基于ARM开发板平台的嵌入式软件保护方案

了高效执行1个函数。最多不超过12个，确保最重要的和经常用到变量都被分配在寄存器里。

2.2 FS8826功能实现

具有不可回读、不可在总线上传输的特点，FS8826芯片自带24B硬件密钥。主要用于芯片内部的认证模块运算（HA SH3DES和安全数据传输。芯片内部开辟了1块安全存储区(96BEEPROM读写都受硬件密钥的保护，且具有CRC校验功能。本方案中该芯片主要实现两方面功能：SoC版权确认和AES密钥管理。前者通过认证实现，具体流程如图5所示。总线上发送的数据为硬件密钥与用户设置的认证区数据通过HA SH运算得出的数组，并加入了8B随机数，能够有效地防止重放攻击(repliattack该项功能能够提供代码完整性验证[4]一定程度上抵抗反汇编攻击。后者通过将AES密钥烧入FS8826安全存储区，由其硬件密钥进行保护实现，认证通过后发送加密的读取命令，算法密钥以密文形式在总线上传递。

2.3 Vxworks启动、运行

并在其调用的初始化文件（bootConfig.c中加入与FS8826安全认证、密钥传输以及解密运算。bootrom_uncmp由仿真器烧入到目标板的norflash中，VxWork操作系统的映像包括两大类：VxWork类型和Boorom类型[5]本文对RA M中运行的VxWork映像在PC机端进行AES加密。选择执行格式的未压缩Bootrom映像—bootrom_uncmp作为启动映像。上电后，bootrom_uncmp把自身拷贝到RA M_HIGH_A DRS地址上运行引导程序。之后，把VxWork映像装入到起始地址为RA M_LOW_ADRSRA M中，接着跳转到VxWork映像装入点运行[5]如果认证通过，引导程序将从FS8826安全存储区获取AES算法密钥，进行解密，否则在RA M_LOW_A DRS处的VxWork映像将仍然为密文，无法正常启动。

加载的明文映像开始运行，同时， 系统安全启动后。隐藏在映像中认证程序也将开始运行，并定时与FS8826通信，确保持有正确硬件密钥的芯片运行正常，以防黑客移植代码非法使用。

3 实现结果及分析

通过ADSDebuggInternal工具从速度和内存占用量两方面衡量实现效率[2]如表1所示为在ARM9处理器中2种算法所耗的汇编指令数和指令周期数。表 2为两者占用的内存资源对比。 按照ARM平台下的优化原则，A ES解密算法通过直接解密和等价解密2种形式进行实现。

等价解密算法中使用了T表，从表中结果可以看出。且将循环展开造成了代码量的增加。所以在实际使用时，对内存资源的要求高于速度要求时建议采用直接解密算法，反之则可采用等价解密算法。这里所用的ARM9有足够的内存空间，所以采用128bit密钥的等价解密算法，以1MBVxwork密文映像为对象进行启动测试。

然后通过NandFlash加载文件。实际测试中对1MB密文的读取耗时1.4s可以对密文读取方式进行优化，正常启动中先由NorFlash建立文件系统。将密文烧入片外NorFlash中，系统上电后，内存从NorFlash中获取密文的读取方式，时间为0.03s这种差别的原因主要有2点：1文件系统访问方式下用fopen和fread函数打开密文，解密后的数据还需写回到文件中重新读取，且会受时钟频率及总线速度的限制。而后者属于内存直接读取，解密后直接从内存启动；2NorFlash读取速度本身就比NandFlash要快。

保证主映像运行在授权目标机上。认证过程中的运算都在FS8826芯片内进行，不会对主映像的运行速度造成影响，经过测试每次认证耗时0.16s如果安全级别要求不是很高，也可以选择采用复位芯片的方式进行监测，每次仅耗时0.01s 系统启动后进行的定时认证，可以监测与FS8826正常通信。

ARM为客户提供16/32位嵌入式RISC微控制器方案，将其RISC处理器授权给电子公司使用，在便携式通讯，手持计算设备，消费类和数字化多媒体方案中，ARM正有一种成为标准的趋势。ARM7、ARM9是ARM系列中的两个分支系列，ARM9功能更强些，它还有其他分支系列。ARM公司是一个只做设计不生产的公司，它提供各种不同性能的ARM核，如果象Motorola这样的公司就可以用它提供的ARM核，再加上相关的I/O资源、存储器、可编程部件就形成自己的32位RISC嵌入式单片处理器。Motorola最近要在其龙珠处理器中采用ARM，Atmel公司的AT91系列也是采用ARM核的内32位/外16位处理器。用来开发、调试基于ARM的各种应用的工具就是arm开发平台。