单片机加密电路

‘壹’ 单片机加密方法

科研人员重视科研成果保护，采用多种加密手段来确保其安全。其中，软件加密是常见的一种。例如，利用MCS-51单片机的A5指令进行加密，这是一个鲜为人知的特性，通过在A5指令后附加操作码，使得反汇编软件无法正常解析程序，从而达到保护目的。虽然如此，加密方法并非孤立存在，它与硬件加密相辅相成。

硬件加密方面，如8031/8052单片机，可通过掩模产品中不合格的ROM处理，使其看似8751/8752，配合外部程序存储器和调整中断入口。通过物理手段，如高电压或激光烧断引脚，阻止他人读取内部程序，甚至使用电池保护重要RAM数据，拔出芯片后机器无法正常运行。

真假标识加密是另一种策略，例如，将8X52单片机标识为8X51，或者调整EEPROM内容以混淆视听。通过选择出厂编号较新的单片机或新型品种，如AVR，或者改变封装形式，如从DIP转为PLCC等，增加解密难度。

实际上，软件加密和硬件加密是相互融合的，可以利用单片机未公开的标志位或单元作为保护手段，如8031/8051的用户标志位。此外，选择大容量芯片、使用仿真器难以仿真的设备，如ATmega103的Flash，或者将关键数据存储在EEPROM中，也是有效的策略。

总的来说，单片机加密是一个复杂且不断发展的领域，通过不断探索新的加密思路和手段，可以有效保护科研成果。以上仅是部分策略，期待更多创新思路的涌现。

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。

‘贰’ 单片机加密解密，有没有很好的办法来

芯片解密及单片机解密必须要注意的几点★凯基迪解密
（1）在选定加密芯片前，要充分调研，了解单片机破解技术的新进展，包括哪些单片机是已经确认可以破解的。尽量不选用已可破解或同系列、同型号的芯片，选择采用新工艺、新结构、上市时间较短的单片机，如可以使用ATMEGA88/ATMEGA88V，这种国内目前破解的费用只需要1万元左右；其他也可以和CPLD结合加密,这样解密费用很高，解密一般的CPLD也要1万左右。
（2）尽量不要选用MCS51系列单片机，因为该单片机在国内的普及程度最高，被研究得也最透。
（3）产品的原创者，一般具有产量大的特点，所以可选用比较生僻、偏冷门的单片机来加大仿冒者采购的难度，选用一些生僻的单片机，比如motorola单片机，目前国内会开发使用熟悉motorola单片机的人很少，所以破解的费用也相当高，从8000~3万左右。
（4）在设计成本许可的条件下，应选用具有硬件自毁功能的智能卡芯片，以有效对付物理攻击；另外程序设计的时候，加入时间到计时功能，比如使用到1年，自动停止所有功能的运行，这样会增加破解者的成本。
（5）如果条件许可，可采用两片不同型号单片机互为备份，相互验证，从而增加破解成本。
（6）打磨掉芯片型号等信息或者重新印上其它的型号，以假乱真。
（7）可以利用单片机未公开,未被利用的标志位或单元,作为软件标志位。
（8）利用MCS-51中A5指令加密，其实世界上所有资料,包括英文资料都没有讲这条指令,其实这是很好的加密指令，A5功能是二字节空操作指令加密方法在A5后加一个二字节或三字节操作码,因为所有反汇编软件都不会反汇编A5指令,造成正常程序反汇编乱套,执行程序无问题仿制者就不能改变你的源程序。
（9）应在程序区写上你的大名单位开发时间及仿制必究的说法,以备获得法律保护；另外写上你的大名的时候，可以是随机的，也就是说，采用某种算法，外部不同条件下，你的名字不同，比如husoon1011、jisppm1012等，这样比较难反汇编修改。
（10）采用高档的编程器，烧断内部的部分管脚，具体如何烧断，可以参考：单片机管脚烧断的方法和破解。
（11）采用保密硅胶（环氧树脂灌封胶）封住整个电路板，PCB上多一些没有用途的焊盘，在硅胶中还可以掺杂一些没有用途的元件，同时把MCU周围电路的电子元件尽量抹掉型号。
（12）对SyncMos,Winbond单片机，将把要烧录的文件转成HEX文件,这样烧录到芯片内部的程序空位自动添00，如果你习惯BIN文件，也可以用编程器把空白区域中的FF改成00,这样一般解密器也就找不到芯片中的空位,也就无法执行以后的解密操作。

‘叁’ 如果单片机程序是加密的怎样解密

单片机解密的常用方法及如何应对单片机解密
单片机解密的常用方法及应对单片机芯片解密的方法如下

单片机芯片的解密方法如下，其实,一般的人也还是破解不开的，能破解的单片机都是小芯片/小程序（直接说就是模仿其功能而新开发新程序）或解密成本比开发还高，只要用以下几种解密方法来设计产品：
1：让原芯片厂家将芯片的封装脚位全部调换；
2：将HTXXXX的印字印为MDTXXXX的，将PICXXX的印为ATXXXX.......。
3：使用四层板（故意多走一些线);
4:用环氧树脂 酶（xxx酶：可增加硬度，如将其弄开后芯片就报废了）将测试好的线路板密封上；
5：将芯片的程序里加入芯片保护程序，EMXXX如2脚有电压输入时就将所有芯片的内容清除......；
6：最好使用裸片来做产品；
7:将部分端口用大电流熔断......。
8：一般单片机解密也是犯法的，现在国家也正在打击这些人，如盗版光蝶；软件；书.....；查到都要罚款及判刑的，在欧盟抓到就发几十万到几十亿欧元。

摘要：介绍了单片机程序解密的常用方法，重点说明了侵入型攻击／物理攻击单片机解密方法的详细步骤，最后，从应用角度出发，提出了对付单片机解密的几点建议。
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1 引言

单片机（Microcontroller）一般都有内部ROM/EEPROM/Flash供用户存放程序。为了防止未经授权访问或拷贝单片机的机内程序，大部分单片机都带有加密锁定位或者加密字节，以保护单片机片内程序。如果在编程时单片机加密锁定位被使能（锁定），就无法用普通编程器直接读取单片机内的程序，这就是所谓拷贝保护或者说锁定功能。事实上，这样的保护措施很脆弱，很容易被破解。单片机攻击者借助专用设备或者自制设备，利用单片机芯片设计上的漏洞或软件缺陷，通过多种技术手段，就可以从芯片中提取关键信息，获取单片机内程序。因此，作为电子产品的设计工程师非常有必要了解当前单片机攻击的最新技术，做到知己知彼，心中有数，才能有效防止自己花费大量金钱和时间辛辛苦苦设计出来的产品被人家一夜之间仿冒的事情发生。

2 单片机攻击技术

目前，攻击单片机主要有四种技术，分别是：

（1）软件攻击

该技术通常使用处理器通信接口并利用协议、加密算法或这些算法中的安全漏洞来进行攻击。软件攻击取得成功的一个典型事例是对早期Atmel AT89 系列单片机的攻击。攻击者利用了该系列单片机擦除操作时序设计上的漏洞，使用自编程序在擦除加密锁定位后，停止下一步擦除片内程序存储器数据的操作，从而使加过密的单片机变成没加密的单片机，然后利用编程器读出片内程序。

（2） 电子探测攻击

该技术通常以高时间分辨率来监控处理器在正常操作时所有电源和接口连接的模拟特性，并通过监控它的电磁辐射特性来实施攻击。因为单片机是一个活动的电子器件，当它执行不同的指令时，对应的电源功率消耗也相应变化。这样通过使用特殊的电子测量仪器和数学统计方法分析和检测这些变化，即可获取单片机中的特定关键信息。

（3）过错产生技术

该技术使用异常工作条件来使处理器出错，然后提供额外的访问来进行攻击。使用最广泛的过错产生攻击手段包括电压冲击和时钟冲击。低电压和高电压攻击可用来禁止保护电路工作或强制处理器执行错误操作。时钟瞬态跳变也许会复位保护电路而不会破坏受保护信息。电源和时钟瞬态跳变可以在某些处理器中影响单条指令的解码和执行。

（4）探针技术

该技术是直接暴露芯片内部连线，然后观察、操控、干扰单片机以达到攻击目的。

为了方便起见，人们将以上四种攻击技术分成两类，一类是侵入型攻击（物理攻击），这类攻击需要破坏封装，然后借助半导体测试设备、显微镜和微定位器，在专门的实验室花上几小时甚至几周时间才能完成。所有的微探针技术都属于侵入型攻击。另外三种方法属于非侵入型攻击，被攻击的单片机不会被物理损坏。在某些场合非侵入型攻击是特别危险的，这是因为非侵入型攻击所需设备通常可以自制和升级，因此非常廉价。

大部分非侵入型攻击需要攻击者具备良好的处理器知识和软件知识。与之相反，侵入型的探针攻击则不需要太多的初始知识，而且通常可用一整套相似的技术对付宽范围的产品。因此，对单片机的攻击往往从侵入型的反向工程开始，积累的经验有助于开发更加廉价和快速的非侵入型攻击技术。

3 侵入型攻击的一般过程

侵入型攻击的第一步是揭去芯片封装。有两种方法可以达到这一目的：第一种是完全溶解掉芯片封装，暴露金属连线。第二种是只移掉硅核上面的塑料封装。第一种方法需要将芯片绑定到测试夹具上，借助绑定台来操作。第二种方法除了需要具备攻击者一定的知识和必要的技能外，还需要个人的智慧和耐心，但操作起来相对比较方便。

芯片上面的塑料可以用小刀揭开，芯片周围的环氧树脂可以用浓硝酸腐蚀掉。热的浓硝酸会溶解掉芯片封装而不会影响芯片及连线。该过程一般在非常干燥的条件下进行，因为水的存在可能会侵蚀已暴露的铝线连接。

接着在超声池里先用丙酮清洗该芯片以除去残余硝酸，然后用清水清洗以除去盐分并干燥。没有超声池，一般就跳过这一步。这种情况下，芯片表面会有点脏，但是不太影响紫外光对芯片的操作效果。

最后一步是寻找保护熔丝的位置并将保护熔丝暴露在紫外光下。一般用一台放大倍数至少100倍的显微镜，从编程电压输入脚的连线跟踪进去，来寻找保护熔丝。若没有显微镜，则采用将芯片的不同部分暴露到紫外光下并观察结果的方式进行简单的搜索。操作时应用不透明的纸片覆盖芯片以保护程序存储器不被紫外光擦除。将保护熔丝暴露在紫外光下5～10分钟就能破坏掉保护位的保护作用，之后，使用简单的编程器就可直接读出程序存储器的内容。

对于使用了防护层来保护EEPROM单元的单片机来说，使用紫外光复位保护电路是不可行的。对于这种类型的单片机，一般使用微探针技术来读取存储器内容。在芯片封装打开后，将芯片置于显微镜下就能够很容易的找到从存储器连到电路其它部分的数据总线。由于某种原因，芯片锁定位在编程模式下并不锁定对存储器的访问。利用这一缺陷将探针放在数据线的上面就能读到所有想要的数据。在编程模式下，重启读过程并连接探针到另外的数据线上就可以读出程序和数据存储器中的所有信息。

还有一种可能的攻击手段是借助显微镜和激光切割机等设备来寻找保护熔丝，从而寻查和这部分电路相联系的所有信号线。由于设计有缺陷，因此，只要切断从保护熔丝到其它电路的某一根信号线，就能禁止整个保护功能。由于某种原因，这根线离其它的线非常远，所以使用激光切割机完全可以切断这根线而不影响临近线。这样，使用简单的编程器就能直接读出程序存储器的内容。

虽然大多数普通单片机都具有熔丝烧断保护单片机内代码的功能，但由于通用低档的单片机并非定位于制作安全类产品，因此，它们往往没有提供有针对性的防范措施且安全级别较低。加上单片机应用场合广泛，销售量大，厂商间委托加工与技术转让频繁，大量技术资料外泻，使得利用该类芯片的设计漏洞和厂商的测试接口，并通过修改熔丝保护位等侵入型攻击或非侵入型攻击手段来读取单片机的内部程序变得比较容易。

4 应对单片机解密的几点建议

任何一款单片机�从理论上讲，攻击者均可利用足够的投资和时间使用以上方法来攻破。所以，在用单片机做加密认证或设计系统时，应尽量加大攻击者的攻击成本和所耗费的时间。这是系统设计者应该始终牢记的基本原则。除此之外，还应注意以下几点：

（1）在选定加密芯片前，要充分调研，了解单片机解密技术的新进展，包括哪些单片机是已经确认可以解密的。尽量不选用已可解密或同系列、同型号的芯片。

（2）尽量不要选用MCS51系列单片机，因为该单片机在国内的普及程度最高，被研究得也最透。

（3）产品的原创者，一般具有产量大的特点，所以可选用比较生僻、偏冷门的单片机来加大仿冒者采购的难度。

（4）选择采用新工艺、新结构、上市时间较短的单片机，如ATMEL AVR系列单片机等。

（5）在设计成本许可的条件下，应选用具有硬件自毁功能的智能卡芯片，以有效对付物理攻击。

（6）如果条件许可，可采用两片不同型号单片机互为备份，相互验证，从而增加破解成本。

（7）打磨掉芯片型号等信息或者重新印上其它的型号，以假乱真。

当然，要想从根本上防止单片机解密，程序被盗版等侵权行为发生，只能依靠法律手段来保障。

‘肆’ 我的单片机似乎也被加密了，我不明白怎么会被加密的怎么弄啊已经不能烧烧程序了啊！

单片机的加密是防止其它人读出机器代码，不会影响擦除操作的。不能烧程序的原因：
1、如果采用的是通用型编程器，可能你没有执行擦除操作就直接编程了；
2、烧录设备故障或下载线故障
3、如果是串行下载方式，不同的单片机可能会有一些特殊要求，比如STC的单片机有些情况下就要求将P1.0和P1.1都接地才行，这就要具体情况具体分析了。

如果是STC的单片机，上次下载时“下次下载用户应用程序时将数据flash区一并擦除”选项选则了yes，就需要将P1.0和P1.1都接地，然后再通电下载才行（这个情况是在网络上得到的答案），你的情况不知是否是这样。

除以上因素外不会有别的可能

‘伍’ 单片机原理的加密方法

科研成果保护是每一个科研人员最关心的事情，加密方法有软件加密，硬件加密,软硬件综合加密，时间加密，错误引导加密，专利保护等措施有矛就有盾，有盾就有矛，有矛有盾，才促进矛盾质量水平的提高加密只讲盾，也希望网友提供更新的加密思路，现先讲一个软件加密：利用MCS-51 中A5 指令加密，其实世界上所有资料，包括英文资料都没有讲这条指令，其实这是很好的加密指令A5 功能是二字节空操作指令加密方法在A5 后加一个二字节或三字节操作码，因为所有反汇编软件都不会反汇编A5 指令，造成正常程序反汇编乱套，执行程序无问题仿制者就不能改变你的源程序。
硬件加密：8031/8052单片机就是8031/8052掩模产品中的不合格产品，内部有ROM，可以把8031/8052 当8751/8752 来用，再扩展外部程序器，然后调用8031 内部子程序当然你所选的同批8031芯片的首地址及所需用的中断入口均应转到外部程序区。
硬件加密
用高电压或激光烧断某条引脚，使其读不到内部程序，用高电压会造成一些器件损坏重要RAM 数据采用电池（大电容，街机采用的办法）保护，拔出芯片数据失去机器不能起动，或能初始化，但不能运行。
用真假方法加密
擦除芯片标识
把8X52单片机，标成8X51 单片机，并用到后128B的RAM 等方法，把AT90S8252 当AT89C52,初始化后程序段中并用到EEPROM 内容，你再去联想吧！
用激光（或丝印）打上其它标识如有的单片机引脚兼容，有的又不是同一种单片机，可张冠李戴，只能意会了，这要求你知识面广一点 。
用最新出厂编号的单片机，如2000 年后的AT89C 就难解密，或新的单片机品种，如AVR 单片机。
DIP 封装改成PLCC,TQFP,SOIC,BGA等封装，如果量大可以做定制ASIC，或软封装，用不需外晶振的单片机工作（如AVR 单片机中的AT90S1200），使用更复杂的单片机，FPGA+AVR+SRAM=AT40K系列。
硬件加密与软件加密只是为叙说方便而分开来讲，其实它们是分不开的，互相支撑，互相依存的软件加密：其目的是不让人读懂你的程序，不能修改程序，你可以………….....
利用单片机未公开，未被利用的标志位或单元，作为软件标志位，如8031/8051有一个用户标志位，PSW.1 位，是可以利用的程序入口地址不要用整地址，如：XX00H,XXX0H，可用整地址-1，或-2，而在整地址处加二字节或三字节操作码，在无程序的空单元也加上程序机器码，最好要加巧妙一点用大容量芯片，用市场上仿真器不能仿真的芯片，如内部程序为64KB 或大于64KB 的器件，如：AVR 单片机中ATmega103 的Flash 程序存储器为128KBAT89S8252/AT89S53中有EEPROM，关键数据存放在EEPROM 中，或程序初始化时把密码写到EEPROM 中，程序执行时再查密码正确与否，尽量不让人家读懂程序。关于单片机加密，讲到这里，就算抛砖引玉。