CN106293531A - 一种基于flash写保护的防止SD使用过程中flash被意外篡改的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于flash写保护的防止SD使用过程中flash被意外篡改的方法，包括（S1）当所述SD设备启动时，将flash写保护指令集和flash去保护指令集全部载入SD设备的内存中保存；（S2）检测bootloader分区是否需要升级，若需要，则（S3）从外部载入待升级的bootloader内容，同时在该过程中当flash与内存之间的串行接口空闲时，从内存中向该bootloader分区一次性写入所述flash去保护指令集，对该bootloader分区进行去保护操作；（S4）升级bootloader内容；（S6）从内存中一次性写入flash写保护指令集，对所述bootloader分区进行flash写保护操作。本发明巧妙利用flash写保护保证了SD设备中bootloader分区不被意外篡改，也不会被破坏，即便其他分区部分出现被篡改的情况，也能够通过应急通道进行升级，恢复SD设备的功能。

Description

一种基于flash写保护的防止SD使用过程中flash被意外篡改 的方法
技术领域
本发明涉及智能设备技术领域，具体地讲，是涉及一种基于flash写保护的防止SD使用过程中flash被意外篡改的方法。
背景技术
目前很多公司都纷纷尝试智能设备（SD,Smart Device）领域，SD设备功能越来越多，硬件集成度越来越高。但是因为一些成本控制或者设计方案不那么完善，以及一些难以避免的原因（如突然停电）导致了SD使用过程中flash（闪存）上固件被意外篡改，SD设备无法正常工作。
SD在使用过程中，由于硬件设备老化、正常使用突然断电等原因，导致了flash中存放的固件被意外篡改，使SD无法正常使用。图1所示，是常规的flash布局，具体的SD设备制造厂商可能略有不同。第一个分区一定是Bootloader分区，对系统进行引导，同时系统镜像分区也一定会有，实现设备主要的功能。其他区域按照各设备的需求而定。
由于某些特殊原因（如突然断电），flash中的镜像文件被篡改，导致SD无法正常启动。遇到这种情况用户只能选择退换货或者自认倒霉。Flash被意外篡改的情况导致退换货在SD设备制造公司非常普遍。如果能够有效减少flash被意外篡改的发生，可以有效的减少公司的损失。从源头上来减少flash被意外篡改，各大flash厂商正在努力的去改正，但是却无法避免。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种基于flash写保护的防止SD使用过程中flash被意外篡改的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于flash写保护的防止SD使用过程中flash被意外篡改的方法，所述flash内包括bootloader分区、参数区和系统内核根文件分区，其中，对所述bootloader分区进行flash写保护；
（S1）当所述SD设备启动时，将flash写保护指令集和flash去保护指令集全部载入SD设备的内存中保存；
（S2）检测bootloader分区是否需要升级，若需要，则进行下一步，否则保持所述bootloader分区处于写保护状态；
（S3）从外部载入待升级的bootloader内容，同时在该过程中当flash与内存之间的串行接口空闲时，从内存中向该bootloader分区一次性写入所述flash去保护指令集，对该bootloader分区进行去保护操作；
（S4）对bootloader分区内数据进行擦写操作，升级bootloader内容；
（S5）从flash中读取升级后的bootloader内容进行校验，并与升级前的bootloader的校验值进行对比，判断是否升级成功，若是，则进行下一步，否则跳转至步骤（S4）；
（S6）从内存中一次性写入flash写保护指令集，对所述bootloader分区进行flash写保护操作。
进一步地，所述flash中还设有一校验区，用于保存升级前的bootloader内容的校验值。
作为一种优选，所述校验值为ECC校验值。
作为一种优选，所述检验值为MD5码。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明巧妙利用flash写保护保证了SD设备中bootloader分区不被意外篡改，也不会被破坏，从而使得SD设备在使用时能够至少启动bootloader，即便其他分区部分出现被篡改的情况，也能够通过应急通道进行升级，恢复SD设备的功能，避免了现有技术中因flash出现意外而导致整个SD设备报废的情况，可有效减少SD设备制造公司的损失，同时本发明中在进行写保护和去保护操作时，均先将相关的指令集载入内存再在SPI空闲时一次性写入flash，实现了纳秒级操作，相比现有技术中多条指令分别下达flash的毫秒级操作有极大的提升，在有效提升操作效率的同时更是避免了毫秒级操作更容易造成flash损害的问题，并且本发明构思巧妙新颖，易于实现，应用性好，成本低廉，具有广泛的应用前景，适合推广应用。
（2）本发明利用校验区单独保存升级前的bootloader校验值，保证了升级成功的准确度，有效避免错误进行flash写保护的情况发生。
附图说明
图1为现有技术中flash内的分区布局示意图。
图2为本发明的流程示意图。
图3为本发明中的flash分区布局示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图2至图3所示，该基于flash写保护的防止SD使用过程中flash被意外篡改的方法，所述flash内包括bootloader分区、参数区和系统内核根文件分区，其中，对所述bootloader分区进行flash写保护；
（S1）当所述SD设备启动时，将flash写保护指令集和flash去保护指令集全部载入SD设备的内存中保存；
（S2）检测bootloader分区是否需要升级，若需要，则进行下一步，否则保持所述bootloader分区处于写保护状态；
（S3）从外部载入待升级的bootloader内容，同时在该过程中当flash与内存之间的串行接口空闲时，从内存中向该bootloader分区一次性写入所述flash去保护指令集，对该bootloader分区进行去保护操作；
（S4）对bootloader分区内数据进行擦写操作，升级bootloader内容；
（S5）从flash中读取升级后的bootloader内容进行校验，并与升级前的bootloader的校验值进行对比，判断是否升级成功，若是，则进行下一步，否则跳转至步骤（S4）；
（S6）从内存中一次性写入flash写保护指令集，对所述bootloader分区进行flash写保护操作。
其中，所述flash中还设有一校验区，用于保存升级前的bootloader内容的校验值。优选地，所述校验值为ECC校验值或MD5码。
所述flash写保护是指通过设置flash内置的寄存器，保证flash在没有收到特定的指令时，保护特定区域执行擦除或写入操作不会生效。现有的flash写保护基于硬件特点，只能随机保护一个块或者flash头部或尾部的一个区域。针对SD设备内的flash设置情况，我们选择通过flash写保护保护其flash头部区域，即从bootloader分区起的区域，但是由于SD设备flash中参数区在使用过程中需要频繁擦写，因而其进行flash写保护的意义不大，对其进行flash写保护反而会影响参数读写的效率，因此只能对bootloader分区进行flash写保护，其意义在于SD系统启动过程中，设备需要先加载bootloader然后通过bootloader去引导系统，对bootloader分区进行flash写保护后，即使系统镜像文件发送了篡改，SD设备依然可以进入紧急升级状态，从而通过升级系统等手段恢复SD设备的正常功能。
另一方面，本发明在进行flash写保护操作和flash去保护操作中，先将相应的指令集载入SD设备的内存中保存，在flash和内存之间的串行接口SPI空闲时，一次性写入flash内完成相应的写保护或去保护操作，如此达到纳秒级的指令操作；相比现有技术中对flash的指令是一条条下达的毫秒级操作，效率有极大的提升，并且毫秒级的操作在SD设备掉电情况下，更容易造成flash损害。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于flash写保护的防止SD使用过程中flash被意外篡改的方法，其特征在于，所述flash内包括bootloader分区、参数区和系统内核根文件分区，其中，对所述bootloader分区进行flash写保护；
（S1）当所述SD设备启动时，将flash写保护指令集和flash去保护指令集全部载入SD设备的内存中保存；
（S2）检测bootloader分区是否需要升级，若需要，则进行下一步，否则保持所述bootloader分区处于写保护状态；
（S3）从外部载入待升级的bootloader内容，同时在该过程中当flash与内存之间的串行接口空闲时，从内存中向该bootloader分区一次性写入所述flash去保护指令集，对该bootloader分区进行去保护操作；
（S4）对bootloader分区内数据进行擦写操作，升级bootloader内容；
（S5）从flash中读取升级后的bootloader内容进行校验，并与升级前的bootloader的校验值进行对比，判断是否升级成功，若是，则进行下一步，否则跳转至步骤（S4）；
（S6）从内存中一次性写入flash写保护指令集，对所述bootloader分区进行flash写保护操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于flash写保护的防止SD使用过程中flash被意外篡改的方法，其特征在于，所述flash中还设有一校验区，用于保存升级前的bootloader内容的校验值。
3.根据权利要求2所述的一种基于flash写保护的防止SD使用过程中flash被意外篡改的方法，其特征在于，所述校验值为ECC校验值。
4.根据权利要求2所述的一种基于flash写保护的防止SD使用过程中flash被意外篡改的方法，其特征在于，所述检验值为MD5码。
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