CN109062598A - 一种安全的ota升级方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明的技术方案包括一种安全的OTA升级方法，包括以下步骤：S10、在服务器中生成OTA升级包；S20、从服务器下载所述OTA升级包至预升级系统的升级缓存区；S30、从所述升级缓存区读取OTA升级包并将其写入预升级系统的系统分区；其中，所述OTA升级包括有多个分区数据，服务器在生成OTA升级包时，在所述每个分区数据中嵌入包括版本号信息的版本校验数据结构。本发明的有益效果为：分区数据与版本校验数据结构绑定，根据各分区数据中的版本校验数据结构判断OTA升级进度，防止升级进度出现紊乱，不用设置和修改OTA状态标志，能够防止OTA状态标志被恶意篡改或出现错误导致的无法识别升级进度而不能恢复升级的问题，升级更加安全。

Description

一种安全的OTA升级方法及系统

技术领域

本发明涉及一种安全的OTA升级方法及系统，属于无线通信技术领域。

背景技术

在无线通信设备的应用中，发布新产品、开发新功能或修正一些存在的问题后，往往需要通过升级系统以应用这些更新，而空中编程(Over-the-air programming，缩写OTA)是一种为设备分发新软件、新配置，乃至更新加密密钥的方法，以其方便高效的优势，成为越来越多厂家考虑的升级方案。

OTA升级需要更新多个分区数据，此过程中有可能出现各种诸如电量不足等意外中断的情况，这种情况下就需要在充电重启后通过某种方法获取OTA升级进度以继续完成被中断的升级操作。现有技术中，采用的方案是：设计一个OTA状态标志，存放在flash上的某个位置，如设置一个misc分区；在OTA的每个阶段写入分区数据结束后，修改该标志为指定值；启动过程和启动后，通过读取该标志，来确定是否OTA仍未完成，并从指定阶段继续OTA升级。

现有技术的方案存在如下缺点：写入分区数据和修改标志是分离的，可能出现标志与实际升级状态不一致而导致升级失败；标志修改过程中如果意外中断会导致无法识别升级进度从而无法继续完成升级；标志可以被修改，无法被安全机制保护，可能被恶意篡改。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种安全的OTA升级方法及系统，通过在OTA升级包的各分区数据中嵌入包括版本号信息的版本校验数据结构，无需另外设置和修改OTA状态标志，根据各分区数据中的只读的版本校验数据结构判断OTA升级进度，简单安全。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种安全的OTA升级方法，包括以下步骤：

S10、在服务器中生成OTA升级包；

S20、从服务器下载所述OTA升级包至预升级系统的升级缓存区；

S30、从所述升级缓存区读取OTA升级包并将其写入预升级系统的系统分区；

其中，所述OTA升级包括有多个分区数据，服务器在生成OTA升级包时，在所述每个分区数据中嵌入包括版本号信息的版本校验数据结构。

优选地，所述版本校验数据结构的属性为只读，并与分区数据共同受安全机制的保护。

进一步，所述步骤S20包括：

S21、获取OTA升级包下载链接；

S22、缓存OTA升级包的全部分区数据至所述升级缓存区的对应位置；

S23、校验该OTA升级包完整性，若完整，则进入步骤S30，否则转至步骤S21重新请求下载。

进一步，所述步骤S30包括：

S31、根据版本校验数据结构校验下载的OTA升级包各分区数据的版本号信息与预升级系统各分区数据的版本号是否一致，若一致则转至步骤S34,否则转至步骤S32；

S32、备份预升级系统数据后进入OTA升级模式；

S33、根据预设升级策略，从升级缓存区依次读取对应分区数据并将其写入预升级系统的系统分区，直至所有分区数据更新完成；

S34、不执行升级写入操作，并做相应提示。

进一步，在所述OTA升级模式的升级过程中意外中断后的恢复升级方法，包括：

S41、校验系统分区的各分区数据的完整性和版本校验数据结构中的版本号信息；

S42、根据预设升级策略和各分区数据的完整性及版本号信息判断OTA升级进度；

S43、根据OTA升级进度执行相应操作，若OTA升级进度为未开始或部分升级完成，则根据升级策略进入步骤S30；若OTA升级进度为全部完成，则直接加载升级后的系统。

一种OTA升级系统，包括用于生成OTA升级包的服务器和预升级系统的设备，

所述服务器，用于生成OTA升级包，所述OTA升级包括有多个分区数据，所述每个分区数据中嵌入包括版本号信息的版本校验数据结构；

所述预升级系统的设备，包括：

下载模块，用于从服务器下载所述OTA升级包至预升级系统的升级缓存区；

升级模块，用于从所述升级缓存区读取OTA升级包并将其写入预升级系统的系统分区。

进一步，所述下载模块包括：

下载请求单元，用于获取OTA升级包下载链接；

缓存单元，用于缓存OTA升级包的全部分区数据至所述升级缓存区的对应位置；

完整性校验单元，用于校验该OTA升级包完整性。

进一步，所述升级模块包括：

版本校验单元，用于根据版本校验数据结构校验下载的OTA升级包各分区数据的版本号信息与预升级系统各分区数据的版本号是否一致；

升级准备单元，用于备份预升级系统数据后进入OTA升级模式；

升级单元，用于根据预设升级策略，从升级缓存区依次读取对应分区数据并将其写入预升级系统的系统分区，直至所有分区数据更新完成；

失败提示单元，用于在OTA升级包非更高版本时，取消升级写入操作，并做相应提示。

进一步，该OTA升级系统还包括恢复升级模块，所述恢复升级模块包括：

系统分区校验单元，用于校验系统分区的各分区数据的完整性和版本校验数据结构中的版本号信息；

升级进度判断单元，用于根据预设升级策略和各分区数据的完整性及版本号信息判断OTA升级进度；

升级恢复单元，用于根据OTA升级进度执行相应操作，若OTA升级进度为未开始或部分升级完成，则根据升级策略进入升级模块；若OTA升级进度为全部完成，则直接加载升级后的系统。

本发明的有益效果是：本发明采用的一种安全的OTA升级方法及系统，通过在OTA升级包的各分区数据中嵌入包括版本号信息的版本校验数据结构，分区数据与版本校验数据结构绑定，写入分区数据的同时就写入了版本校验数据结构，根据各分区数据中的版本校验数据结构判断OTA升级进度，防止升级进度出现紊乱，不用设置和修改OTA状态标志，能够防止OTA状态标志被恶意篡改或出现错误导致的无法识别升级进度而不能恢复升级的问题，升级更加安全。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种安全的OTA升级流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种安全的OTA升级流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种安全的OTA升级流程图；

图4是本发明实施例四提供的一种安全的OTA升级流程图；

图5是本发明的设备系统升级前的一种状态示意图；

图6是本发明的设备系统意外中断后的一种状态示意图；

图7是本发明实施例五提供的一种OTA升级系统结构示意图；

图8是本发明实施例六提供的一种OTA升级系统结构示意图；

图9是本发明实施例七提供的一种OTA升级系统结构示意图；

图10是本发明实施例八提供的一种OTA升级系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的OTA升级方法及系统适用于设备的空中升级。

实施例一

参照图1，本实施例提供的一种安全的OTA升级方法,包括以下步骤：

S10、在服务器中生成OTA升级包；

S20、从服务器下载所述OTA升级包至预升级系统的升级缓存区；

S30、从所述升级缓存区读取OTA升级包并将其写入预升级系统的系统分区；

其中，所述OTA升级包括有多个分区数据，服务器在生成OTA升级包时，在所述每个分区数据中嵌入包括版本号信息的版本校验数据结构，每次生成更新的OTA升级包，版本校验数据结构中的版本号则进行递增。

本实施例中，所述版本校验数据结构的属性为只读，并与分区数据共同受安全机制的保护，通常情况下无法被修改或删除，若强制修改或删除，则会导致整个分区数据无法通过校验；由于版本校验数据结构是嵌入在分区数据，因此当分区数据更新完成，版本校验数据结构的版本号也同时更新了，根据预设的升级策略和各分区数据的版本校验数据结构的版本号即可判断出OTA升级进度。

实施例二

参照图2，本实施例中，所述步骤S20包括：

S21、获取OTA升级包下载链接；

S22、缓存OTA升级包的全部分区数据至所述升级缓存区的对应位置；

S23、校验该OTA升级包完整性，若完整，则进入步骤S30，否则转至步骤S21重新请求下载。

本实施例中，由于OTA升级包一般不大，因此完整性校验是在每次下载完整个OTA升级包后进行校验；根据需要，也可以每下载一个分区数据后即对该分区数据进行完整性校验。由于是将整个OTA升级包缓存到升级缓存区并进行完整性校验后才进入步骤S30进行升级写入操作，因此避免了因OTA升级包损坏或缺失导致升级失败的情况。

实施例三

参照图3，本实施例中，所述步骤S30包括：

S31、根据版本校验数据结构校验下载的OTA升级包各分区数据的版本号信息与预升级系统各分区数据的版本号是否一致，若一致则转至步骤S34,否则转至步骤S32；

S32、备份预升级系统数据后进入OTA升级模式；

S33、根据预设升级策略，从升级缓存区依次读取对应分区数据并将其写入预升级系统的系统分区，直至所有分区数据更新完成；

S34、不执行升级写入操作，并做相应提示。

本实施例中，根据预设升级策略的不同，各分区数据的升级顺序有可能不同，一个分区数据更新完成后则校验启动更新下一个分区数据，直至更新完所有分区数据。其中，步骤S32中的OTA升级模式可以是在系统正常运行状态下直接进行升级，升级完成后重启进入升级后的系统；也可以是重启后进入升级界面开始升级，升级完成后直接进入升级后的系统。

实施例四

参照图4，本实施例中，在所述OTA升级模式的升级过程中意外中断后的恢复升级方法，包括：

S41、校验系统分区的各分区数据的完整性和版本校验数据结构中的版本号信息；

S42、根据预设升级策略和各分区数据的完整性及版本号信息判断OTA升级进度；

S43、根据OTA升级进度执行相应操作，若OTA升级进度为未开始或部分升级完成，则根据升级策略进入步骤S30；若OTA升级进度为全部完成，则直接加载升级后的系统。

具体的，参照图5-图6，以如下系统为例对恢复升级方法进行说明。

该系统包括TOC0、TOC1、KERNEL和ROOTFS四种数据，其中TOC0和TOC1为裸数据，KERNEL和ROOTFS存储于分区表所划分的分区中，为了方便描述，这里的分区为广义的分区，对TOC0和TOC1所在的区域也视作分区，即对应的四个分区数据。本实施例中，如图5所示，以后缀V1和V2分别指代预升级系统的版本号和OTA升级包的版本号，设备内预升级系统包括TOC0_V1、TOC1_V1、KERNEL_V1和ROOTFS_V1四个分区数据，OTA升级包包括TOC0_V2、TOC1_V2、KERNEL_V2和ROOTFS_V2四个分区数据，此处依次将OTA升级包的四个分区数据对应写入预升级系统的四个系统分区从而将V1版本升级到V2版本，升级时，根据预设的升级策略按指定顺序进行升级，本实施例中的升级顺序为依次升级ROOTFS_V1、KERNEL_V1、TOC1_V1和TOC0_V1，升级过程因电量不足等意外中断，待上电重启后，系统分区校验单元校验预升级系统的各系统分区中数据完整性及检查分区数据版本号，此时设备各分区数据及版本号处于如图6所示状态，ROOTFS_V1和KERNEL_V1成功升级到ROOTFS_V2和KERNEL_V2，TOC1_V1所在系统分区的数据校验失败，TOC0_V1所在系统分区的数据及版本号无变化，升级进度判断单元根据预设升级策略的升级顺序和如图6所示状态可判断出在升级意外中断的前一刻处于正在写入TOC1_V2的过程中，则升级恢复单元根据升级策略的升级顺序从TOC1_V1所在系统分区开始继续进行升级，直至升级完成。

该OTA升级方法，通过分区数据中嵌入的只读的版本校验数据结构判断升级进度，无需额外设置和修改OTA状态标志，能够避免因OTA状态标志被恶意篡改或意外出错导致的升级失败，保证了数据业务异常、意外掉电、模块意外死机等情况下恢复升级的稳定性，升级更加安全。

实施例五

参照图7，本实施例中，一种OTA升级系统，包括用于生成OTA升级包的服务器和预升级系统的设备，

所述服务器，用于生成OTA升级包，所述OTA升级包括有多个分区数据，所述每个分区数据中嵌入包括版本号信息的版本校验数据结构；每次生成更新的OTA升级包，版本校验数据结构中的版本号则进行递增

所述预升级系统的设备，包括：

下载模块，用于从服务器下载所述OTA升级包至预升级系统的升级缓存区；

升级模块，用于从所述升级缓存区读取OTA升级包并将其写入预升级系统的系统分区。

实施例六

参照图8，本实施例中，所述下载模块包括：

下载请求单元，用于获取OTA升级包下载链接；

缓存单元，用于缓存OTA升级包的全部分区数据至所述升级缓存区的对应位置；

完整性校验单元，用于校验该OTA升级包完整性。

实施例七

参照图9，本实施例中，所述升级模块包括：

版本校验单元，用于根据版本校验数据结构校验下载的OTA升级包各分区数据的版本号信息与预升级系统各分区数据的版本号是否一致；

升级准备单元，用于备份预升级系统数据后进入OTA升级模式；

升级单元，用于根据预设升级策略，从升级缓存区依次读取对应分区数据并将其写入预升级系统的系统分区，直至所有分区数据更新完成；

失败提示单元，用于在OTA升级包非更高版本时，取消升级写入操作，并做相应提示。

实施例八

参照图10，本实施例中，该OTA升级系统还包括恢复升级模块，所述恢复升级模块包括：

系统分区校验单元，用于校验系统分区的各分区数据的完整性和版本校验数据结构中的版本号信息；

升级进度判断单元，用于根据预设升级策略和各分区数据的完整性及版本号信息判断OTA升级进度；

升级恢复单元，用于根据OTA升级进度执行相应操作，若OTA升级进度为未开始或部分升级完成，则根据升级策略进入升级模块；若OTA升级进度为全部完成，则直接加载升级后的系统。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种安全的OTA升级方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、在服务器中生成OTA升级包；

S20、从服务器下载所述OTA升级包至预升级系统的升级缓存区；

S30、从所述升级缓存区读取OTA升级包并将其写入预升级系统的系统分区；

其中，所述OTA升级包括有多个分区数据，服务器在生成OTA升级包时，在所述每个分区数据中嵌入包括版本号信息的版本校验数据结构。

2.根据权利要求1所述的OTA升级方法，其特征在于：所述版本校验数据结构的属性为只读，并与分区数据共同受安全机制的保护。

3.根据权利要求1所述的OTA升级方法，其特征在于，所述步骤S20包括：

S21、获取OTA升级包下载链接；

S22、缓存OTA升级包的全部分区数据至所述升级缓存区的对应位置；

S23、校验该OTA升级包完整性，若完整，则进入步骤S30，否则转至步骤S21重新请求下载。

4.根据权利要求3所述的OTA升级方法，其特征在于：所述步骤S30包括：

S31、根据版本校验数据结构校验下载的OTA升级包各分区数据的版本号信息与预升级系统各分区数据的版本号是否一致，若一致则转至步骤S34,否则转至步骤S32；

S32、备份预升级系统数据后进入OTA升级模式；

S33、根据预设升级策略，从升级缓存区依次读取对应分区数据并将其写入预升级系统的系统分区，直至所有分区数据更新完成；

S34、不执行升级写入操作，并做相应提示。

5.根据权利要求1-4任一所述的OTA升级方法，其特征在于，在所述OTA升级模式的升级过程中意外中断后的恢复升级方法，包括：

S41、校验系统分区的各分区数据的完整性和版本校验数据结构中的版本号信息；

S42、根据预设升级策略和各分区数据的完整性及版本号信息判断OTA升级进度；

S43、根据OTA升级进度执行相应操作，若OTA升级进度为未开始或部分升级完成，则根据升级策略进入步骤S30；若OTA升级进度为全部完成，则直接加载升级后的系统。

6.一种OTA升级系统，包括用于生成OTA升级包的服务器和预升级系统的设备，其特征在于：

所述服务器，用于生成OTA升级包，所述OTA升级包括有多个分区数据，所述每个分区数据中嵌入包括版本号信息的版本校验数据结构；

所述预升级系统的设备，包括：

下载模块，用于从服务器下载所述OTA升级包至预升级系统的升级缓存区；

升级模块，用于从所述升级缓存区读取OTA升级包并将其写入预升级系统的系统分区。

7.根据权利要求6所述的OTA升级系统，其特征在于，所述下载模块包括：

下载请求单元，用于获取OTA升级包下载链接；

缓存单元，用于缓存OTA升级包的全部分区数据至所述升级缓存区的对应位置；

完整性校验单元，用于校验该OTA升级包完整性。

8.根据权利要求7所述的OTA升级系统，其特征在于，所述升级模块包括：

版本校验单元，用于根据版本校验数据结构校验下载的OTA升级包各分区数据的版本号信息与预升级系统各分区数据的版本号是否一致；

升级准备单元，用于备份预升级系统数据后进入OTA升级模式；

升级单元，用于根据预设升级策略，从升级缓存区依次读取对应分区数据并将其写入预升级系统的系统分区，直至所有分区数据更新完成；

失败提示单元，用于在OTA升级包非更高版本时，取消升级写入操作，并做相应提示。

9.根据权利要求8所述的OTA升级系统，其特征在于，还包括恢复升级模块，所述恢复升级模块包括：

系统分区校验单元，用于校验系统分区的各分区数据的完整性和版本校验数据结构中的版本号信息；

升级进度判断单元，用于根据预设升级策略和各分区数据的完整性及版本号信息判断OTA升级进度；

升级恢复单元，用于根据OTA升级进度执行相应操作，若OTA升级进度为未开始或部分升级完成，则根据升级策略进入升级模块；若OTA升级进度为全部完成，则直接加载升级后的系统。