單片機(jī)逆向分析淺談

山外有山，天外有天，學(xué)無(wú)止境，做產(chǎn)品，搞技術(shù)更是如此。沒(méi)有任何個(gè)人及公司能夠閉門造車研發(fā)出好產(chǎn)品來(lái)，需要不斷的學(xué)習(xí)別人先進(jìn)的東西，取長(zhǎng)補(bǔ)短，這樣人類才能不斷的進(jìn)步，社會(huì)才能不斷的發(fā)展。當(dāng)今社會(huì)，商品經(jīng)濟(jì)環(huán)境早已成為主流，學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力變得越來(lái)越重要，沒(méi)有學(xué)習(xí)，就不可能有創(chuàng)新。
要學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)先進(jìn)技術(shù)，對(duì)于嵌入式產(chǎn)品而言，要了解硬件原理，有電路板就可以，這也容易獲得，買個(gè)設(shè)備就可以了。而對(duì)于嵌入式軟件，最好莫過(guò)于得到源代碼。而源代碼是公司的命脈，外界的人不可能獲得。除非去偷，這是犯法傷德的事，可不能干。就沒(méi)有其它方法了？非也，那就是以技攻技，即以更前沿、更具技術(shù)含量的方案去解決，我這里稱這方法為逆向分析。
第一步，得有被學(xué)習(xí)、研究的對(duì)象，花錢買要學(xué)習(xí)的產(chǎn)品。這步?jīng)]有技術(shù)含量，只是商務(wù)運(yùn)作。商品經(jīng)濟(jì)下，只要有錢，應(yīng)該就可以解決。
第二步，將設(shè)備的核心，即CPU的程序讀出來(lái)，得到二進(jìn)制即BIN程序文件。這個(gè)步驟，需要專業(yè)人士操作，非專業(yè)人士勿試。
第三步，將第二步得到的BIN程序文件進(jìn)行反匯編，得到可閱讀性強(qiáng)的匯編源代碼，這樣，就可以完全學(xué)習(xí)了。只有讀懂了，才能夠修正、創(chuàng)新。這個(gè)步驟，涉及的面比較廣，首先是需要解決反匯編工具的問(wèn)題，必須要有支持本CPU的反匯編工具。其次是要有看得懂本CPU匯編程序的工程師 。
第四步，也是最高境界了，就是將第三步獲得的已看懂的匯編程序，精準(zhǔn)的翻譯成更為直觀的C語(yǔ)言程序。有此C源代碼為基礎(chǔ)，就可以任意發(fā)揮創(chuàng)新了。這一步要求工程師不僅兼?zhèn)鋮R編語(yǔ)言及C語(yǔ)言，對(duì)耐心、細(xì)心要求也高，工程師對(duì)這項(xiàng)枯燥的工作，一定要感興趣，否則再牛的工程師，也往往讓項(xiàng)目做失敗。
也只有那些有超強(qiáng)研發(fā)實(shí)力的公司才能完全擁有上面各步驟中所需技能的工程師，而對(duì)于中小型公司，很難湊齊這些專業(yè)工程師。不過(guò)對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，由于咱們對(duì)計(jì)算機(jī)方面，特別是單片機(jī)方面的研究、應(yīng)用，起步相對(duì)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，要晚很多，往往是國(guó)外推出了新單片機(jī)，國(guó)人勤奮學(xué)會(huì)應(yīng)用，所以從應(yīng)用的層面講，國(guó)人研究得還是比較透的，咱們好多單片機(jī)都做不出來(lái)，但應(yīng)用的熟練程度，絕不遜于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，這樣就自然而然的產(chǎn)生了不少對(duì)相應(yīng)單片機(jī)有深入了解的高手，這些高手，能很輕易的讀取已經(jīng)硬件加密過(guò)的CPU里的程序，再者，國(guó)內(nèi)有這方面的市場(chǎng)需求，所以，中國(guó)在硬件解密方面的實(shí)力是相當(dāng)強(qiáng)的。這就為逆向工程提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在中國(guó)，可以很輕易找到單片機(jī)硬件破解、讀取CPU里程序的工程師。
但對(duì)于好多有技術(shù)含量的項(xiàng)目，就算硬件破解出來(lái)了，得到了BIN程序文件，要反匯編分析也非易事，有的甚至還進(jìn)行了軟加密，要順利逆向分析，必須要有好的反匯編工具，這點(diǎn)至關(guān)重要。另外就是要有資深的既懂匯編又懂C的工程師，這類的工程師，相對(duì)硬件破解工程師來(lái)說(shuō)，要稍難找些。對(duì)于有逆向分析需求的中小公司，不一定要本公司具備相應(yīng)的工程師，完全可以找專業(yè)、專職的逆向公司或個(gè)人，這樣應(yīng)該會(huì)更能有效解決問(wèn)題。
上面談的全是逆向分析的內(nèi)容，但如何防逆向分析呢？公司上下齊心，辛辛苦苦做出一個(gè)產(chǎn)品出來(lái)，如果一下子就被別人給逆向分析出來(lái)，這個(gè)損失是巨大的。任何產(chǎn)品，理論上都可以成功被逆向分析出來(lái)，只是逆向分析的難度問(wèn)題。如果單片機(jī)的硬件加密及軟件加密做得足夠強(qiáng)大，大大增加逆向分析的難度，這樣逆向時(shí)間勢(shì)必要成倍增加，這樣從逆向時(shí)間及成本上，讓逆向者自我放棄。具體有下面幾種方法加強(qiáng)防逆向分析：
1．盡量選擇新推出的穩(wěn)定的單片機(jī)，這個(gè)尺度有點(diǎn)難把握，但可以選擇大公司新推出的芯片，這類公司新推的芯片，穩(wěn)定性方面應(yīng)該會(huì)有所保障的，如TI、NXP、Atmel、ST意法等。
2．盡量選擇性價(jià)比高的16位或32位單片機(jī)代替8位單片機(jī)，如STM32F10X系列，這類系列的單片機(jī)逆向是相當(dāng)有難度的，且價(jià)格跟一些8位機(jī)差不多。16位的如MSP430系列。
3．盡量在程序中增加軟加密代碼，這樣就算成功硬破解，得到了程序，燒錄到芯片中，也無(wú)法正常運(yùn)行，還必須要進(jìn)行軟解密。有些單片機(jī)自帶有軟加密特性可用于軟加密，如果艾特梅爾的Atmega系列及ST的STM32F10X系列，但有些就沒(méi)有，像51及MSP430，很少有此特性，這樣要實(shí)現(xiàn)軟加密，就必須另外帶一個(gè)芯片，結(jié)合程序?qū)崿F(xiàn)軟加密。
4．燒錄程序時(shí)，將單片機(jī)硬件提供的加密位，全部置為加密狀態(tài)。