STMicroelectronics 系列：STM32F407 (基于 Cortex-M4)_（15）.STM32F407安全与防护.docxVIP

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STM32F407安全与防护

1.引言

在现代嵌入式系统设计中，安全与防护是至关重要的环节。STM32F407作为一款基于Cortex-M4内核的高性能微控制器，提供了多种安全与防护机制，以保护系统免受物理和软件攻击。本节将详细介绍STM32F407的安全与防护功能，包括硬件安全特性、软件安全措施以及如何在实际开发中应用这些功能。

2.硬件安全特性

2.1.读出保护(RDP)

读出保护（ReadOutProtection,RDP）是一种硬件机制，用于防止未经授权的访问微控制器的闪存和SRAM。STM32F407提供了两级RDP保护：

Level0(RDPlevel0):保护闪存和SRAM，但允许调试接口访问。

Level1(RDPlevel1):保护闪存和SRAM，且禁止调试接口访问。

Level2(RDPlevel2):保护闪存和SRAM，禁止调试接口访问，并且不可通过软件取消保护。

2.1.1.设置RDP保护

RDP保护通过选项字节（OptionBytes）进行设置。以下是设置RDP保护的步骤：

解锁选项字节:

//解锁闪存选项字节

HAL_FLASH_OB_Unlock();

设置RDP保护级别:

//设置RDP保护级别

FLASH_OB_RDP_Level_tRDPLevel=OB_RDP_LEVEL_1;//选择RDP级别1

HAL_FLASH_OB_RDPConfig(RDPLevel);

启动选项字节编程:

//启动选项字节编程

HAL_FLASH_OB_Launch();

锁定选项字节:

//锁定闪存选项字节

HAL_FLASH_OB_Lock();

2.2.唯一设备ID(UID)

每个STM32F407芯片都有一个唯一的设备ID（UniqueDeviceID,UID），用于唯一标识每个芯片。UID存储在闪存的最后64字节中，可以通过特定的寄存器读取。

2.2.1.读取UID

以下代码示例展示了如何读取STM32F407的唯一设备ID：

//读取唯一设备ID

uint32_tGetUID(void){

uint32_tUID[2];

UID[0]=*(__IOuint32_t*)(0x1FFF7A10);//读取UID的前32位

UID[1]=*(__IOuint32_t*)(0x1FFF7A14);//读取UID的后32位

returnUID[0]^UID[1];//返回UID的异或结果

}

2.3.加密与解密

STM32F407内置了硬件加密引擎，支持多种加密算法，如AES、DES等。这些加密引擎可以用于保护敏感数据和代码。

2.3.1.AES加密与解密

以下代码示例展示了如何使用STM32F407的AES硬件引擎进行数据加密与解密：

#includestm32f4xx_hal.h

//AES密钥

uint8_tkey[16]={

0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,

0x08,0x09,0x0A,0x0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0F

};

//待加密的数据

uint8_tplaintext[16]={

0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x17,

0x18,0x19,0x1A,0x1B,0x1C,0x1D,0x1E,0x1F

};

//加密后的数据

uint8_tciphertext[16]={0};

//解密后的数据

uint8_tdecryptedtext[16]={0};

//AES初始化结构体

AES_HandleTypeDefhaes;

voidAES_Init(void){

haes.Instance=AES;

haes.Init.Mode=AES_MODE_ECB;//选择ECB模式

haes.Init.KeySize=AES_KEYSIZE_128B;//选择128位密钥

haes.Init.DataType=AES_DATATYPE_8B;//选择8位数据类型

if(HAL_OK!=HAL_AES_Init(haes)){

//初始化失败处理

while(1);