CN107273152A - 一种防止系统ecu软件被误升级的解决方法 - Google Patents

一种防止系统ecu软件被误升级的解决方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于软件技术领域，具体公开一种防止系统ECU软件被误升级的解决方法，增加工程锁定信息，并将工程锁定信息分别放置于flash中ECU软件的应用代码区和生成的S19文件中，在升级ECU软件的应用代码前，上位机从S19文件中解析出工程锁定信息，并与Flash中存储的工程锁定信息做算法比对，算法比对结果一致允许应用代码升级，否则不做任何更改，升级之后，再次对ECU接收的升级文件数据和上位机的S19文件数据进行算法比对，确定升级的有效与否。本发明通过增加工程锁定信息保护代码的有效与安全；通过算法比对，避免了直接发送工程信息内容，只需要结合解锁密钥和随机数生成解锁信息，完成解锁，过程更加安全。

Description

一种防止系统ECU软件被误升级的解决方法
技术领域
本发明属于ECU软件技术领域，具体公开一种防止系统ECU软件被误升级的解决方法。
背景技术
ECU(electronic control unit)电子控制单元，即行车电脑，是车辆电子控制系统中的核心元器件；目前，汽车制造商在车辆召回或技术更新时，常常需要升级车辆的ECU软件，ECU软件升级主要指通过重新改写ECU存储程序进行ECU软件的升级，可以达到提升动力、增加马力、扭矩或降低油耗、优化汽车性能的目的。ECU软件升级中会面临着升级文件被误用而导致的一系列问题，需要提供防止升级文件被误用而被误升级的解决方法。
本发明针对提供一种防止ECU软件被误升级的解决方法，所述的ECU为飞思卡尔芯片，软件开发环境为Freescale CodeWarrior系列，编译生成的程序文件为S-record格式文件。S-record格式文件是Freescale CodeWarrior编译器生成的后缀名为.S19的程序文件，是一段直接烧写进MCU的ASCII码，英文全称问Motorola format for EEPROMprogramming。
对S-record格式文件的介绍如下：
S-record每行最大是78个字节，156个字符
S-record format为：type count address data checksum
type(类型)：2个字符，用来描述记录的类型(S0，S1，S2，S3，S5，S7，S8，S9)。
count(计数)：2个字符，用来组成和说明了一个16进制的值，显示了在记录中剩余成对字符的计数。
address(地址)：4或6或8个字节，用来组成和说明了一个16进制的值，显示了数据应该装载的地址，这部分的长度取决于载入地址的字节数。2个字节的地址占用4个字符，3个字节的地址占用6个字符，4个字节的地址占用8个字符。
data(数据)：0—64字符，用来组成和说明一个代表了内存载入数据或者描述信息的16进制的值。
checksum(校验和)：2个字符，这些字符当被配对并换算成16进制数据的时候形成了一个最低有效字符节，该字符节用来表达作为补充数据，地址和数据库的字符对所代表的(字节的)补码的byte总和；即计数值、地址场和数据场的若干字符以两个字符为一对，将它们相加求和，和的溢出部分不计，只保留最低两位字符NN，checksum＝0xFF-0xNN。
S0Record：记录类型是“S0”(0x5330)。地址场没有被用，用零置位(0x0000)。数据场中的信息被划分为以下四个子域：
name(名称)：20个字符，用来编码单元名称；
ver(版本)：2个字符，用来编码版本号；
rev(修订版本)：2个字符，用来编码修订版本号；
description(描述)：0-36个字符，用来编码文本注释；
此行表示程序的开始，不需烧入memory。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种防止ECU软件被误升级的解决方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种防止系统ECU软件被误升级的解决方法，其特征在于：通过配置CodeWarrior工程文件的方法增加工程锁定信息，编译工程文件生成S19升级文件，从S19升级文件中复制出工程锁定信息字符串，把此工程锁定信息字符串作为静态数据写到ECU软件的源代码中，并指定其编译后存储在Flash参数分区中的地址，在升级ECU软件的应用代码前，上位机从S19升级文件中解析出工程锁定信息，并与Flash中存储的工程锁定信息做算法比对，算法比对结果一致的情况下允许应用代码升级，否则不做任何更改。
进一步的，还包括在应用代码升级过程完成之后进行的数据完整有效性的验证过程。
所述的数据完整有效性的验证，是指对ECU接收到的S19升级文件和上位机中的S19文件数据进行相同的CRC算法验证，如果验证结果一致，则ECU软件升级有效；否则，ECU软件升级无效。
进一步的，所述的工程锁定信息做算法比对包括采用CRC算法对ECU中的工程锁定信息和上位机从S19文件中解析出的工程锁定信息比较验证过程，以及CRC算法校验通过后，将工程锁定信息结合解锁密钥、随机数进行的HASH算法比对过程。
在上位机和ECU应用系统之间第一次进行通讯时，先在ECU的应用软件区域和上位机之间采用CRC算法对工程锁定信息进行比较验证，如果验证通过，则ECU应用系统清除Flash中的对应的启动标志，ECU应用系统复位并进入Bootloader中，在Bootloader中执行采用HASH算法对工程锁定信息、解锁密钥、随机数进行处理的操作，其中，随机数是ECU的Bootloader接收到上位机发送的指令请求后随机生成的，ECU的Bootloader将生成的随机数存储并通过UDS通信协议发送给上位机，供上位机生成校验码使用。
进一步的，所述的HASH算法比对过程具体如下：
ECU应用系统采用HASH算法处理存储于flash中ECU软件应用代码区的工程锁定信息、解锁密钥、随机数生成一串唯一校验码一；
上位机采用HASH算法处理S19文件中的工程锁定信息、解锁密钥、随机数生成一串唯一校验码二；
上位机通过UDS通信协议将生成的唯一校验码二发送给ECU应用系统，ECU应用系统接收该校验码，并和自身生成的校验码二比较；如果结合一致，则ECU应用系统解锁，执行上位机发送的升级文件S19进行应用代码升级流程。
本发明通过增加工程锁定信息保护代码的有效与安全。将工程锁定信息添置到S19文件的S0行和flash中的应用代码区域，对二者进行算法比对，避免了直接发送工程信息内容，只需要结合解锁密钥和随机数生成解锁信息，通过UDS协议将解锁信息发送至ECU完成解锁允许升级，如此使软件结构更加清晰，过程更加安全；进一步的，采用CRC算法对升级结果进行验证，保证了升级的有效性；本发明确保了ECU软件运行的安全可靠，也可以推广到其他领域的软件升级保护等。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
如图1所示的本实施例所述的一种防止系统ECU软件被误升级的解决方法，其特征在于：通过配置CodeWarrior工程文件的方法增加工程锁定信息，编译工程文件生成S19升级文件，从S19升级文件中复制出工程锁定信息字符串，把此工程锁定信息字符串作为静态数据写到ECU软件的源代码中，并指定其编译后存储在Flash参数分区中的地址，所述Flash存储空间分boot分区，参数分区和应用分区，在升级ECU软件的应用代码前，上位机从S19升级文件中解析出工程锁定信息，并与Flash中存储的工程锁定信息做算法比对，算法比对结果一致的情况下允许应用代码升级，否则不做任何更改。
本方法的实现分布在ECU应用软件和Bootloader中，所述的工程锁定信息的生成方法包括以下步骤：
(1)、在CodeWarrior IDE中打开应用工程，选菜单Edit->Standard Setting，打开工程设置，在列表Target选Linker for HC12，在右边栏Application Filename编辑框输入工程相关信息作为唯一的工程锁定信息，以区别其他工程，点击Apply确认应用；
(2)、在列表Target选Burner for HC12，在右边栏点Option，打开对话框BurnerOption Settings，在Output标签页内勾选Configure S-Records，再勾选No Path inS0Record，剩余其他项不勾选即可，点击确认按钮；重新编译代码，生成的S19文件的S0则包含有工程锁定信息，把S0记录的data域和校验域一并复制，粘贴在ECU软件的源代码中，例：
S0记录为：S00F00004D313650484556325F4243559E
ECU软件的源代码中对应的数据为：
const INT8U_project_print_[32]@0xDEE0＝"4D313650484556325F4243559E"；
注：代码中的存放地址0xDEE0是根据工程内存分配的独立空间，大小为32字节。
从升级准确性保障角度考虑，本发明还包括在应用代码升级过程完成之后进行的数据完整有效性的验证过程。
所述的数据完整有效性的验证过程具体如下：所述的数据完整有效性的验证，是指对ECU接收到的文件数据和上位机中的S19文件数据进行相同的CRC算法验证，如果验证结果一致，则ECU软件升级有效；否则，ECU软件升级无效。
具体的，所述的工程锁定信息做算法比对包括采用CRC算法对位于ECU和上位机从S19文件中解析出的工程锁定信息比较验证过程，以及CRC算法校验通过后，在将工程锁定信息结合解锁密钥、随机数进行的HASH算法比对过程。
在具体实施时，在上位机和ECU应用系统之间第一次进行通讯时，先在ECU的应用软件区域和上位机之间采用CRC算法对工程锁定信息进行比较验证，该过程快速，提供了升级安全的第一道保障；如果验证通过，则ECU应用系统清除Flash中的对应的启动标志，系统复位并进入Bootloader中，在Bootloader中执行采用HASH算法对工程锁定信息、解锁密钥、随机数进行处理的操作，其中，随机数是ECU应用系统接收到上位机发送的指令请求后随机生成的，ECU应用系统将生成的随机数存储并通过UDS通信协议发送给上位机，供上位机生成校验码使用。
在具体实施过程中，所述的HASH算法比对过程具体如下：
ECU应用系统采用HASH算法处理存储于flash中ECU软件应用代码区的工程锁定信息、解锁密钥、随机数生成一串唯一校验码一；
上位机采用HASH算法处理S19文件中的工程锁定信息、解锁密钥、随机数生成一串唯一校验码二；
ECU应用系统和上位机之间采用UDS协议，上位机通过UDS的安全访问服务(27Hex)将生成的唯一校验码二发送给ECU应用系统，ECU应用系统接收该校验码，并和自身生成的校验码二比较；如果结合一致，则ECU应用系统解锁，执行上位机发送的升级文件S19进行应用代码升级流程。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种防止系统ECU软件被误升级的解决方法，其特征在于：通过配置CodeWarrior工程文件的方法增加工程锁定信息，编译工程文件生成S19升级文件，从S19升级文件中复制出工程锁定信息字符串，把此工程锁定信息字符串作为静态数据写到ECU软件的源代码中，并指定其编译后存储在Flash参数分区中的地址，在升级ECU软件的应用代码前，上位机从S19升级文件中解析出工程锁定信息，并与Flash中存储的工程锁定信息做算法比对，算法比对结果一致的情况下允许应用代码升级，否则不做任何更改。
2.根据权利要求1所述的防止系统ECU软件被误升级的解决方法，其特征在于：还包括在应用代码升级之后进行的数据完整有效性的验证。
3.根据权利要求2所述的防止系统ECU软件被误升级的解决方法，其特征在于：所述的数据完整有效性的验证，是指对ECU接收到的S19升级文件和上位机中的S19文件数据进行相同的CRC算法验证，如果验证结果一致，则ECU软件升级有效；否则，ECU软件升级无效。
4.根据权利要求1-3任一项所述的防止系统ECU软件被误升级的解决方法，其特征在于：所述的工程锁定信息做算法比对包括采用CRC算法对工程锁定信息的比较验证，以及CRC算法验证通过后，在将工程锁定信息结合解锁密钥、随机数进行的HASH算法比对过程。
5.根据权利要求4所述的防止系统ECU软件被误升级的解决方法，其特征在于：所述的HASH算法比对过程具体如下：
ECU应用系统采用HASH算法处理存储于flash中ECU软件应用代码区的工程锁定信息、解锁密钥、随机数生成一串唯一校验码一；
上位机采用HASH算法处理S19文件中的工程锁定信息、解锁密钥、随机数生成一串唯一校验码二；
ECU应用系统接收上位机发送的唯一校验码二，和唯一校验码一比较；如果结合一致，则ECU应用系统解锁，执行应用代码升级流程。
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