zynq7000程序加密(一)

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参考资料：
应用笔记6391：不是加密专家也可实现安全认证； 来自 <https://www.maximintegrated.com/cn/app-notes/index.mvp/id/6391>

对称加密和非对称加密的详细说明；   来自 <https://blog.youkuaiyun.com/poison_biti/article/details/75897005>

Xilinx Zynq-7000如何保护客户的知识产权；  来自 <http://xilinx.eetop.cn/viewnews-1393>

ZYNQ U-BOOT 鉴权和解密方法（authentication和decryption）； 来自 <https://blog.youkuaiyun.com/cph77777/article/details/79708982>

Xilinx Zynq-7000系列安全配置策略；               来自 <http://xilinx.eetrend.com/d6-xilinx/article/2015-07/8834.html>

使用 openssl 生成证书（含openssl详解）；   来自 <https://blog.youkuaiyun.com/gengxiaoming7/article/details/78505107>

 参考数据手册：  ug585.pdf   ug821.pdf    xapp1175.pdf   ug1025.pdf

 
主要内容：
xilinx的加密方案有3种：

1.  AES对称加密；

2.  RSA非对称认证 + AES对称加密；

3.  数据证书；

 

开发环境：
 windows 7 x64   +  vivado2017.4  +  SDX2017.4

vmware12中（ubuntu16.04.3    +  vivado2017.4   +  SDX2017.4）

 

1.  AES对称加密；
制作boot.bin文件时，指定的key file不存在时，工具会自动生成该密码文件，并用该密码文件加密boot.bin文件。

BOOT.BIN 文件 偏移地址0x028的信息内容如下

• 0xA5C3C5A3 ： 用EFUSE保存密码；

• 0x3A5C3C5A ：用BBRAM保存密码；

• other.                 ：非加密文件；

注意：1. 器件名part name ： xc7z020 和芯片一致（第1次时指定）。

            2.  测试时可以指定用BBRAM存放密码，可以重复烧写； 生产时需要指定EFUSE（OTP的只能烧写一次）；

 

2.  RSA非对称认证 + AES对称加密：
Zynq中的RSA身份验证使用的是初级秘钥和次级秘钥。初级秘钥对次级秘钥进行身份验证。次级秘钥验证分区。在Bootgen

调试模式下，用户只在BIF中提供私钥。在ubuntu中运行openssl命令产生秘钥（可以用apt命令安装openssl秘钥工具）。

产生初级秘钥：

openssl产生私钥：                       openssl    genrsa         -out   psk.pem    2048

从私钥生成对应的公钥：             openssl  rsa   -pubout   -in   psk.pem     -out   ppk.pub

产生次级秘钥：

openssl产生私钥：                       openssl   genrsa          -out   ssk.pem     2048

从私钥生成对应的公钥：             openssl   rsa   -pubout   -in   ssk.pem    -out   spk.pub

 

采用AES + RES私钥生成加密的boot.bin文件：

鼠标点击“edit”按钮，  设置encryption，  autherntication

3.  烧写密码：
在vivado中用JTAG仿真器烧写密码到EFUSE(或BBRAM)。 上电前需要修改板子的跳线，设置为JTAG启动模式，只有在jtag启动模式才能烧写密码。

vivado中可以查看器件名 "xc7z020"， boot.bin加密文件制作时需要指定该器件名

步骤1：  鼠标右击,      选择“program eFUSE...”  烧写efuse，  或者 “program  BBR  key ...”烧写BBRAM.

步骤2：   选择密码文件

步骤3：   设置控制参数   

         选择不能读取aes， 则上图不能显示密码；   选择不加密/加密都能启动， 则不加密的boot.BIN也可以启动。

步骤4：   烧写并保存配置文件， 下次烧写可以用保存的配置文件。

步骤5：  显示信息，点击“finish”开始烧写密码

坑爹的问题：
烧写密码到efuse时出现如下错误：   

INFO: [Labtools 27-3384] Exported eFUSE settings to file: E:/04.Share/sdk2017/encrypt/export_3A1206B4032A3867.nkz

ERROR: [Labtools 27-3277] jsn-DLC9LP-00000000000000 cable is not supported for EFUSE programming. Please use a Xilinx PCUSB2 DLC10 or approved Digilent cable

要用正版的jtag仿真器吗？ ？？ 我用的是盗版的。正版好贵呀！！！！

正版JTAG仿真器能够正确烧写eFUSE，烧写信息如下：

reate_hw_bitstream -hw_device [get_hw_devices xc7z020_1] -nky {E:/04.Share/sdk2017/encrypt/aes.nky}

program_hw_devices -key {efuse} -disable_program_rsa -efuse_export_file {E:/04.Share/sdk2017/encrypt/export_2A1206B4032A3A2F.nkz} -force -user_efuse {0} -control_efuse {408} [get_hw_devices xc7z020_1]

INFO: [Labtools 27-3384] Exported eFUSE settings to file: E:/04.Share/sdk2017/encrypt/export_2A1206B4032A3A2F.nkz

INFO: [Labtools 27-3395] Device eFUSE successfully programmed.

CRITICAL WARNING: [Labtoolstcl 44-657] Encrypted bitstreams must be programmed through a non-JTAG secure boot flow.

Resolution: For more information, see app note XAPP1175.

refresh_hw_device [lindex [get_hw_devices xc7z020_1] 0]