请教fpga加密方法

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 09:56:12

目前准备用stm32配置fpga，方便后续升级，请问有没有什么比较好的方法加密fpga

xivisi · 发表于 2017-1-18 10:10:27

除非FPGA本身支持，否则，想都不要想。直接挂逻辑分析仪到STM32连接的配置引脚，就把数据搞出来了

ackyee · 发表于 2017-1-18 10:12:05

本帖最后由 ackyee 于 2017-1-18 10:14 编辑

我的静脉仪用FPGA来做，我打算在周围一圈放上公司LOGO
即使别人COPY了我的固件跟PCB 但想改LOGO就没那么容易了

现在只是原型机，后面可能有订单了再考虑加密事宜了

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 10:55:12

xivisi 发表于 2017-1-18 10:10
除非FPGA本身支持，否则，想都不要想。直接挂逻辑分析仪到STM32连接的配置引脚，就把数据搞出来了 ...

和外置的加密芯片通讯呢？

asma · 发表于 2017-1-18 10:58:22

买加密功能的fpga

xivisi · 发表于 2017-1-18 11:00:58

whxiaowang 发表于 2017-1-18 10:55
和外置的加密芯片通讯呢？

这个倒是可以，FPGA的二进制文件几乎不能反编译，加载配置文件后和专用芯片通信是可以的（通信内容需要经常变，如果对称加密，密钥也要变）

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 11:23:32

xivisi 发表于 2017-1-18 11:00
这个倒是可以，FPGA的二进制文件几乎不能反编译，加载配置文件后和专用芯片通信是可以的（通信内容需要 ...

现在想的是用环形振荡器产生随机数，有搞过吗？

3DA502 · 发表于 2017-1-18 11:33:33

whxiaowang 发表于 2017-1-18 11:23
现在想的是用环形振荡器产生随机数，有搞过吗？

你这个怎么保证别人不能复制。。

牛人的加密方法是使用非常正弦的波形，在内部进行二倍频，加密的难度都在于怎么生成这个非常正弦的波形

zjykwym · 发表于 2017-1-18 11:35:59

3DA502 发表于 2017-1-18 11:33
你这个怎么保证别人不能复制。。

牛人的加密方法是使用非常正弦的波形，在内部进行二倍频，加密的难度都 ...

加密可以考虑MSCC/ACTEL的FPGA

tongdayusu · 发表于 2017-1-18 11:43:25

外置安全芯片。 FPGA判断是否有期望的芯片，如果没有罢工即可。不过这种芯片要有一定的量才好买。

liandao · 发表于 2017-1-18 13:05:01

lattice xp2 altera mx10好像都有加密

河图洛书 · 发表于 2017-1-18 13:09:37

ackyee 发表于 2017-1-18 10:12
我的静脉仪用FPGA来做，我打算在周围一圈放上公司LOGO
即使别人COPY了我的固件跟PCB 但想改LOGO就没那么 ...

你好，你的周围打一圈LOGO，是不是在显示界面上啊？

stdio · 发表于 2017-1-18 13:15:43

xilinx zynq，自带AES-256。

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 13:18:50

3DA502 发表于 2017-1-18 11:33
你这个怎么保证别人不能复制。。

牛人的加密方法是使用非常正弦的波形，在内部进行二倍频，加密的难度都 ...

环形振荡器产生的随机数随机性相对已经很高了

ackyee · 发表于 2017-1-18 13:45:15

河图洛书发表于 2017-1-18 13:09
你好，你的周围打一圈LOGO，是不是在显示界面上啊？

是的这个也能破解的吗

xivisi · 发表于 2017-1-18 14:21:40

whxiaowang 发表于 2017-1-18 13:18
环形振荡器产生的随机数随机性相对已经很高了

FPGA做的环形振荡器，做好是可以的（考虑好热噪声和电压，防止出现特定的分布不真随机），随机数只是一个方面。

用外部加密芯片（提供唯一ID、特定鉴别方式、通信数据实时变化），FPGA的配置文件里能鉴别这个ID就可以。也就是说，几乎是一个板子一个配置文件，量小还可以。

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 15:04:03

xivisi 发表于 2017-1-18 14:21
FPGA做的环形振荡器，做好是可以的（考虑好热噪声和电压，防止出现特定的分布不真随机），随机数只是一个 ...

fpga产生随机数，然后发给加密芯片运算，将加密芯片得运算结果与自身运算的结果对比，程序不用每个芯片单独配置。现在环形振荡器写的有问题，三个非门中两个被优化掉了，这个怎么解决？

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 15:04:38

stdio 发表于 2017-1-18 13:15
xilinx zynq，自带AES-256。

这种fpga太贵了，用不起

xzyang · 发表于 2017-1-18 15:08:33

actel A3P060 10块钱左右。

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 15:39:39

xzyang 发表于 2017-1-18 15:08
actel A3P060 10块钱左右。

现在板子已经做了用的EP2C5

xivisi · 发表于 2017-1-18 15:46:02

whxiaowang 发表于 2017-1-18 15:04
fpga产生随机数，然后发给加密芯片运算，将加密芯片得运算结果与自身运算的结果对比，程序不用每个芯片单 ...

你做一批板子，里面的加密芯片对同样的数据进行加密，输出结果是否相同？如果相同也是没用的，抄你的板就是了。

另外，防止综合优化，请使用keep约束。

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 16:13:28

xivisi 发表于 2017-1-18 15:46
你做一批板子，里面的加密芯片对同样的数据进行加密，输出结果是否相同？如果相同也是没用的，抄你的板就 ...

加密结果不同就是要保证随机数随机性高，目前这样写两个非门被优化了
wire osc_a_temp1,osc_a_temp2,osc_a_temp3/* synthesis keep=1 */;
assign osc_a_temp2=~osc_a_temp1;
assign osc_a_temp3=~osc_a_temp2;
assign osc_a_temp1=~osc_a_temp3;

Pjm2008 · 发表于 2017-1-18 16:17:59

常用的加密芯片有哪些

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 16:25:18

Pjm2008 发表于 2017-1-18 16:17
常用的加密芯片有哪些

目前用的atsha204a，atmel有很多

xivisi · 发表于 2017-1-18 16:30:03

本帖最后由 xivisi 于 2017-1-18 16:37 编辑

whxiaowang 发表于 2017-1-18 16:13
加密结果不同就是要保证随机数随机性高，目前这样写两个非门被优化了
wire osc_a_temp1,osc_a_temp2,o ...

好像，你没有明白我说的意思。

我说的是，你使用的加密芯片，最好是不同的芯片（型号相同），初始条件相同（同时上电），时对同样的数据进行加密时，输出的密文必须是不同的。如果输出的密文相同有什么意义？？不能防止抄板，也不能防止枚举攻击。

xivisi · 发表于 2017-1-18 16:36:57

whxiaowang 发表于 2017-1-18 16:13
加密结果不同就是要保证随机数随机性高，目前这样写两个非门被优化了
wire osc_a_temp1,osc_a_temp2,o ...

防止综合器优化，给你说了，用keep约束，如果是 Quartus II 则为 /* synthesis keep="1" */

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 16:40:34

xivisi 发表于 2017-1-18 16:30
好像，你没有明白我说的意思。

我说的是，你使用的加密芯片，最好是不同的芯片（型号相同），初始条件相 ...

明白你的意思了，我现在的想法是保证每次的加密的数据不一样，

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 16:41:33

xivisi 发表于 2017-1-18 16:36
防止综合器优化，给你说了，用keep约束，如果是 Quartus II 则为 /* synthesis keep="1" */ ...

我在定义的时候加了

LQS1200 · 发表于 2017-1-18 16:56:04

FPGA是不是有自带配置芯片的?

xivisi · 发表于 2017-1-18 17:05:46

whxiaowang 发表于 2017-1-18 16:41
我在定义的时候加了

（/* synthesis keep=1 */）
简单弄了个，貌似没有被优化掉

没有加的，是被优化了

xivisi · 发表于 2017-1-18 17:08:02

测试环境：Quartus II 64bit 13.1.4
测试代码：

module TEST
(
input wire clk,
output reg do
);
wire osc_a_temp1,
osc_a_temp2,
osc_a_temp3/* synthesis keep=1 */;
assign osc_a_temp2=~osc_a_temp1;
assign osc_a_temp3=~osc_a_temp2;
assign osc_a_temp1=~osc_a_temp3;
always @(posedge clk)
do <= osc_a_temp1;
endmodule

复制代码

dellric · 发表于 2017-1-18 17:09:41

用MAX10吧，一片入魂

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 17:22:39

xivisi 发表于 2017-1-18 17:08
测试环境：Quartus II 64bit 13.1.4
测试代码：

rtl级视图呢？

xivisi · 发表于 2017-1-18 17:23:56

whxiaowang 发表于 2017-1-18 17:22
rtl级视图呢？

你就不能自己试试？

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 17:26:34

xivisi 发表于 2017-1-18 17:23
你就不能自己试试？

不好意思，我的代码跟你一样，rtl视图不对，还没有自己试

xivisi · 发表于 2017-1-18 17:32:07

whxiaowang 发表于 2017-1-18 17:26
不好意思，我的代码跟你一样，rtl视图不对，还没有自己试

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 17:33:27

xivisi 发表于 2017-1-18 17:32

麻烦了，谢谢

whxiaowang · 发表于 2017-1-18 21:32:13

xivisi 发表于 2017-1-18 17:32

你好，我用quartus 9.1编译结果还是不对

sme · 发表于 2017-1-19 09:14:32

whxiaowang 发表于 2017-1-18 21:32
你好，我用quartus 9.1编译结果还是不对

你这个不是编译结果不对吧

好像是你看的不是detail view，你用的信号是总线形式，所以才会这样显示，不要用总线就可以看清楚了。

passage110 · 发表于 2017-1-19 09:43:15

whxiaowang 发表于 2017-1-18 15:04
这种fpga太贵了，用不起

综合不贵就十多个美金

pldjn · 发表于 2017-1-20 09:32:06

FPGA配置可以先搞一个小代码进去，这段小代码实现类似Bootload功能，然后再用Bootload加密配置吗？可以的话用片安全芯片模拟配置比较靠谱。安全芯片针对公司有十片的量就可以购买，

whxiaowang · 发表于 2017-1-20 09:47:57

sme 发表于 2017-1-19 09:14
你这个不是编译结果不对吧

好像是你看的不是detail view，你用的信号是总线形式，所以才会这样显示，不 ...

请问怎么设置？以前都是直接RTL VIEWER

whxiaowang · 发表于 2017-1-20 09:48:42

pldjn 发表于 2017-1-20 09:32
FPGA配置可以先搞一个小代码进去，这段小代码实现类似Bootload功能，然后再用Bootload加密配置吗？可以的话 ...

没见过类似案例

sme · 发表于 2017-1-20 09:57:33

whxiaowang 发表于 2017-1-20 09:47
请问怎么设置？以前都是直接RTL VIEWER

点菜单的technology map viwer，或者你不要用总线形式

dr2001 · 发表于 2017-1-20 09:58:25

几个不同的层面：

# FPGA不需要明面的位流，比如以前Actel的反熔丝。
Xilinx的Spartan 3-AN不在这里边，那个就是S3A粘了一个DataFlash。

# 需要位流但是是加密的（AES或者其它加密方式）：
比如Xilinx 7系或更新的产品，eFUSE里烧AES的Key，关JTAG接口，etc；或者电池供电的BRAM保存Key。
其它人无法用JTAG ReadBack获得明文的位流；但能通过配置端口拿密文位流，但由于很难拿到Key，所以无法复制产品。

# 位流明文，使用外置加密芯片通信。
自己做随机数发生器/ADC/其它方法生成随机种子，和外部的加密芯片通信进行授权验证。
用户可以拿到明文位流，但是因为位流很难反向，所以近似认为是安全的。
这里的问题在于：
- 环路振荡器如果被检测出来，很容易被干掉。Lattice的某个FPGA的位流格式好像被反向工程了，所以，这个理论上是可能的。
- 验证逻辑不能用基于BRAM的软核，必须分布式RAM软核/状态机/硬逻辑实现。BRAM的信息在位流里是固定的，很容易被抓出来并反向。

whxiaowang · 发表于 2017-1-20 10:04:16

sme 发表于 2017-1-20 09:57
点菜单的technology map viwer，或者你不要用总线形式

你好，按

照你说的可以看到

但是不是三个非门

sme · 发表于 2017-1-20 10:07:37

whxiaowang 发表于 2017-1-20 10:04
你好，按

照你说的可以看到

这已经实现你要的效果了，不是非门是因为它是以逻辑单元显示的，你的组合逻辑（与/或/非/异或等）都是以这种方框显示的，你双击方框看看。

whxiaowang · 发表于 2017-1-20 10:10:04

dr2001 发表于 2017-1-20 09:58
几个不同的层面：

# FPGA不需要明面的位流，比如以前Actel的反熔丝。

目前出于成本考虑只能用你讲的第三种方式，环形振荡器从查阅的资料来看随机性还是很强的，你建议用哪种方式产生呢？

whxiaowang · 发表于 2017-1-20 10:13:35

sme 发表于 2017-1-20 10:07
这已经实现你要的效果了，不是非门是因为它是以逻辑单元显示的，你的组合逻辑（与/或/非/异或等）都是以 ...

非常感谢，点击进去就是非门了。这种环形振荡是不是不支持仿真啊，

sme · 发表于 2017-1-20 10:17:04

whxiaowang 发表于 2017-1-20 10:13
非常感谢，点击进去就是非门了。这种环形振荡是不是不支持仿真啊，

有可能不能直接仿，因为没有初态。

你可以试着将某个信号force成低或高再release，然后就应该正常了。其实，这种电路没必要反，理论上是没错的。

whxiaowang · 发表于 2017-1-20 10:32:16

sme 发表于 2017-1-20 10:17
有可能不能直接仿，因为没有初态。

你可以试着将某个信号force成低或高再release，然后就应该正常了。其 ...

主要是想将整个加密部分整体仿真下

dr2001 · 发表于 2017-1-20 10:34:57

whxiaowang 发表于 2017-1-20 10:10
目前出于成本考虑只能用你讲的第三种方式，环形振荡器从查阅的资料来看随机性还是很强的，你建议用哪种方 ...

RingOSC是标准随机数发生的方法之一，这个没问题。
只不过对于明文码流，它有被攻击的可能性而已。

whxiaowang · 发表于 2017-1-20 10:59:10

dr2001 发表于 2017-1-20 10:34
RingOSC是标准随机数发生的方法之一，这个没问题。
只不过对于明文码流，它有被攻击的可能性而已。 ...

是的哪种方法好实现点？环形振荡貌似仿真仿不了

dr2001 · 发表于 2017-1-20 14:19:47

whxiaowang 发表于 2017-1-20 10:59
是的哪种方法好实现点？环形振荡貌似仿真仿不了

RingOSC仿真要给延迟参数的。

whxiaowang · 发表于 2017-1-20 22:55:37

dr2001 发表于 2017-1-20 14:19
RingOSC仿真要给延迟参数的。

能将具体点吗？我现在用的是9.1内带的仿真工具

WalkingCat · 发表于 2017-1-21 11:39:24

加密配置数据流不太好实现，fpga不支持，在配置引脚上可以直接截获。应该让fpga主动检测外部专用芯片，不匹配直接自毁，对地短路应该可以毁掉io引脚吧

whxiaowang · 发表于 2017-1-21 22:50:54

sme 发表于 2017-1-20 10:17
有可能不能直接仿，因为没有初态。

你可以试着将某个信号force成低或高再release，然后就应该正常了。其 ...

wire信号没法给初值吧？

yf869778412 · 发表于 2017-2-7 09:55:50

学习下加密

huangqi412 · 发表于 2017-2-7 10:22:14

3DA502 发表于 2017-1-18 11:33
你这个怎么保证别人不能复制。。

牛人的加密方法是使用非常正弦的波形，在内部进行二倍频，加密的难度都 ...

高手详细说说这个

请教fpga加密方法

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

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