立创商城：你的单片机是如何被别人破解的？
单片机一般都有内部EEPROM / FLASH供用户存放程序和工作数据。为了防止未经授权访问或拷贝单片机的机内程序，大部分单片机都带有加密锁定位或者加密字节，以保护片内程序，这就叫单片机加密。
什么叫单片机解密呢？如果要非法读出里的程式，就必须解开这个密码才能读出来，这个过程中单片机攻击者借助专用设备或者自制设备，利用单片机芯片设计上的漏洞或软件缺陷，通过多种技术手段，就可以从芯片中提取关键信息，获取单片机内程序，这就叫单片机解密。
大部分单片机程式都有一定的加密措施，但一般的保护措施很脆弱，很容易被破解。因此，电子工程师在做产品设计时，既要了解单片机的加密技术，也要了解当前单片机攻击的最新技术，做到知己知彼，才能有的放矢，防止自己辛辛苦苦设计出来的产品被人家一夜之间仿冒。
大多数情况下，单片机是如何被破解的呢？
首先来看看单片机的结构与组成
1.中央处理器CPU，包括运算器、控制器和寄存器组。是MCU内部的核心部件，由运算部件和控制部件两大部分组成。
2.存储器，包括ROM和RAM。ROM程序存储器即用来存放已编的程序（系统程序由制造厂家编制和写入）。存储数据掉电后不消失。RAM数据存储器，在程序运行过程中可以随时写入数据，又可以随时读出数据。存储数据在掉电后不能保持。
3.输入、输出I/O接口，与外部输入、输出（电路）设备相连接。
此外，还有还有ADC模拟量输入、输出端口等。
再来看看，破解单片机的两种方式：
一、非侵入式攻击
大部分非侵入型攻击需要攻击者具备良好的处理器知识和软件知识。它的优点是：不需要对元器件进行初始化，被攻击的单片机不会被物理损坏。攻击时可以把元器件放在测试电路中分析，也可单独连接元器件。
一旦成功，这种攻击很容易普及，并且重新进行，攻击不需要很大的开销，而且这种攻击不会留下痕迹。因此，这被认为是对任意元器件的硬件安全最大的威胁。
非侵入式攻击可以是被动的或主动的。被动攻击，也叫侧面攻击，不会对被攻击元器件发生作用，但通常是观察它的信号和电磁辐射，包括功耗分析和时序攻击。主动攻击，如穷举攻击和噪声攻击，特点是将信号加到元器件上，包括电源线。
下面介绍三种典型的非侵入式攻击：
1.时序攻击（TIming attacks）
一些安全相关的操作使用输入的值和密钥，由半导体芯片执行不同的时间来比较。小心的时序测量和分析就能恢复出密钥。这种攻击成功破解了实际的RSA签名的智能卡。
为了攻击成功，需要收集装置的信息，与处理时间整合比较，如问答延迟（quesTIon-answer delay）。很多密码算法容易受到时序攻击，主要原因是软件来执行算法。时序攻击可用在安全保护是基于密码的微控制器，或使用确定数字的卡或密码来进行访问控制的系统，如达拉斯的iButton产品。
为防止此类攻击可以使用盲签名（Blinding signatures）技术。利用选定的随机数与输入数据混合来防止破解者知道输入数据的数学运算法则，设计者需要小心计算处理器的周期。当密码进行比较时确保正确和错误的时间是一样的，例如：飞思卡尔的68HC08微控制器的内部存储器载入模块在输入正确的八字节密码后可以访问内部闪存。为达到正确和错误的密码都处理相同的时间，程序中增加了额外的空操作指令。这对时序攻击提供了很好的保护。
2.噪声攻击（Glitch attacks）
噪声攻击是快速改变输入到微控制器的信号，以影响它的正常运行。通常噪声是叠加在电源上或时钟信号上，但噪声也可以是外加的短暂电场或电磁脉冲。在离芯片表面数百微米处放置两根金属针，然后加上少于1微秒的数百伏电压的窄脉冲，晶圆衬底会感应出一个电场，使得邻近晶体管的阈值电压发生变化。最近出现一种改进的方法：使用几百圈金属线绕在微探针的针尖构成一个小型电感。当电流进入线圈会产生磁场，针尖将集中磁力线。
3.穷举攻击（也称暴力攻击Brute force attacks）
对于密码，暴力攻击是对系统尝试数量众多的密钥。通常是使用高速计算机来寻找匹配的密钥。一个例子是微控制器中的密码保护设置。以TI的MSP430为例，密码本身长度为32字节（256位），抵挡暴力攻击已经足够了。但密码分配在与处理器中断矢量相同的存储器地址。那么，首先减少存储器内矢量一直指向的区域。然后当软件被更新时，只有小部分的密码被修改，因为大部分中断子程序指向的矢量是相同的地址。
结果是，如果破解者知道早前密码中的一个，就很容易做系统的搜索，在合理的时间内找到正确的密码。暴力攻击也可用在ASIC或CPLD的硬件设计来实现。
另一种可能的暴力攻击，对很多半导体芯片有效，是将外部高压信号（通常是两倍于电源电压）加到芯片引脚上，来试图进入工厂测试或编程模式。
此外还有数据保持能力分析（Data remanence）、功耗分析（Power analysis）、电子探测攻击、软件攻击等非侵入式攻击方式。
二、侵入型攻击
侵入型攻击（物理攻击），这类攻击需要破坏封装，然后借助半导体测试设备、显微镜和微定位器，在专门的实验室花上几小时甚至几周时间才能完成。与非侵入式攻击相反，侵入型的攻击则不需要太多的初始知识，而且通常可用一整套相似的技术对付宽范围的产品。因此，对单片机的攻击往往从侵入型的反向工程开始，积累的经验有助于开发更加廉价和快速的非侵入型攻击技术。
侵入型攻击的一般过程：
第一步：除去芯片封装。有两种方法可以达到这一目的：第一种是完全溶解掉芯片封装，暴露金属连线。第二种是只移掉硅核上面的塑料封装。第一种方法需要将芯片绑定到测试夹具上，借助绑定台来操作。
芯片上面的塑料可以用小刀揭开，芯片周围的环氧树脂可以用浓硝酸腐蚀掉。热的浓硝酸会溶解掉芯片封装而不会影响芯片及连线。该过程一般在非常干燥的条件下进行，因为水的存在可能会侵蚀已暴露的铝线连接。
第二步：清洗。接着在超声池里先用丙酮清洗该芯片以除去残余硝酸，然后用清水清洗以除去盐分并干燥。
第三步：紫外光照射。寻找保护熔丝的位置并将保护熔丝暴露在紫外光下。一般用一台放大倍数至少100倍的显微镜，从编程电压输入脚的连线跟踪进去，来寻找保护熔丝。操作时应用不透明的纸片覆盖芯片以保护程序存储器不被紫外光擦除。将保护熔丝暴露在紫外光下5～10分钟就能破坏掉保护位的保护作用，之后，使用简单的编程器就可直接读出程序存储器的内容。
对于使用了防护层来保护EEPROM单元的单片机来说，使用紫外光复位保护电路是不可行的。对于这种类型的单片机，一般使用微探针技术来读取存储器内容。在芯片封装打开后，将芯片置于显微镜下就能够很容易的找到从存储器连到电路其它部分的数据总线。
探针技术是常用的侵入式攻击方式。
该技术是直接暴露芯片内部连线，然后观察、操控、干扰单片机以达到攻击目的。所有的微探针技术都属于侵入型攻击。
虽然大多数普通单片机都具有熔丝烧断保护单片机内代码的功能，但由于通用低档的单片机并非定位于制作安全类产品，因此，它们往往没有提供有针对性的防范措施且安全级别较低。加上单片机应用场合广泛，销售量大，厂商间委托加工与技术转让频繁，大量技术资料外泻，使得利用该类芯片的设计漏洞和厂商的测试接口，并通过修改熔丝保护位等侵入型攻击或非侵入型攻击手段来读取单片机的内部程序变得比较容易。
由于某种原因，芯片锁定位在编程模式下并不锁定对存储器的访问。利用这一缺陷将探针放在数据线的上面就能读到所有想要的数据。在编程模式下，重启读过程并连接探针到另外的数据线上就可以读出程序和数据存储器中的所有信息。
还有一种可能的攻击手段是借助显微镜和激光切割机等设备来寻找保护熔丝，从而寻查和这部分电路相联系的所有信号线。由于设计有缺陷，只要切断从保护熔丝到其它电路的某一根信号线，就能禁止整个保护功能。
那么，我们可以从哪些方面着手防止单片机被破解呢？其实任何一款单片机从理论上讲，攻击者均可利用足够的投资和时间使用以上方法来攻破。破解无法避免，我们能做的就是提高破解成本。
单片机加密技术
单片机加解密可划分为两大类，一类是硬件加密，一类是软件加密。硬件加密，对于单片机来说，一般是单片机厂商将加密熔丝固化在IC内，熔丝有加密状态及不加密状态，如果处于加密状态，一般的工具是读取不了IC里面的程序内容的，要读取其内容，这就涉及到硬件解密，必须有专业的硬件解密工具及专业的工程师。
众所周知，ASIC提供了很好地保护措施来防止多种攻击，只有极少数经验丰富且装备精良的破解者才有可能成功破解。另一个简单的方法是限制访问程序存储器。通常用在智能卡中，但一些微控制器中也用到，所有的客户被与芯片制造商迫签署不扩散协议。
传统软件加密方式归纳起来主要有以下几种；
1.指令伪装法
2.故意破坏单片机芯片特定硬件进行资源加密法，主要有以下几种：a.故意烧坏数据总线；b.破坏芯片的加密锁定位；c.破坏MCS.51的EA引脚。
3.总线加密法：总线加密法主要有地址总线乱序法、数据总线乱序法，或在MCU芯片地址总线与存储器地址总线间增加可编程芯片，使MCU芯片地址与存储器地址之间形成新的映射关系。
此外，还有更加先进的基于芯片身份识别码、片内RC振荡器频率离散性、上电标志等实用的单片机控制程序加密方式，本文不再展开论述，需要的人可以自行查阅资料。
为了保证加密效果，通常需要软硬件综合加密、时间加密、错误引导加密 等多项加密措施联合使用。
总之，在选定加密芯片前，要充分调研，了解单片机破解技术的新进展，包括哪些单片机是已经确认可以破解的，尽量不选用已可破解或同系列、同型号的芯片，比如MCS51系列单片机，因为该单片机在国内的普及程度最高，被研究得也最透。而要选择采用新结构、新工艺、上市时间较短的单片机。比如ATMEGA88/ATMEGA88V，这种国内目前破解的费用需要一万元左右，高昂的破解成本让一般人望而止步；另外，也可以和CPLD结合加密，这样解密费用很高，解密一般的CPLD也要一万左右。
要想从根本上防止单片机被解密是不可能的，加密技术不断发展，解密技术也不断发展，现在不管哪个单片机，只要有人肯出钱去做，基本都可以做出来，只不过代价高低和周期长短的问题，编程者还可以从法律的途径对自己的开发作出保护（比如申请专利）。
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立创商城：为什么说买芯片的渠道很重要？
& 11:56&&来源：互联网&
　　在这个假货横行的年代，点个外卖怕吃到地沟油，辛辛苦苦买套房也担心接盘豆腐渣工程，某宝上部分&特价&、&厂货&、&假一罚十&的各种&名牌&看起来更是让人可笑及深思。利益驱使下，假货也慢慢的渗透进了代表着先进生产力之一的电子科技行业。近日，立创君在某网站上看到这么一篇报道《假芯片风波：工程师差点背黑锅，decap后真相了!》。
　　某工程师在一款小信号的采集板设计中，采用了多片运算放大器，批量阶段在某贸易商处买了好几百片。当板子全部做好后，怎么调试都会工作不太正常，总有干扰的问题出现。于是一直在设计上找原因，但问题始终解决不了，搞得当事工程师压力大得一度想辞职。
　　后来脑筋一闪，找了一家可以做芯片拆解公司，把这批次芯片和之前正规渠道的样品同时decap后对比，看到报告后傻眼了：
　　1、两个芯片的晶圆大小不一样，版图明显不一样;
　　2、正规渠道的芯片上有ADI的logo，有AD8512A的标志;
　　3、有问题的芯片晶圆上写有LM833A的样式和NSC的字母，有可能是NS的LM833A系列运放。
　　上张专业报告的版图对比：
　　LM833，价格大概只AD8512的十分之一左右，假芯片在外形尺寸、丝印方面几乎一模一样。如果仔细对比后，会发现正面左下角的那个小圆点一个是光刻的一个是丝印的，但也不能肯定是否因为不同批次的原因。
　　下图是decap第三方在微镜下拍的假芯片的照片正面和反面，因为都是焊接过后拆下来的，芯片实在太小拍不清楚。
　　下方是正品芯片的正面和反面：
　　AD8512是款低噪声、低输入偏置电流、宽带宽、精密JFET双通道运算放大器。LM833是主要应用在音频方面的运算放大器，其主要特点：高slew rate，低失真度、大的输出电压摆幅;但是在offset current、bias current等方面，比AD8512有很大差距。
　　挑几个差距较大的性能参数对比下：
　　差距这么大，难怪当板子做好后，怎么调试都会工作不太正常!
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版权所有 京ICP备号-5立创商城：手机这样充电不正确！关于充电的这些流言你信了几个？
时常会听到手机因充电爆炸起火伤人，也有人建议大家不要在充电的时候使用手机，不要整夜给手机充电等等，这些建议是否有科学依据？ 下面帮大家梳理几个常见的误区，转发扩散！
流言一： 新买的手机必须充满8小时以上并重复几次完全充电放电，这个过程叫做激活，这样可以使手机的电池达到最大容量。手机充满电之后必须马上拔掉电源，因为过度充电会引起电池爆炸。笔记本电脑和手机的电池最好把电用光再充电，这样可以尽量减少充电次数，延长电池寿命。
新电池需要重复几次完全充电放电来激活吗？
确实有一些充电电池需要类似的“激活”工作。这就是较早的镍镉充电电池和镍氢充电电池。这些电池会产生一种被称为“记忆效应”的现象，在不完全放电的状态下充电，容易使电池过度充电，时间长了会导致电极板上增生晶体，阻塞电解液与电极板的接触，造成电池的电压下降，让使用者产生电池很快就用完了的感觉。[1]因此对于这两种电池来说，定期（而不是每次）对电池完全放电后再充电可以减轻上述原因引起的电压下降现象。
不过，现在我们手机和笔记本电脑上所使用的电池，大都是锂离子电池 (Li-ion Battery)。锂离子电池虽然身材小却可以储存大能量，因此使用的越来越广泛。锂离子电池在开始使用时不需要通过深度充放电来进行激活，因为电池的初始化及测试过程已经在制造电池的时候完成了。锂离子电池也没有所谓的“记忆效应”的，可以随时充电。[2]建议定期对锂离子电池进行一次完全充放电的说法，仅仅是为了校准笔记本电脑和一些高端智能手机上的电量检测装置，并不是因为对电池本身有什么好处。[3]对于普通的手机、数码相机这些分段显示电池大概电量的设备，是完全不需要定期完全充放电的。
神马？有些手机说明书上也有这么写？你要知道，手机的电池一般都不是生产手机的厂商制造出来的，说明书上的这种写法可能是为了提醒使用者测试一下电池有没有问题。另外，由于镍镉和镍氢电池的确需要激活，这种说明书上的写法也可能是由于照搬模板造成的。
流言二：过度充电会引起电池爆炸？
锂离子电池的能量密度大，电压较高（单独锂离子电池单元产生的电压可达到4.2V，而普通的镍基充电电池为1.2V），和低电压类电池相比，锂离子电池充电时电极的氧化还原反应十分剧烈，因此锂离子电池的使用条件必须受到严格限制，过度充电、过度放电、短路、高温等都会引起电池损坏，甚至发生起火和爆炸。[4]但是，实际使用中的锂离子电池是把若干个电芯连同一套安全保护电路以及多种安全装置一起封装成一块电池板。[5]这些安全设计可以保证在过度充电、过度放电和短路时自动切断电池的电路；电池内部压力过高还会触发排气装置减压；电池温度过高则会触发热熔保护装置，阻滞锂离子的运动从而停止电池的电化学反应。[6]因此，只要你不是用的质量不靠谱的山寨电池，手机充满电没有及时拔掉电源不会引起电池爆炸。
流言三：减少充电次数，可以延长电池寿命？
一般锂离子电池的寿命可以达到几百次充放电循环，电池和设备的说明书上也经常见到这样的表述。这里的1个充放电循环是指将电池电量用光然后再充满的过程，而不是插上充电器再拔掉就算1次。连续对锂离子电池进行深度充放电，对锂离子电池的寿命是有影响的，上述几百次的数据也是在这样的条件下测得的，但在日常浅度充放电条件下，锂离子电池的寿命其实相当长。此外，锂离子电池放着不用，其容量也会自然损失，主要的影响因素是电压和温度。研究表明，锂离子离子在完全充电的状态下长时间存放，其容量会发生明显损失。同样的，温度越高，锂离子电池的容量损失就越快，而这种损失是不可逆的，也就是说，电池的容量会永久变小。在0度环境下，电量剩余40%的锂离子电池存放一年后，其容量会损失2%；而在40度环境下，完全充满电的锂离子电池存放一年后，其容量损失高达35%。[7]
那么正确的做法是什么呢？首先，频繁的浅度充放电会比深度充放电有助于延长电池的寿命，千万不要以为充电次数多会损坏电池，这个说法对锂离子电池并不适用。所以，好习惯是有机会就插上充勒个电，充到差不多就拔掉——少量多餐，但别吃太饱。[8]其次，应该尽量减少电池满电状态的时间。充满电后不拔掉电源，会让电池一直保持满电状态，虽然不会爆炸，但是会加快电池容量的损失速度。
流言四： 一人在家中给手机充电，电话铃响，他没有拔下充电器便直接接听。几秒之后，强大电源流过手机，年轻人被击倒在地。他的父母冲进房间，发现他已失去了意识，心跳微弱，手指烧焦。他被立即送往医院，但是到达时即被宣布死亡。请转发给您关爱的人！
真相： 手机充电器的结构包括高压部分（220V交流）、变压器和低压供电部分（输出5V以下直流），只有低压供电部分是连接到手机上的。一般情况下，通过人体的直流电电压要超过36V才会造成危害，正常工作下的手机充电器，即使手机外壳漏电，5V以下的输出电压也是不会对人造成伤害的。
那么是否有可能因为充电器内部发生短路，造成高压部分连接到手机上而导致触电呢？答案是，几乎不可能。充电器内部高压和低压部分最靠近的地方是变压器。变压器是由高压和低压两级线圈组成的，组成线圈的导线表面都涂有绝缘漆，就算是前后两级线圈的表面直接接触也不会短路。退一步说，就算人为地使得充电器内部短路，比如先破坏变压器线圈表面的绝缘漆，再把高压端和低压端焊接在一起，220V电压直接连到手机里。这时手机的电路已经被烧毁了，不会有来电，也不能用来打电话了。而即使是在这种情况下，只有手机是金属外壳，并且手机内部的电路和它的外壳连通，触碰手机才有可能触电。
不合格的充电器、手机电池，可能会因为设计缺陷，散热不好，存在过热而爆炸的危险，也确实有类似的事故。至于在手机充电时接电话而被电死，完全是危言耸听。
结论： 锂离子电池用不着激活。除非有质量问题，否则也不会因为长时间插着充电而发生爆炸。锂离子电池没有记忆效应，可以随时充电，为了减少充电次数而刻意将电池用光后再充满，并不能延长电池寿命，反而对电池的寿命有负面影响。使用合格的手机、电池、充电器，即使是一边充电一边使用，也不会触电，更不会致死。
所以，不用再纠结充电的时候能不能玩手机了，最重要的是不要买到假货、山寨货！
正品保障是电子产品的底线，对于电子工程师来说，电子元器件的正品保障是整个电子设计和产品制作的底线！曾有一个电子DIY的工程师在网上发帖痛诉买到假芯片的经历：在一款小信号的采集板设计中，采用了多片运算放大器，批量阶段在某贸易商处买了好几百片。当板子全部做好后，怎么调试都会工作不太正常，总有干扰的问题出现。于是一直在设计上找原因，但问题始终解决不了，搞得当事工程师压力大得一度想辞职。
后来脑筋一闪，找了一家可以做芯片拆解公司，把这批次芯片和之前正规渠道的样品同时decap后对比，看到报告后傻眼了，这批芯片是冒牌货，在各方面参数都和正品差距都特别大！
在元器件电商领域，立创商城一直以100%正品保证著称，所有商品都从原厂或代理商正规渠道采购，坚决拒绝第三方卖家入驻，因此可以保证无假货！让所有的电子工程师买到放心的正品元器件。
不管是手机还是元器件，无假货才是底线保障！
「关于」立创商城（WWW.SZLCSC.COM）成立于2011年，致力于为客户提供一站式电子元器件线上采购服务，成交量全国领先。自建6000多平米现代化元器件仓库，现货库存超50000种。本文由立创商城整合，版权归原作者所有。
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