CN112311799A - 一种Tbox固件的OTA安全升级方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Tbox固件的OTA安全升级方法，涉及Tbox固件升级技术领域，通过将Tbox设备端与TSP平台各自产生的随机数以及Tbox设备端的设备ID，与根密钥RK共同组合成最终密钥K，使得每次Tbox固件升级过程中形成的最终密钥K都是不同的，且TSP平台通过其中的设备ID也可以辨别发信方的身份，大大提升了固件升级的安全性。

Description

一种Tbox固件的OTA安全升级方法
技术领域
本发明涉及Tbox固件升级技术领域，具体是一种Tbox固件的OTA安全升级方法。
背景技术
Telematics BOX，简称车载Tbox，是车联网系统四大部件之一。车联网系统包括主机、车载Tbox、TSP平台和手机APP，其中主机主要用于车内的影音娱乐，以及车辆信息显示，车载Tbox主要用于与TSP系统/手机APP通信，实现手机APP的车辆信息显示与控制。
Tbox固件升级是指对Tbox内部的软件或者固件程序进行升级，以解决当前版本存在的缺陷，或者发布新功能。固件升级包括以下两种方式：一种是烧录或者刷机软件包，另一种是OTA升级。OTA升级是通过网络获取升级包，对设备进行软件升级，是一种便捷且低成本的升级方式。
车载Tbox软件升级或车辆ECU固件升级时，网络中传输数据都是明文数据，这相当于把车辆安全信息和敏感数据暴露在外。攻击者很容易通过截取/篡改这些数据，例如修改车辆信息使得车辆瘫痪，或控制车辆制造事故等，存在巨大隐患。
针对传输数据的安全性问题，研发人员自然想到通过将数据进行加密后进行再进行传输，从而避免数据被截取/篡改。国家知识产权局2020年2月21日授权公告的发明专利CN106572106B公开了一种Tbox终端与TSP平台之间密钥生成办法及报文传输方法，通过在Tbox终端内设置一个安全加密芯片，并将主密钥写入其中，主密钥是结合硬件设备通过既定算法生成的；Tbox终端与TSP平台之间传输的报文经主密钥加解密。该方案虽然指明了Tbox终端与TSP平台之间的报文加密传输方案及其主密钥生成办法，但是密钥生成方案固定且生成后固定不变，一旦主密钥被截获，Tbox终端与TSP平台的报文传输还是存在较大风险。
发明内容
针对现有Tbox固件升级存在的技术隐患，本发明提供一种Tbox固件的OTA安全升级方法，极大地提升了Tbox固件在OTA升级过程中的安全性。
一种Tbox固件的OTA安全升级方法，包括以下步骤：
步骤1，Tbox设备端收到升级任务，向TSP平台上报设备ID、设备状态及版本信息；
步骤2，TSP平台验证设备ID及版本信息是否合法，以及是否符合升级要求；
步骤3，Tbox设备端生成随机数RC，提交至TSP平台的安全授权中心；
步骤4，TSP平台的安全授权中心向Tbox设备端返回随机数RT；
步骤5，Tbox设备端安全芯片和TSP平台各自将随机数RC、随机数RT、根密钥RK、设备ID组合成最终密钥K；
步骤6，TSP平台使用最终密钥K对升级固件进行加密；
步骤7，Tbox设备端向TSP平台请求下载升级固件的地址，并根据地址下载升级固件firmware，利用最终密钥K对升级固件firmware进行解密，更新Tbox设备端的升级包信息、版本号、启动标识；
步骤8，Tbox设备端进行软件重启，根据启动标识启动新版本固件，完成升级。
进一步的，最终密钥K组合方法包括以下步骤：
步骤5.1，将随机数RC和随机数RT拼接成数据块rDATA1，对其进行散列运算，得到数据块K1＝hash1{rDATA1}；
步骤5.2，将设备ID和根密钥RK拼接成数据块rDATA2，对其进行散列运算，得到数据块K2＝hash2{rDATA2}；
步骤5.3，将数据块K1和数据块K2拼接成数据块kDATA，对其进行散列运算，得到最终密钥K＝hash{kDATA}。
进一步的，TSP平台的安全授权中心将其公钥PUBKEY与随机数RT一同返回至Tbo x设备端；TSP平台在使用最终密钥K对升级固件进行加密前，使用私钥PRIKEY对升级固件进行数字签名；Tbox设备端使用最终密钥K解密升级固件后，再利用公钥PUBKEY进行签名验证。
本发明将Tbox设备端与TSP平台各自产生的随机数以及Tbox设备端的设备ID，与根密钥RK共同组合成最终密钥K，使得每次Tbox固件升级过程中形成的最终密钥K都是不同的，且TSP平台通过其中的设备ID也可以辨别发信方的身份，大大提升了固件升级的安全性。
附图说明
图1为最终密钥K的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
实施例1
一种Tbox固件的OTA安全升级方法，包括以下步骤：
步骤1，Tbox设备端收到升级任务，向TSP平台上报设备ID、设备状态及版本信息；
步骤2，TSP平台验证设备ID及版本信息是否合法，以及是否符合升级要求；
步骤3，Tbox设备端生成随机数RC，提交至TSP平台的安全授权中心；
步骤4，TSP平台的安全授权中心向Tbox设备端返回随机数RT；
步骤5，Tbox设备端安全芯片和TSP平台各自将随机数RC、随机数RT、根密钥RK、设备ID组合成最终密钥K；
步骤6，TSP平台使用最终密钥K对升级固件进行加密；
步骤7，Tbox设备端向TSP平台请求下载升级固件的地址，并根据地址下载升级固件firmware，利用最终密钥K对升级固件firmware进行解密，更新Tbox设备端的升级包信息、版本号、启动标识；
步骤8，Tbox设备端进行软件重启，根据启动标识启动新版本固件，完成升级。
本发明将Tbox设备端与TSP平台各自产生的随机数以及Tbox设备端的设备ID，与根密钥RK共同组合成最终密钥K，使得每次Tbox固件升级过程中形成的最终密钥K都是不同的，且TSP平台通过其中的设备ID也可以辨别发信方的身份，大大提升了固件升级的安全性。
具体的，在本实施例中，最终密钥K组合方法如图1所示，包括以下步骤：
步骤5.1，将随机数RC和随机数RT拼接成数据块rDATA1，对其进行散列运算，得到数据块K1＝hash1{rDATA1}；
步骤5.2，将设备ID和根密钥RK拼接成数据块rDATA2，对其进行散列运算，得到数据块K2＝hash2{rDATA2}；
步骤5.3，将数据块K1和数据块K2拼接成数据块kDATA，对其进行散列运算，得到最终密钥K＝hash{kDATA}。
为了进一步提高固件升级的安全性，TSP平台的安全授权中心将其公钥PUBKEY与随机数RT一同返回至Tbox设备端；TSP平台在使用最终密钥K对升级固件进行加密前，使用私钥PRIKEY对升级固件进行数字签名；Tbox设备端使用最终密钥K解密升级固件后，再利用公钥PUBKEY进行签名验证。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种Tbox固件的OTA安全升级方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，Tbox设备端收到升级任务，向TSP平台上报设备ID、设备状态及版本信息；
步骤2，TSP平台验证设备ID及版本信息是否合法，以及是否符合升级要求；
步骤3，Tbox设备端生成随机数RC，提交至TSP平台的安全授权中心；
步骤4，TSP平台的安全授权中心向Tbox设备端返回随机数RT；
步骤5，Tbox设备端安全芯片和TSP平台各自将随机数RC、随机数RT、根密钥RK、设备ID组合成最终密钥K；
步骤6，TSP平台使用最终密钥K对升级固件进行加密；
步骤7，Tbox设备端向TSP平台请求下载升级固件的地址，并根据地址下载升级固件firmware，利用最终密钥K对升级固件firmware进行解密，更新Tbox设备端的升级包信息、版本号、启动标识；
步骤8，Tbox设备端进行软件重启，根据启动标识启动新版本固件，完成升级。
2.根据权利要求1所述的Tbox固件的OTA安全升级方法，其特征在于，最终密钥K组合方法包括以下步骤：
步骤5.1，将随机数RC和随机数RT拼接成数据块rDATA1，对其进行散列运算，得到数据块K1＝hash1{rDATA1}；
步骤5.2，将设备ID和根密钥RK拼接成数据块rDATA2，对其进行散列运算，得到数据块K2＝hash2{rDATA2}；
步骤5.3，将数据块K1和数据块K2拼接成数据块kDATA，对其进行散列运算，得到最终密钥K＝hash{kDATA}。
3.根据权利要求1或2所述的Tbox固件的OTA安全升级方法，其特征在于，TSP平台的安全授权中心将其公钥PUBKEY与随机数RT一同返回至Tbox设备端；
TSP平台在使用最终密钥K对升级固件进行加密前，使用私钥PRIKEY对升级固件进行数字签名；Tbox设备端使用最终密钥K解密升级固件后，再利用公钥PUBKEY进行签名验证。
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