CN111859311A - 一种基于CPU IP Security Engine的终端设备软件防非法拷贝方法 - Google Patents

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张坤
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林志超
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Qingdao Topscomm Communication Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于CPU IP Security Engine的终端设备软件防非法拷贝方法，该方法用于内嵌有Security Engine的嵌入式CPU芯片，通过对CPU的MTP(Multi‑Time Programmable)控制器写入随机生成的密钥，并将通过此密钥对既定明文加密得到密文1，并存储于嵌入式设备的FLASH芯片上，设备上电软件运行时，CPU IP Security Engine调用CPU MTP中密钥进行加密，计算明文对应密文2；密文1和密文2进行一对一认证，判断此设备为非法设备。本发明有效地防止软件被非法复制滥用。

Description

一种基于CPU IP Security Engine的终端设备软件防非法拷 贝方法
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种基于CPU IP Security Engine的终端设备软件防非法拷贝方法。
背景技术
随着设备迭代升级，嵌入式芯片功能越来越丰富，嵌入式Linux逐渐发展起来。嵌入式Linux系统固然有着其效率高，内核小，通用，稳定等优点，但是Linux作为一个通用操作系统，软件只能以文件的方式储存在存储设备上，很容易被拷贝复制，并在其他同架构的嵌入式Linux设备上运行起来，造成软件的非法复制滥用。
目前对于嵌入式平台软件仿复制的解决办法有：
1、硬件ID判别：软件运行时，读取所处系统的硬件设备ID(MAC等)，当设备ID合法时，才正常运行，设备ID不合法时，软件退出。
2、软件序列号：用户在启动软件时，需要输入从营销商处购买的序列号进行认证，软件通过检查序列号的合法性来决定是否正常运行。
3、网络认证：软件通过互联网和认证服务器通信，进行合法性认证。
但是上述几类方法各有弊端：
第一种方法，非法用户可以手动修改设备硬件ID，比如修改MAC地址，避开软件的合法性检查。而且认证服务器会带来成本以及维护工作的增加。
第二种方法需要用添加专门的用户输入设备，增加设备复杂度和设备成本。
第三种方法需要有网络连接，很多嵌入式设备是处于无网络环境或者内部网络环境，而且认证服务器会带来成本以及维护工作的增加。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种基于CPU IP Security Engine的终端设备软件防非法拷贝方法，本发明的技术方案如下。
一种基于CPU IP Security Engine的终端设备软件防非法拷贝方法用于内嵌有Security Engine的嵌入式CPU芯片，所述方法包括：
生成随机数密钥；
通过CPU MTP存储器存储加密密钥；
CPU IP Security Engine调用CPU MTP中密钥进行加密，计算明文对应密文1；
加密后，密文1写入设备FLSAH芯片；
设备上电，软件运行时，CPU IP Security Engine调用CPU MTP中密钥进行加密，计算明文对应密文2；
读取FLASH上的密文2；
密文1和密文2进行一对一认证；
其中，当所述密文1与密文2相同时，设备继续运行；
当所述密文1与密文2不同时，执行防拷贝措施。
进一步地，通过密文1和密文2一对一认证，进行软件运行环境的合法性鉴别，当密文1与密文2相同时，软件可以复制到另外一个经设备商认证的合法设备运行环境中，软件可以在所有的合法环境中自由拷贝，顺利运行；当密文1与密文2不同时，软件被拷贝到未经设备商认证的非法环境中，执行防非法拷贝措施。
进一步地，在设备商认证的运行环境中，CPU MTP存储器已经写入随机数密钥；FLASH存储器已经存储了此设备上CPU IP Security Engine的加密运算结果。
进一步地，在未经设备商认证的运行环境中，非法设备包括以下三种情形：CPUMTP存储器未写入随机数密钥；FLASH存储器没有存储此设备上CPU IP Security Engine的加密运算结果；FLASH存储器上的加密运算结果和CPU MTP中随机数密钥不匹配。
进一步地，除CPU和存储加密运算结果的FLASH存储器之外的其他任何外围电路元件改动，不被认为对设备商认证的运行环境的破坏。
本发明的有益效果为：有效地防止软件被非法复制滥用。
附图说明
图1为本发明方法的运行逻辑；
图2为本发明方法的覆盖面。
具体实施方式
下面将结合本发明方法的运行逻辑图，对本发明的一种基于CPU IP SecurityEngine的终端设备软件防非法拷贝方法进行清楚、完整地描述。
如图1所示为本发明方法的运行逻辑，分为两部分，设备出厂前的认证阶段和出厂后的保护运行阶段。
出厂前的认证阶段，如图1设备商认证过程所示：
S101：随机生成一串256字节的随机数密钥。
S102：将S101步骤中生成的密钥写入CPU的MTP存储器。
S103：定义一串明文，明文内容可以由设备商自主定义，此明文需要内嵌于软件中或者存储于FLASH芯片上。
S104：将S103中定义的明文通过IP Security Engine进行加密，得到密文1。
S105：加密结果(密文1)存储于设备的FLASH存储器上。
S106：设备由生产商配送到实际用户端。
S107：用户对设备上电，设备内的软件开始运行。
S108：软件运行时，首先调用CPU的IP Security Engine接口，将内嵌于软件程序中的或存储于FLASH上的明文进行加密，得到密文2。
S109：读取FLASH上的出厂前认证阶段存储的密文1。
S110：将S108和S109步骤得到的密文1和密文2作比较。
S111：如果S110的结果是相同，说明该设备是经过正常出厂认证的设备，软件正常运行。如果不相同，说明该软件被非法拷贝到了一个未经认证的设备上，软件会执行既有的防非法拷贝措施，退出或报警。
本发明能有效地防止软件被非法拷贝复制，原因如下：
1.MTP存储器中的密钥是随机生成的，写完后，设备厂商自己都无法短时间内再次生成一个同样的密钥，非法盗用者就更不可能自己生成同样的密钥。
2.MTP存储器是不可读的，非法盗用者不能读取已写入的密钥。
3.明文加密后的密文是不可识别状态的乱序数据，该数据存储于FALSH上，非法盗用者无法猜测哪段数据是加密认证密文。
4.软件非法盗用后的穷举应用场景如图2所示，都无法正常运行。
以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种基于CPU IP Security Engine的终端设备软件防非法拷贝方法，其特征在于，所述方法用于内嵌有Security Engine的嵌入式CPU芯片，所述方法包括：
生成随机数密钥；
通过CPU MTP存储器存储加密密钥；
CPU IP Security Engine调用CPU MTP中密钥进行加密，计算明文对应密文1；
加密后，密文1写入设备FLSAH芯片；
设备上电，软件运行时，CPU IP Security Engine调用CPU MTP中密钥进行加密，计算明文对应密文2；
读取FLASH上的密文1；
密文1和密文2进行一对一认证；
其中，当所述密文1与密文2相同时，设备软件继续运行；
当所述密文1与密文2不同时，执行防拷贝措施。
2.根据权利要求1所述的终端设备软件防非法拷贝方法，其特征在于，通过密文1和密文2一对一认证，进行软件运行环境的合法性鉴别，当密文1与密文2相同时，软件可以复制到另外一个经设备商认证的合法设备运行环境中，软件可以在所有的合法环境中自由拷贝，顺利运行；当密文1与密文2不同时，软件被拷贝到未经设备商认证的非法环境中，执行防非法拷贝措施。
3.根据权利要求2所述的终端设备软件防非法拷贝方法，其特征在于，在设备商认证的运行环境中，CPU MTP存储器已经写入随机数密钥；FLASH存储器已经存储了此设备上CPUIP Security Engine的加密运算结果。
4.根据权利要求2所述的终端设备软件防非法拷贝方法，其特征在于，在未经设备商认证的运行环境中，非法设备包括以下三种情形：CPU MTP存储器未写入随机数密钥；FLASH存储器没有存储此设备上CPU IP Security Engine的加密运算结果；FLASH存储器上的加密运算结果和CPU MTP中随机数密钥不匹配。
5.根据权利要求2所述的终端设备软件防非法拷贝方法，其特征在于，除CPU和存储加密运算结果的FLASH存储器之外的其他任何外围电路元件改动，不被认为对设备商认证的运行环境的破坏。
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