CN107359999A - 一种uboot固件保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种uboot固件保护方法，包括步骤：S1，对固件进行数字签名；S2，构造固件头，将签名放在固件头中；S3，uboot对验证签名的公钥进行解析，生成参数；S4，uboot启动后从固件头部读取签名并验证。本发明的uboot固件保护方法在uboot中进行验证固件，这时系统还未启动，此时他人无法通过更改路由器系统的方法达到跳过校验，另一方面，即使他人通过系统BUG已经将固件进行了更换，此时uboot检测到固件不合法不会启动固件，依然能起到保护路由器的作用。

Description

一种uboot固件保护方法
技术领域
本发明涉及固件保护机制，具体涉及一种uboot固件保护方法。
背景技术
目前，随着移动设备的大量出现，物联网时代即将来临，路由器理所当然的成为物联网的中心节点，很多公共场合，包括停车场、大型商场、户外直播间等无都使用无线路由器作为传输节点。因此，路由器的安全性显得十分重要。为防止路由器系统被其他路由器系统代替，导致的安全性，稳定性等问题，路由器厂商采用各种固件验证保护的方式，防止系统被非法更换或修改。目前的路由器用来进行固件保护的主流技术方案有:采用固件头版本号验证；采用哈希或者其他摘要校验算法；采用对称加密算法，例如，AES算法；仅在系统升级时进行的签名校验。
这些方式加密固件，一定程度上防止了固件被更改和更换，但这些方式也都很容易被破解，因为：增加固件头版本号，可以被伪造相同的固件头版本号；哈希等摘要算法及加密算法可以被暴力猜解；升级时的签名校验可以通过更改升级程序跳过验证；被这些方法破解后，仍旧无法认证固件的来源可靠性，使用这样的固件本地升级，存在极大的安全问题，甚至会造成网络瘫痪。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种固件保护方法，即使固件被他人篡改，也可使被篡改后的路由器不能正常使用；该方法的核心就是将固件签名的验证过程放在UBOOT中，验证的结果决定是否启动固件。
本发明采用的技术方案是：一种uboot固件保护方法，包括以下步骤：
S1，对固件进行数字签名；
S2，构造固件头，将签名放在固件头中；
S3，uboot对验证签名的公钥进行解析，生成参数；
S4，uboot启动后从固件头部读取签名并验证。
进一步地，所述步骤S1具体包括：
首先使用SHA1对内核分区进行摘要计算；
使用RSA非对称加密算法的私钥对上一步生成的摘要进行加密生成签名。
更进一步地，所述步骤S2具体包括：
生成固件时在内核分区前加入固件头，方便启动时从固件头部分读入签名后，计算内核的起始地址；
填充固件头的相应字段，并将生成的签名放在sign字段。
更进一步地，所述步骤S3具体包括：
在uboot编译阶段便对RSA公钥进行解析，将解析完后的exponent等关键参数存储到uboot固定偏移量的位置，方便uboot启动后读取。
更进一步地，所述步骤S4具体包括：
uboot启动后并不直接启动固件内核，而是对内核分区进行SHA1生成摘要；
使用公钥参数对固件头中的签名部分进行解签名得到内核的摘要值；
将从签名中得到的摘要值和当前计算的摘要值进行比较，在一致的情况下启动固件，在不一致的情况下不启动固件。
更进一步地，所述uboot固件保护方法对uboot引导启动的固件进行保护，只允许符合指定签名及加密规则的合法固件引导启动。
本发明的优点：
本发明的uboot固件保护方法在uboot中进行验证固件，这时系统还未启动，此时他人无法通过更改路由器系统的方法达到跳过校验，另一方面，即使他人通过系统BUG已经将固件进行了更换，此时uboot检测到固件不合法不会启动固件，依然能起到保护路由器的作用。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的一种uboot固件保护方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1，如图1所示的一种uboot固件保护方法，包括以下步骤：
S1，对固件进行数字签名；
S2，构造固件头，将签名放在固件头中；
S3，uboot对验证签名的公钥进行解析，生成参数；
S4，uboot启动后从固件头部读取签名并验证。
固件分为内核和文件系统两部分，内核为只读分区，文件系统可读写分区，因此签名部分仅对内核分区进行签名。
所述步骤S1具体包括：
首先使用SHA1对内核分区进行摘要计算；
使用RSA非对称加密算法的私钥对上一步生成的摘要进行加密生成签名。
所述步骤S2具体包括：
生成固件时在内核分区前加入固件头，之所以加在内核分区前是方便启动时从固件头部分读入签名后，计算内核的起始地址较为方便。
填充固件头的相应字段，并将生成的签名放在sign字段。
所述步骤S3具体包括：
因为uboot没有文件系统，并不能直接保存RSA公钥文件，故在uboot编译阶段便对RSA公钥进行解析，将解析完后的exponent等关键参数存储到uboot固定偏移量的位置，方便uboot启动后读取。
所述步骤S4具体包括：
uboot启动后并不直接启动固件内核，而是对内核分区进行SHA1生成摘要；
使用公钥参数对固件头中的签名部分进行解签名得到内核的摘要值；
将从签名中得到的摘要值和当前计算的摘要值进行比较，在一致的情况下启动固件，在不一致的情况下不启动固件。
所述uboot固件保护方法对uboot引导启动的固件进行保护，只允许符合指定签名及加密规则的合法固件引导启动。
uboot固件保护方法基本实现包括：
生成固件时添加固件头，首先使用私钥对固件的内核部分生成签名，放置在固件头中；
UBOOT引导固件时用公钥对固件的的内核部分和生成的签名进行签名验证；
验证通过则引导系统启动，不通过则提示错误到UBOOT控制台。
本发明的uboot固件保护方法在uboot中进行验证固件，这时系统还未启动，此时他人无法通过更改路由器系统的方法达到跳过校验，另一方面，即使他人通过系统BUG已经将固件进行了更换，此时uboot检测到固件不合法不会启动固件，依然能起到保护路由器的作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (6)

1.一种uboot固件保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，对固件进行数字签名；
S2，构造固件头，将签名放在固件头中；
S3，uboot对验证签名的公钥进行解析，生成参数；
S4，uboot启动后从固件头部读取签名并验证。
2.根据权利要求1所述的uboot固件保护方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
首先使用SHA1对内核分区进行摘要计算；
使用RSA非对称加密算法的私钥对上一步生成的摘要进行加密生成签名。
3.根据权利要求1所述的uboot固件保护方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
生成固件时在内核分区前加入固件头，方便启动时从固件头部分读入签名后，计算内核的起始地址；
填充固件头的相应字段，并将生成的签名放在sign字段。
4.根据权利要求1所述的uboot固件保护方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
在uboot编译阶段便对RSA公钥进行解析，将解析完后的exponent等关键参数存储到uboot固定偏移量的位置，方便uboot启动后读取。
5.根据权利要求1所述的uboot固件保护方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
uboot启动后并不直接启动固件内核，而是对内核分区进行SHA1生成摘要；
使用公钥参数对固件头中的签名部分进行解签名得到内核的摘要值；
将从签名中得到的摘要值和当前计算的摘要值进行比较，在一致的情况下启动固件，在不一致的情况下不启动固件。
6.根据权利要求1所述的uboot固件保护方法，其特征在于，所述uboot固件保护方法对uboot引导启动的固件进行保护，只允许符合指定签名及加密规则的合法固件引导启动。
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