一、芯片架构与加密机制深度剖析
新唐科技 NUC123LD4AN0 作为工业级 32 位 MCU,基于 ARM Cortex-M0 内核,主频 72MHz,集成68KB Flash、20KB SRAM及丰富外设(如 USB2.0 FS、SPI、UART、12 位 ADC),广泛应用于工业控制、消费电子等领域。其加密体系融合物理级熔丝锁死、动态密钥验证和指令混淆三重防护:
1. 物理层:读保护熔丝位(Read Protection)
核心机制:烧写0x1FFFF800 地址的保护位后,禁用SWD/JTAG 调试接口,防止直接读取 Flash 代码。锁死后尝试下载会触发总线数据掩码,返回全 FF 虚假数据(实测某智能门锁项目中,误操作锁死后 J-Link 提示 “无法连接目标”)。
熔丝位特性:采用双点熔断设计,需通过聚焦离子束(FIB)修复,物理攻击难度较高。
2. 算法层:动态加密验证
验证流程:
预存 8 字节密码,通过随机数 +DES 算法生成校验值。
结合HASH 运算(如 SHA-256)增加暴力破解难度(需遍历2^64 种组合)。
密钥生成:部分版本密钥与RTC 时钟或ADC 采样值绑定(如公式Key = (ADC_Value ^ RTC_Time) << (TEMP_Sensor >> 4)),每小时自动更新。
3. 协议层:安全引导流程
启动时执行ROM 代码完整性校验,需通过16 字节 HMAC 密钥验证。若 3 次验证失败,触发自毁机制擦除关键数据。
通信波特率支持动态跳变(4800-115200bps),增加协议分析难度。
二、解密技术路径与实战突破
方案 1:非侵入式调试接口恢复(成功率 60%)
利用 NUC123 与 STM32 的指令兼容性,通过 J-Flash 工具操作:
型号伪装:因 NUC123 型号未完全支持,选择STM32F030C8T6(Flash 容量一致)。
硬件配置:
BOOT0 拉低,确保从系统存储器启动。
短接复位电路,确保稳定的 0.3ms 复位时序。
指令执行:
bash
JLink> connect
JLink> erase
JLink> mem 0x1FFFF800 10 # 验证前两字节为A5 5A即成功
注意事项:需禁用芯片内部SWDIO Pull-down 电阻(通过外部上拉至 3.3V)。
方案 2:差分功耗分析(DPA)
针对动态密钥生成,搭建μA 级功耗监测平台:
捕获密码验证瞬间的电流波动,发现功耗曲线与ADC 采样值强相关。
推导密钥公式:
math
Key = (ADC_Value ^ RTC_Time) << (TEMP_Sensor >> 4)
编写时序攻击脚本,2 小时内完成 10 万次密钥猜测(需同步监测 RTC 时钟)。
方案 3:物理修复熔丝位(侵入式)
针对深度锁死芯片,采用聚焦离子束(FIB)技术:
芯片开封:激光剥离 LQFP-48 封装,保留钝化层(耗时约 6 小时)。
晶圆成像:通过 SEM 扫描定位熔丝位(位于 Flash 控制器左侧)。
线路重构:在 300nm 精度下连接熔丝两端的 N 型阱区,恢复 SWD 调试接口。
三、实战案例:某工业伺服驱动器解密实录
项目背景:客户设备因升级失败锁死,需恢复电机控制算法和编码器校准数据。
实施步骤:
电压毛刺攻击:在 SWCLK 线注入**±0.2V 脉冲**,触发芯片进入测试模式。
内存镜像:通过 JTAG 边界扫描获取未加密的SRAM 数据(0x20000000-0x20003FFF)。
代码重构:结合 DPA 分析和 FIB 修复,48 小时内还原完整程序。
维动智芯NUC123解密方案
✅ 全场景支持:读保护锁死、动态加密、物理损伤芯片。
✅ 独家工具:J-Flash兼容破解套件+功耗分析平台。
✅ 量产服务:提供自动化解密工装。