Тема: РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАЩИЩЕННОГО ЗАГРУЗЧИКА ПРОГРАММНОГО КОДА ДЛЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ STM32F4XX

Многие современные цифровые устройства выполнены на базе микропроцессоров, причем большая функциональная нагрузка лежит не на аппаратной, а на программной составляющей. При выпуске продукции разработчики могут допускать различные ошибки, которые обнаруживаются только во время эксплуатации. Для устранения недочетов предыдущих вариантов и добавления каких-либо функций выпускаются новые версии программного обеспечения (ПО). Для самостоятельного обновления пользователями ПО существует загрузчик программного кода - бутлоадер.
Бутлоадер - небольшая программа, записанная в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) микроконтроллера, которая может принимать данные через любой, заранее определенный программистом интерфейс (UART, USB, SPI, SDIO). При старте микроконтроллера управление передается бутлоадеру, который проверяет наличие заранее определенных условий и, если условия не совпадают, передает управление основной программе. Если же условия совпадают, бутлоадер переходит в режим программирования.
Поставляемая в незащищенном виде «прошивка» может стать причиной взлома, нелегального копирования или кражи секретов компании- разработчика. Защищенность бутлоадера подразумевает невозможность (либо значительное удорожание) взлома кода конкурирующими организациями с целью несанкционированного получения доступа к ПО, как наиболее трудоемкой и ценной составляющей интеллектуальной собственности.
Цель работы: разработать защищенный загрузчик программного кода для микроконтроллеров STM32F4xx и отладить его работу на макете, созданном на базе отладочной платы STM32F429I-DISCO.
Поставленная цель потребовала решения следующих задач:
1) познакомиться с микроконтроллером STM32F429ZIT6 и его возможностями, а также с периферией, необходимой для реализации загрузчика (FLASH, SDIO, TFT-LCD контроллер);
2) познакомиться с программными средствами разработки: высокоинтегрированной программной средой для разработки кода микроконтроллеров архитектуры ARM CooCox и компилятором ARM GCC;
3) изучить выбранные для реализации загрузчика алгоритмы шифрования (AES, SHA) и алгоритм нахождения контрольной суммы (CRC);
4) разработать алгоритм работы загрузчика;
5) реализовать загрузчик и отладить его работу на макете, созданном на базе отладочной платы STM32F429I-DISCO.
Купить

В ходе работы:
1) изучены структура и возможности микроконтроллера STM32F429ZIT6, а также некоторые его периферийные модули, алгоритмы шифрования AES, SHA и алгоритм вычисления контрольной суммы CRC;
2) реализованы процедуры чтения и записи данных FLASH-памяти микроконтроллера;
3) реализована работа с файловой системой FAT с помощью библиотеки FatFS, а именно процедуры поиска файлов, а также чтения и записи данных в файлы на карту microSD;
4) реализована процедура шифрования и дешифрования файлов на карте microSD с помощью алгоритма AES-256 в режиме CBC;
5) с помощью библиотеки ^GUI реализован пользовательский интерфейс, позволяющий выбирать режимы работы загрузчика («прошивка», шифрование файла, переход к основной программе);
6) написаны тестовые программы, одна из которых представляет собой дополненный вариант предыдущей;
7) отлажена работа загрузчика на макете на основе отладочной платы STM32F429I-DISCO и с помощью тестовых программ проведена проверка корректности его работы.
Созданный загрузчик может быть использован в проектах, разработанных для микроконтроллеров семейства STM32F4xx, в которых необходимо периодическое обновление программного кода.

Купить