利要求1所述的能够安全升级的电子装置，其特征在于，所述第二存储器还包括多个用于存储不同执行程序的恢复程序的执行程序恢复分区，所述第一安全清单还用于记录所述多个执行程序恢复分区的哈希值。

6.如权利要求5所述的能够安全升级的电子装置，其特征在于，当所述判断模块判断所述计算模块计算的所述多个执行程序分区的哈希值与所述第一存储器所存储的第一安全清单中所记录的哈希值不一致时，以及并当所述判断模块判断所述计算模块计算的所述系统分区的哈希值与所述第一存储器所存储的第一安全清单中所记录的哈希值不一致时，控制所述电子装置进入恢复系统，所述分区读取模块读取并下载所述第二存储器中的第一安全清单分区及多个执行程序恢复分区所存储的数据至所述第一存储器，所述计算模块根据所述第一存储器存储的所述多个执行程序恢复分区的数据，分别计算所述多个执行程序恢复分区的哈希值，并当所述判断模块判断所述计算模块计算的所述多个执行程序恢复分区的哈希值与所述第一存储器中所存储的第一安全清单中记录的哈希值分别对应相等时，相应地执行所述多个执行程序的恢复程序。

7.如权利要求1所述的能够安全升级的电子装置，其特征在于，所述第一存储器为一随机存储器，所述第二存储器为一闪速存储器。

8.一种应用于电子装置安全升级的方法，其中，所述电子装置包括第一存储器和第二存储器，所述方法包括：

将所述第二存储器中的第一安全清单分区及用于存储不同执行程序的多个执行程序分区所存储的数据存储至所述第一存储器，其中，所述第一安全清单用于存储所述多个执行程序分区的哈希值；

根据所述第一存储器所存储的多个执行程序分区的数据，分别计算所述多个执行程序分区的哈希值；

判断所述计算的多个执行程序分区的哈希值与所述第一存储器所存储的第一安全清单中记录的哈希值是否一致；

当判断所述计算的多个执行程序分区的哈希值与所述第一安全清单中记录的哈希值分别对应一致时，根据所述第一存储器所存储的多个执行程序分区的数据依次执行相应功能；

读取并下载所述第二存储器中的第二安全清单分区及用于存储系统文件的系统分区所存储的数据至所述第一存储器，其中，所述第二安全清单用于存储所述系统分区的哈希值；

根据所述第一存储器所存储的系统分区数据计算对应的哈希值；

判断所述计算的系统分区哈希值与所述第一存储器所存储的第二安全清单中记录的哈希值是否一致；

当判断所述计算的系统分区的哈希值与所述第二安全清单中记录的哈希值一致时，所述电子装置进入操作系统进行更新安装包的下载，从而，当安装所述更新安装包时所述电子装置的系统进行升级更新。

9.如权利要求8所述的应用于电子装置安全升级的方法，其特征在于，当判断所述计算的多个执行程序分区的哈希值与所述第一安全清单中记录的哈希值不一致时，以及当判断所述计算的系统分区的哈希值与所述第二安全清单中记录的哈希值不一致时，还包括：

所述电子装置进入恢复系统，读取并下载所述第二存储器所存储的第一安全清单分区及用于存储不同执行程序的恢复程序的多个执行程序恢复分区所存储的数据至所述第一存储器，其中，所述第一安全清单还用于存储所述多个执行程序恢复分区的哈希值；

根据所述第一存储器所述存储的多个执行程序恢复分区数据，分别计算所述多个执行程序恢复分区的哈希值；

判断所述计算的多个执行程序恢复分区的哈希值与所述第一存储器所存储的第一安全清单中记录的哈希值是否对应一致；

判断所述计算的多个执行程序恢复分区的哈希值与所述第一存储器所存储的第一安全清单中记录的哈希值对应一致时，根据所述第一存储器所存储的多个执行程序恢复分区的数据依次执行相应的恢复功能。

10.如权利要求8所述的应用于电子装置安全升级的方法，其特征在于，所述更新安装包包括所述第一安全清单分区、第二安全清单分区、多个执行程序分区及系统分区的更新数据。

11.如权利要求8所述的应用于电子装置安全升级的方法，其特征在于，当执行将所述第二存储器中的第一安全清单分区及用于存储不同执行程序的多个执行程序分区所存储的数据存储至所述第一存储器之前，还包括：

获取用户空间文件系统信息，并根据获取的用户空间文件系统信息判断所述电子装置当前的系统是否为安全系统，其中，所述用户空间文件系统信息预存在所述电子装置的用户空间文件系统块中。

12.如权利要求8所述的应用于电子装置安全升级的方法，其特征在于，所述第一存储器为一随机存储器，所述第二存储器为一闪速存储器。

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