一种Flash 安全存储控制器的设计与实现*
2020-06-08何卫国黄金金李雨励饶金涛
通信技术 2020年5期
何卫国,黄金金,李 军,李雨励,饶金涛
(成都三零嘉微电子有限公司,四川 成都 610041)
0 引 言
目前,嵌入式系统中广泛使用Flash 存储器存储系统启动引导文件等重要数据[1]。Flash 存储器具有不易失、功耗低、可靠性好以及容量大等优势,但很容易受到攻击被窃取敏感信息或被恶意篡改,如冷启动攻击和侧信道攻击等,造成系统的安全可靠性降低,关键信息泄露。因此,如何有效应对外部的安全攻击至关重要。
在软件层面,文献[2]基于JFFS2 设计了符合Flash 物理特性的加密文件系统,完成数据的加密任务。常用的加密文件系统包括CFS、EFS 等,都工作在Linux 平台或Windows 平台,而不是针对嵌入式系统设计。如果直接移植到嵌入式系统,会大大降低嵌入式系统的性能。根据NAND Flash 的物理特性,该文基于JFFS2 设计了一种EJFFS 加密文件系统,在确保数据安全的同时,保证NAND Flash的读写速率。
在硬件层面,文献[3]使用CPLD 实现了Flash存储器的加密,在处理器和Flash 总线之间串联了一块CPLD,对Flash 地址、数据进行处理。CPLD是可编程器件,非常适合完成各类算法和组合逻辑,通过在线编程功能可以灵活使用不同算法。文献[4]在嵌入式系统存储器数据加密技术的基础上,提出了一种地址加扰安全防护措施,通过使用比特置换网络实现地址加扰,保证了地址加扰的实时性。由于处理器的初始化代码与处理器型号相关,特定型号的处理器其初始化代码相对固定,因此很容易被攻击者探知。通过对系统初始化过程中写入存储器的地址进行加扰,可以有效保护系统程序的安全。……
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