FOTA升级包安全防护
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信息安全Electronic Technology & Software Engineering  电子技术与软件工程• 203【关键词】FOTA 安全 升级包安全 文件验签 文件加密
1 安全需求
身份认证：认证升级包是从真正的服务器上下发下来的，并确保下载下来的文件为客户经过认证并签发的升级包。同时智能设备必须验证服务器的真实性。
中国民间传说
信息机密性：升级包为智能设备厂商的核心资产，因此我们需保障升级包在网络上传输过程中不被窃取，窜改； 保障即使该升级包落入恶意攻击者手中，也无法通过逆向工程，反编译等手段破解程序包中的核心程序及重要的软件资产信息。
数据防篡改：在进行FOTA 升级的时候，必须保障每个字节的正确性，否则就会导致升级失败。所以在进行软件更新时，必须保证系统更新包是从真实的FOTA 服务器下载下来的并没有被篡改。
数据完整性：一个不完成的升级包是无法进行FOTA 升级的。因此我们在升级包到达智能设备之后，都要进行反复的进行完整性校验，确保升级包的完整性。
2 技术说明
在升级包防护措施实施中，我们会用到各种加密算法。为了更能理解后面做的防护措施，我们把一些主要使用到的技术及其特点列举如下：
HASH：中文名为哈希，该算法可以把任意长度的输入，通过散列算法变成固定长度的消息摘要函数，相当于信息指纹。常用的HASH 算法包括MD5、SHA256等。在这我们使用文件的HASH 值来判断文件完整性以及是否被篡改。
AES ：常用的的对称加密算法，有速度快，简单等特点。主要分为AES128，AES192，AES256三种算法。从安全性来看，AES256安全性最高，从性能来看，AES128性能最高。在这我们使用该算法对升级包进行加密处理，加密之后能够保障升级包的隐私性。
RAS：常用非对称加密算法，公开密钥密FOTA 升级包安全防护
文/丁魏
税务事务所实习报告
码体制，使用了不同的加密密钥与解密密钥对。
我是特种兵演员其中一个称为公钥，一个称为私钥。在这我们使用私钥对升级包的HASH 值进行签名，使用私钥对升级包的HASH 进行验签。HTTPS ：HTTPS 为HTTP 协议上添加了SSL 安全证书，用于安全的数据传输和身份验证。在这我们使用HTTPS 技术下发升级包，保障升级包传输过程的安全和下载来源的可靠
性。KMS ：秘钥管理服务器，提供秘钥的分发，秘钥管理，公私钥对的生成等功能。3 架构设计如图1所示。根据实际安全需求以及项目详情，构思了一套完成的升级包防护方案，该方案能有效的对升级包的身份认证，保障升级包的信息机密性，数据完整性，隐私性等要求。以下结合具体的流程步骤，阐述升级过程具体的防护措施。流程步骤：步骤1：计算获取原始升级包的HASH 值，使用该HASH 值作为参数去获取升级包加密需要的加密因子。文件的HASH 值可以认为是文件的指纹，使用它作为获取加密因子的参数，能达到不同文件得到不同加密因子的效果。步骤2：使用获取到的加密因子和AES256算法对文件进行加密处理，得到加密后的升级包。步骤3：获取加密包的HASH 值，把它作为对升级包签名的内容。步骤4：获取对称加解密的秘钥对，用来做文件签名使用。步骤5：使用获取到的秘钥对中的私钥，采用RSA 加密算法对加密包的HASH 值进行签名，签名后生成了一段字符串，此段字符串即为数字签名的凭证。对升级包进行签名之后，只有使用公钥进行才能验签通过，从而达到身份认证的功能。步骤6：把签名好的字符串和签名秘钥对中的公钥拼接在升级包后面，作为升级包的一部分，下发到智能设备中。步骤7：使用HTTPS 加密通道，下发升级包，采用TLS1.2加密协议，保障升级包来源的可靠性，以及升级包在传输过程中不被监听和截取。步骤8：升级包下载到智能终端之后，程序根据预先约定的规则对升级包进行拆解。拆解后为加密包、验签公钥及签名字符串三块。步骤9：使用智能设备预置的根证书对拆分好的公钥进行认证，认证通过说明该公钥为合法的公钥。步骤10：使用认证过的公钥对签名字符串进行验签，验签过程也就是对签名字符串进行解密的过程，解密后和加密升级包的HASH 值进行比较，如果一致，则代表验签通过。从而达到了认证了升级包来源的
可靠性及完整性的效果。步骤11：验签通过后的升级包还是个加密的升级包，需要对其进行解密之后才能使用。我们再使用升级包的原始HASH 值，去获取升级包的解密秘钥，并使用AES256算法对该文件进行解密，解密之后得到的文件即为原始文件。至此，我们可以使用该升级包进行对固件进行后续的升级操作。4 结论安全为FOTA 升级过程中非常重要的一环，升级包的安全作为整个安全体系中的一部分至关重要。我们既要保障升级包来源的可靠性，安全性，隐密性，同时还需要考虑实际上设备的处理能力。我们在该实践方案中使用AES256算法保障了升级包的隐私性，使用RSA 签名算法认证了升级包的身份，使用文件的HASH 验证了文件的完整性，使用HTTPS 技术保障了传输过程中的安全。我们从安全需求角度出发，使用了各种加解密算法及安全流程，保障了升级包的安全，可靠，机密，完整等特性。参考文献[1]刘杨.基于混沌映射的分组密码研究[D].华东理工大学,2011.[2]赵剑.基于Android 的手机银行系统的设计与实现[D].西安电子科技大学硕士论文,2014.作者简介丁魏（1986-），男，江西省丰城市人。大学本科学历。软件研发经理。研究方向为FOTA 安全升级。作者单位上海艾拉比智能科技有限公司
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