◆陈鑫 刘贤达 张博文 王庆辉

基于JTAG和SM3的嵌入式仪表设备可信启动技术研究与实现

◆陈鑫1，2，3，4刘贤达2，3，4张博文2，3，4王庆辉1

（1.沈阳化工大学信息工程学院 辽宁 110142；2.中国科学院网络化控制系统重点实验室 辽宁 110016；3.中国科学院机器人与智能制造创新研究院 辽宁 110169；4.中国科学院沈阳自动化研究所 辽宁 110016）

以可信计算理论为基础，针对尺寸、成本、能源或其他方面受限而不适合植入可信根的嵌入式设备在启动过程中代码执行漏洞带来的安全威胁等问题，提出外置可信度量环境进行校验的观点，探讨了基于JTAG和SM3的可信启动方法。该方法首先用JTAG控制信号将ZYNQ平台CPU挂起，依托JTAG传输协议对存储在Flash中的启动信息进行读取，之后在PC端搭建基于SM3的可信度量环境，对读取固件程序进行验证，校验成功之后，允许平台启动，否则，需要重新配置与烧录，直至达到安全启动的标准。经过在ZYNQ平台上进行实验，论证了在没有可信根的情况下依然可以实现可信启动的可行性，可以实现对启动程序的可信度量，提高该ZYNQ平台的安全性。该方案能够对以后通过FPGA编程将外置改进为内嵌来实现启动校验设备一体化具有非常重要的意义。

ZYNQ；JTAG技术；可信度量环境；杂凑算法（SM3）

1 背景

随着计算机技术和通信技术的发展，特别是互联网的普及，嵌入式设备在世界范围内得到了越来越广泛的应用。嵌入式设备领域正在迅速发展，包括仪表、PDA等设备。随着嵌入式设备功能需求的不断增加，芯片的连接越来越多，它们也越来越容易受到攻击（包括网络攻击和物理攻击）[1]。……