Rockchip: защита от копирования плат трёх уровней

Полное техническое содержание китайского и английского оригиналов V1.2.0 (по17 страниц). Для ArmSoM необходимо проверить OTP/TEE конкретного SoC и совместимость U-Boot, rk_tee_user, SDK/BSP. Единая версия ядра не указана; поддержка всех плат не заявляется. Платформы перечислены по решениям. Аппаратная проверка ArmSoM не выполнялась; команды и вывод — примеры производителя.

Запись OTP и блокировка ключей могут быть необратимыми; ошибки могут нарушить загрузку или восстановление данных. Публикация не разрешает исполнение. Сначала проверяйте на тестовых платах и подготовьте управление ключами, восстановление и производство. Команды записи, блокировки и настройки безопасности не выполнялись. В §4.4 ошибочно назван средний уровень внутри главы высокого уровня; это отмечено. Скриншоты инструментов английского PDF также содержат китайские подписи UI.

ArmSoM Docs · Rockchip U-Boot

1 Обзор

Чипы Rockchip предоставляют защиту от копирования плат для защиты прошивок, частных данных и основного кода заказчика. Она препятствует несанкционированному копированию и использованию прошивок/данных и связанным коммерческим потерям. Описаны три решения: начального, среднего и высокого уровня. Можно выбрать любое из них.

2 Решение начального уровня

2.1 Принцип

При производстве Rockchip записывает уникальный CPUID каждого чипа в OTP. Прочитайте CPUID и зашифруйте симметричным Key, получив ENC-CPUID для хранения в vendor storage. После загрузки прочитайте ENC-CPUID, расшифруйте в DEC-CPUID и сравните с CPUID. Несовпадение означает несанкционированное устройство, которое перезапускается для защиты от копирования.

Рисунок 1: схема/снимок инструмента, английский оригинал, с. 4

Безопасность зависит от защиты Key. Не встраивайте открытый ключевой материал непосредственно в код; источник рекомендует предварительную обфускацию, усложняющую извлечение при дизассемблировании. ENC-CPUID хранится в vendor storage: стирание flash очищает раздел, поэтому затем ENC-CPUID необходимо записать заново.

2.2 Поддерживаемые платформы

Согласно источнику, решение поддерживается платформами с OTP в чипе. Проверьте /sys/bus/nvmem/devices/rockchip-otp0/nvmem: наличие узла — указанный в источнике критерий поддержки.

2.3 Порядок применения

Шаги решения начального уровня:

1. Создайте собственный симметричный Key, прочитайте CPUID из OTP и зашифруйте его AES с Key, получив ENC-CPUID.

2. Запишите ENC-CPUID в vendor storage. Обфусцируйте Key для повышения защиты и встройте его в код приложения.

3. При запуске приложение читает ENC-CPUID из vendor storage, расшифровывает с Key в DEC-CPUID и читает CPUID.

4. Сравните DEC-CPUID и CPUID. По результату продолжите работу либо немедленно перезапустите устройство.

2.4 Полная блок-схема

Полная блок-схема решения начального уровня:

Рисунок 2: схема/снимок инструмента, английский оригинал, с. 6

2.5 Пример

1. Запишите ENC-CPUID через BoardProofTool. Удерживайте recovery при включении для входа в Loader. Создайте low.bin, откройте в hex-редакторе и внесите 32-байтный ключ. В BoardProofTool.exe выберите ключ (密钥), укажите low.bin и нажмите выполнение (执行).

Рисунок 3: схема/снимок инструмента, английский оригинал, с. 7

BoardProofTool вызывает rkusb_do_read_otp в U-Boot для чтения CPUID, автоматически шифрует его ключом в ENC-CPUID и записывает через vendor_storage_write U-Boot.

1. Запишите ENC-CPUID из userspace через rk_anti_copy_board. Исходники: rk_tee_user/v2/host/rk_anti_copy_board. Команды сборки Android:

cd /home1/xxxx/rk_android_13
source build/envsetup.sh
lunch rk3568_t-userdebug
cd /home1/xxxx/rk_android_13/external/rk_tee_user/v2
./build.sh ta
mm

//copy to device
adb push Y:\rk_android_13\out\target\product\rk3568_t\vendor\bin\rk_anti_copy_board /vendor/bin

Команды сборки Linux:

cd /home1/xxxx/rk_px30_linux/external/security/rk_tee_user/v2
rm -rf out/
./build.sh 6432

//copy to device
adb push Y:\rk_px30_linux\external\security\rk_tee_user\v2\out\rk_anti_copy_board\rk_anti_copy_board /usr/bin

Тестовая команда:

root@RK3588:/# rk_anti_copy_board low_gen
generate enc_cpuid success!

1. Проверьте авторизацию устройства из userspace через rk_anti_copy_board. Тестовая команда:

root@RK3588:/# rk_anti_copy_board low_verify
verify success!

3 Решение среднего уровня

3.1 Принцип

В OTP зарезервировано место для частных данных защиты. Создайте DATA и MAC и выберите функцию func так, чтобы MAC = func(DATA). Запишите DATA в OTP, а MAC встройте в код доверенного приложения TA. После загрузки TA читает DATA из OTP и проверяет заданную связь DATA и MAC. При несовпадении устройство считается неавторизованным и перезапускается.

Рисунок 4: схема/снимок инструмента, английский оригинал, с. 8

Безопасность зависит от защиты DATA. Ядро не может прочитать их; доступ есть только у TA. Следуйте главе подписи TA в Rockchip_Developer_Guide_TEE_SDK_CN.md и подписывайте TA собственным ключом, чтобы неавторизованные TA не раскрыли DATA.

3.2 Поддерживаемые платформы

RV1109, RV1126, RK3566, RK3568, RK3588, RK3528, RK3562, RV1106, RK3576, RV1103B, RK3506, RV1126B

3.3 Порядок применения

Шаги решения среднего уровня:

1. Создайте частные DATA, выберите func и вычислите MAC = func(DATA).

2. Запишите DATA в OTP, разработайте TA и встройте MAC в её код.

3. Приложение вызывает TA. TA читает DATA из OTP, проверяет соответствие MAC и возвращает результат.

4. По результату приложение продолжает работу либо немедленно перезапускает устройство.

3.4 Полная блок-схема

Полная блок-схема решения среднего уровня:

Рисунок 5: схема/снимок инструмента, английский оригинал, с. 10

3.5 Пример

1. Запишите DATA в OTP через BoardProofTool. Удерживайте recovery при включении для входа в Loader. Создайте mid.bin в hex-редакторе с 16 байтами частных данных защиты. В BoardProofTool.exe выберите файл данных (数据), затем выполнение (执行). OTP программируется однократно: эти данные можно записать только один раз на устройство.

Рисунок 6: схема/снимок инструмента, английский оригинал, с. 11

1. Запишите DATA в OTP из userspace через rk_anti_copy_board. Исходники: rk_tee_user/v2/host/rk_anti_copy_board. Команды сборки Android:

cd /home1/xxxx/rk_android_13
source build/envsetup.sh
lunch rk3568_t-userdebug
cd /home1/xxxx/rk_android_13/external/rk_tee_user/v2
./build.sh ta
mm

//copy to device
adb push Y:\rk_android_13\hardware\rockchip\optee\v2\arm64\libteec.so /vendor/lib64
adb push Y:\rk_android_13\hardware\rockchip\optee\v2\arm64\tee-supplicant /vendor/bin
adb push Y:\rk_android_13\external\rk_tee_user\v2\out\ta\rk_anti_copy_board\3d4fc699-2065-7bb9-33c7-b6529b43c91a.ta /vendor/lib/optee_armtz
adb push Y:\rk_android_13\out\target\product\rk3568_t\vendor\bin\rk_anti_copy_board /vendor/bin

Команды сборки Linux:

cd /home1/xxxx/rk_px30_linux/external/security/rk_tee_user/v2
rm -rf out/
./build.sh 6432

//copy to device
adb push Y:\rk_px30_linux\external\security\bin\optee_v2\lib\arm64\libteec.so.1 /lib64
adb push Y:\rk_px30_linux\external\security\bin\optee_v2\lib\arm64\tee-supplicant /usr/bin
adb push Y:\rk_px30_linux\external\security\rk_tee_user\v2\out\ta\rk_anti_copy_board\3d4fc699-2065-7bb9-33c7-b6529b43c91a.ta /lib/optee_armtz
adb push Y:\rk_px30_linux\external\security\rk_tee_user\v2\out\rk_anti_copy_board\rk_anti_copy_board /usr/bin

Тестовая команда:

root@RK3588:/# rk_anti_copy_board mid_gen
save data into OTP success!

1. Проверьте авторизацию устройства из userspace через rk_anti_copy_board. Тестовая команда:

root@RK3588:/# tee-supplicant &
root@RK3588:/# rk_anti_copy_board mid_verify
I/TA: Hello!
I/TA: verify success!
I/TA: Goodbye!

4 Решение высокого уровня

4.1 Принцип

В OTP зарезервировано место для частных ключей заказчика; см. OEM Cipher Key в Rockchip_Developer_Guide_OTP_CN.md. Решение использует OEM Cipher Key, записанный на производстве. Для предотвращения раскрытия система предоставляет запись, но не чтение ключа. Некоторые платформы поддерживают блокировку Hardware Read: после неё CPU не читает ключ. Выберите открытые data и зашифруйте OEM Cipher Key алгоритмом AES в enc-data. Храните enc-data в заданном месте flash либо в коде, а открытые data — в приложении. После загрузки расшифруйте enc-data в dec-data и сравните с data. Изменение data/enc-data либо копирование прошивки на неавторизованный чип приводит к несовпадению; устройство считается неавторизованным и перезапускается.

Рисунок 7: схема/снимок инструмента, английский оригинал, с. 13

Преимущество: после блокировки OEM Cipher Key CPU не может его читать, что повышает конфиденциальность, целостность и устойчивость к изменению.

4.2 Поддерживаемые платформы

RV1109, RV1126, RK3566, RK3568, RK3588, RK3528, RK3562, RV1106, RK3576, RV1103B, RK3506, RV1126B. Блокировка ключа поддерживается на RK3588, RK3528, RK3562, RK3576, RK3506, RV1126B.

4.3 Порядок применения

Шаги решения высокого уровня:

1. Создайте частный OEM Cipher Key, запишите в OTP и заблокируйте.

2. Задайте открытые data в коде приложения.

3. В приложении зашифруйте data ключом OEM Cipher Key в enc-data и сохраните в заданном месте flash либо встройте в код.

Рисунок 8: схема/снимок инструмента, английский оригинал, с. 14

1. После загрузки приложение расшифровывает enc-data из flash ключом OEM Cipher Key в dec-data и сравнивает с data в своём коде. По результату продолжает работу либо немедленно перезапускается.

Рисунок 9: схема/снимок инструмента, английский оригинал, с. 14

4.4 Полная блок-схема

Полная блок-схема решения среднего уровня (формулировка источника в главе высокого уровня):

Рисунок 10: схема/снимок инструмента, английский оригинал, с. 15

4.5 Пример

1. Запишите OEM Cipher Key через BoardProofTool. Удерживайте recovery при включении для Loader. Создайте high.bin в hex-редакторе с 16-байтным ключом (также поддерживаются 24 или 32 байта). В BoardProofTool.exe выберите Key Index и high.bin через поле ключа (密钥), затем выполнение (执行). OTP программируется однократно: для одного Key Index частный ключ можно записать лишь один раз на устройство.

Рисунок 11: схема/снимок инструмента, английский оригинал, с. 16

1. Запишите OEM Cipher Key из userspace через rk_anti_copy_board. Исходники: rk_tee_user/v2/host/rk_anti_copy_board. Сборка соответствует начальному решению и здесь не повторяется. Тестовая команда:

root@RK3588:/# rk_anti_copy_board high_gen

1. Проверьте авторизацию устройства из userspace через rk_anti_copy_board. Тестовая команда:

root@RK3588:/# rk_anti_copy_board high_verify

4.6 Расширение решения

Использование OEM Cipher Key можно расширить: например, хранить важные данные зашифрованными и после загрузки расшифровывать по необходимости. Основной код также можно зашифровать и расшифровывать перед выполнением.

5 Расширенная безопасность

Сочетайте защиту от копирования со следующими технологиями для дальнейшего снижения риска и повышения безопасности.

• Secure Boot: проверка прошивки при запуске, подтверждение её неизменности и предотвращение запуска неавторизованных программ. Процесс и шаги см. в документации Secure Boot.
• Шифрование прошивки: шифровать перед записью и расшифровывать только при загрузке, предотвращая доступ к открытому содержимому flash и анализ дизассемблированием.