以ce为例开发sd接口的加密卡，请高手赐教一起完成（一）

iamfuchengzxh

以ce为例开发sd接口的加密卡，请高手赐教一起完成（一） [复制链接]

本人现要完成课题——手机的安全存储。解决手机上可能发生的艳照门事件。没有相关经验，请高人指点，并会把完成的工作放在网上供大家交流，同时给新人一些经验。
平台：WinCE(只是以ＣＥ为例，但目的是通用解决方案）
接口：SD接口（以ＳＤ接口为例）
硬件组成：CBM3082（SD控制芯片）＋FPGA模块＋Flash存储芯片＋EEPROM。CBM3082是加密卡的控制芯片，用来控制加密卡的逻辑运算。FPGA组成加密卡的加解密运算模块。Flash用于存储数据。EEPROM用于存储用户密钥。
实现目的：ＳＤ接口的加密存储卡。以替代现在的普通ＳＤ存储卡。（现在手机大多是mini SD卡，但以ＳＤ卡以例，暂不考虑实际情况）
功能实现：一、加密卡要实现访问控制（即在手机平台上实现多用户管理）。二、采用公开密钥算法（ECC算法）和对称密钥算法（AES算法）的组合。算法模块由FPGA来实现。三、用户密钥的安全存储。（密钥存储在EEPROM中，任何时候不能以明文方式出现在卡外）
加密过程：加密卡在第一次使用时，生成用户及用户密钥对（用于ECC算法）。用户的访问控制是基于口令的。当用户需要对数据进行加密时，系统随机生成FEK(文件加密密钥），利用AES算法对数据加密。同时，系统利用用户公钥对FEK利用ECC算法进行加密，并将加密后的FEK和加密数据一起存储。解密时，系统利对私钥将加密后的FEK解密出来，再利用FEK对加密数据进行解密。如对过程不了解，可参见Windows下的EFS加密系统原理。
现阶段求助问题：以上仅是解决方案原理。本人没有相关开发经验。一、请问方案中有什么不正确的地方？二、目前要进行工程阶段，针对方案中的实现，都需要做哪些工作，请高手列计划（请详细一些，本人有一定软硬件经验）。三、用将实现过程一步步写下，以示后人。

LXD13204234670

我自己考虑是否应完全如下问题：一、开发cos（片内操作系统）。问题是成熟的控制芯片（CBM3082)是否允许用户自行开发cos？如果不能，解决方案是什么？二、开发wince下SD智能卡驱动程序。三、开发FPGA内相应加解密模块。
同时有个问题：密钥存储在EEPROM中，是否安全？（除加解卡本身外不可读）

bluegrid

为什么不直接考虑文件系统等级的文件/目录的加密呢？
一旦工艺公开，做成通用产业后，必然会有对应的破解产业。
卡是可以拆开的，只要将对应的FLASH卸下，放到一个卡座上，就能读出内部的数据了。

quuuuok

我对这个东西比较感兴趣

661023

引用 2 楼 shuiyan 的回复:
为什么不直接考虑文件系统等级的文件/目录的加密呢？
一旦工艺公开，做成通用产业后，必然会有对应的破解产业。
卡是可以拆开的，只要将对应的FLASH卸下，放到一个卡座上，就能读出内部的数据了。

回二楼，属于科研，不太注重应用。不过您说的文件系统等级的加密，能给个思路吗？

yuanlei

一般卡都是格式化成FAT32。
windows下很多软件都是可以将文件夹/目录加密的，不知道有没有用过？
WINCE下的没做过，可以参考windows下的方法，对文件及目录等进行加密。

如果研究为主，你的方案当然是可行的。卡怎么做都行，加密怎么实现都行，算法怎么设计都行。做好后，就是wince部分的驱动需要对应的修改，不能用普通的SD卡驱动了。

当然，说的简单，你做起来就要花不少时间精力了，毕竟是一个课题了。

5880527

今天，这个topic我不得不mark一下。
很感兴趣，现在还没有能力做呢。

zhaofei057

最大的破绽是，密钥不管存储在EEPROM还是FLASH中都不安全

belongto

谢谢shuiyan！

引用 7 楼 singlerace 的回复:
最大的破绽是，密钥不管存储在EEPROM还是FLASH中都不安全

应该这么讲，最大的破绽是加密数据和密钥没有分离是吧？应该这么讲，这个课题是将EFS加密系统用硬件在WinCE上进行了实现。楼上可以好的方法提高其安全性？

hupl

加密系统的安全性，肯定是在假设加密数据可以被别人获得的前提下来考量的。换句话说，如果你假定别人连加密数据都拿不到，那也没必要做加密系统了。因此关键在于密钥特别是私有密钥的安全性。如果我来设计的话，我会考虑用带片内ROM和FLASH的单片机来实现，比如ATMEL的AVR系列。加密算法放在片内FLASH上，密钥放在片内ROM上。在你的方案里，相当于用单片机替换FPGA和EEPROM，其他的不变。这样加密算法和密钥都是保密的。当然单片机内的数据也有可能被人破解，但这种破解成本是相当高的，一般人就不要想了。

GoldenFall

mark

小马

加密的关键是密钥的保护，密钥对方越难取到越好，可以考虑把实际密钥存放在RAM里，ROM或FLASH存放加密过的密钥，或者干脆用一个用电池供电的RAM存放密钥，如果有人要对机器做手脚，只要电池一断电所以数据都Over，或者监视几个关键芯片的针脚电压，一旦发现异常就使用高电压彻底击穿这些芯片

zhoujianfeng

如果考虑EEPROM能被人接触到，那么FLASH本身也就会被人接触到。那就是我在2楼所说的情况：直接把flash拆下来读出来就好了，没什么需要破解的。
但是lz说了：不考虑这种实际情况。
所以，用FPGA和EEPROM无所谓的，反正不会给别人实际用的。

一路阳光

嗯，我设计之初的方案是flash芯片是存放数据的，可以放加密数据和明文数据。EEPROM是存放密钥的，所以问题的关键是EEPROM中的密钥是否能读出及ＦＰＧＡ中的算法是否能读出。
回楼上，不会实际应用是因为方案中存在不少问题。当然还是安全性是首要的

icad

或者这样说，制作一款带有安全存储功能的手机加密存储卡（要求软硬结合）。楼上各位大大的方案会是什么？

yaschiro

引用 9 楼 singlerace 的回复:
加密系统的安全性，肯定是在假设加密数据可以被别人获得的前提下来考量的。换句话说，如果你假定别人连加密数据都拿不到，那也没必要做加密系统了。因此关键在于密钥特别是私有密钥的安全性。如果我来设计的话，我会考虑用带片内ROM和FLASH的单片机来实现，比如ATMEL的AVR系列。加密算法放在片内FLASH上，密钥放在片内ROM上。在你的方案里，相当于用单片机替换FPGA和EEPROM，其他的不变。这样加密算法和密钥都是保密的。当然单片…

请问，这种方案将来可以实际应该吗？（做成带有安全存储功能的手机加密存储卡）而不是只在开发板上进行实验

151724

引用 7 楼 singlerace 的回复:
最大的破绽是，密钥不管存储在EEPROM还是FLASH中都不安全

使用SD MMC 自带的数字权限管理，没有这个问题。

asdfjkl12345

引用 11 楼 navi_dx 的回复:
加密的关键是密钥的保护，密钥对方越难取到越好，可以考虑把实际密钥存放在RAM里，ROM或FLASH存放加密过的密钥，或者干脆用一个用电池供电的RAM存放密钥，如果有人要对机器做手脚，只要电池一断电所以数据都Over，或者监视几个关键芯片的针脚电压，一旦发现异常就使用高电压彻底击穿这些芯片

——————一个比一个方法牛。
这个像u盘似的加密狗是怎么做的？
工行的什么U盾照各位这么说岂不是不安全的？

tongchgen

只要使用独立的NAND FLASH的，都没法解决加密问题的。除非你的产品是一体化，无法拆开的。不要小瞧那些做破解工作的，行行有状元的。

你倒是可以考虑这样一种芯片：加入了某些控制器的NAND，比如SanDisk公司的iNAND，Micron的eMMC，Samsung的OneNand。这些芯片都是一片封装，无法拆的。不过仍然无法解决加密问题。

另外的可以解决加密问题，但是不知道是否能满足你的需求：
SanDisk公司的mDOC，Hynix/Samsung的类似的，但是忘了具体的叫法。而且不是SD接口的。
这些芯片仍然是内部有控制器的NAND，但是是有加密区域的，而且是与NAND区域硬件隔离的。加密的方法也有多种选择。
不过资料网上是不公开的，必须咨询相应的代理商或者原厂。

pianziokok

引用 16 楼 xajhuang 的回复:
使用SD MMC 自带的数字权限管理，没有这个问题。

EEPROM和FLASH只是存储单元，跟SD MMC不在同一层次。楼主的课题目的就是要解决安全存储，用这个那他的课题就不要做了，直接用人家的就好了。