Взлом микроконтроллеров Silicon Labs/Cygnal

Silicon Laboratories, Inc. (NASDAQ: SLAB) — бесфабричная полупроводниковая компания со смешанными сигналами, базирующаяся в Остине, Техас.

Компания была основана в 1996 году тремя ветеранами бывшей Crystal Semiconductor — Навом Сучем, Дэйвом Веландом и Джеффом Скоттом.[3] Генеральный директор компании — Тайсон Таттл.[4] Компания вышла на биржу в 2000 году.[5] Silicon Labs использует свою интеллектуальную собственность для разработки микросхем со смешанными сигналами, которые обычно интегрируют ряд дискретных функций на одном кристалле КМОП. Компания использовала свой технологический портфель для расширения на ряд крупных рынков. У компании три основных направления:

Доступ — включает аналоговые модемы для приставок, POS-терминалов и многофункциональных принтеров, SLIC для VoIP-шлюзов и PoE-устройства для сетевого оборудования

Радиовещание — включает однокристальные AM/FM-радио и кремниевые ТВ-тюнеры и демодуляторы

Широкий профиль — включает микроконтроллеры, тактовые микросхемы (генераторы и осцилляторы), цифровые изоляторы, маломощные беспроводные приёмники и решения для интерфейса с человеком, такие как сенсорные контроллеры и датчики приближения.

Silicon Labs насчитывает около 900 сотрудников по всему миру, а офисы исследований и разработок расположены в США, Европе и Азии. Клиенты Silicon Labs включают Samsung, Huawei, LG и Thomson.

 

История

С приобретением Cygnal Integrated Products Silicon Labs ознаменовала свой выход на многомиллиардный рынок аналоговых микросхем и MCU общего назначения и начала строить свой широкопрофильный бизнес, который сейчас составляет 40% дохода компании. 8-разрядные MCU Silicon Labs основаны на запатентованной реализации архитектуры системы команд 8051, представляющей собой «аппаратную» реализацию CPU микроконтроллера 8051, в отличие от оригинальной микрокодированной версии. Система команд сопоставлена с базовым трёхступенчатым конвейером для увеличения пропускной способности при сохранении 8-разрядной ширины программной памяти. Отличительной особенностью Silicon Labs на рынке является интеграция аналоговых периферийных устройств для создания смешанного MCU, предназначенного для снижения стоимости системы без потери производительности. В начале 2012 года компания представила 32-разрядные MCU на базе ARM. Также ориентируясь на интеграцию высокопроизводительной периферии, 32-разрядное семейство упрощает разработку с помощью бесплатного набора средств разработки на базе Eclipse, включающего полный компилятор, отладчик и утилиту быстрого прототипирования AppBuilder.

Также в широкопрофильный бизнес компании входят тактовые генераторы и осцилляторы, настраиваемые онлайн, а также цифровые изоляторы, заменяющие оптопары, маломощные беспроводные приёмники и трансиверы для субгигагерцевых приложений, а также развивающийся портфель сенсорных и датчиков приближения для потребительских и промышленных приложений.

 

Приобретения

Декабрь 2003 — Silicon Labs приобрела Cygnal Integrated Products, инновационную компанию из Остина, специализирующуюся на аналого-ёмких, высокоинтегрированных 8-разрядных микроконтроллерах (MCU).
2007-02-08 — NXP Semiconductors объявила о приобретении подразделения сотовой связи Silicon Labs.[6]
2008 — Silicon Labs объявляет о приобретении Integration Associates.[7]
2010, апрель — Silicon Labs объявляет о приобретении Limerick-based 'ChipSensors' и California-based Silicon Clocks.
2011, январь — Silicon Labs приобретает Silicon Valley-based SpectraLinear.[8]
2012 — Silicon Labs приобретает производителя ZigBee Ember.[9]
Июнь 2013 — Silicon Labs объявляет о намерении приобрести специалиста по маломощным ARM-микроконтроллерам Energy Micro.

Общие вопросы об извлечении прошивки микроконтроллеров

---

• Безопасно ли отправлять платёж в MikaTech?

  Если бы MikaTech была недобросовестной компанией, в интернете можно было бы найти множество негативных отзывов о её работе за 28-летнюю историю

  Итак, ответ — ДА! Мы порядочные люди.

  Почему стоит выбрать Mikatech, пожалуйста нажмите здесь, чтобы узнать
  

  
  
• Может ли Mikatech взломать микросхемы, не указанные на этом сайте?

  У разных производителей микросхем разные артикулы, но внутреннее ядро микросхемы может быть изготовлено по одной технологии. Было бы совершенно невозможно перечислить все артикулы, к которым применима наша технология, например MYSON, STK, FEELING, ANALOG, FUJITSU, NOVATEK, LG/HYNDAI.
  
  Кроме того, с развитием технологий мы ежедневно накапливаем всё больше опыта и разрабатываем новые методы обратного инжиниринга для различных интегральных схем. Полный список артикулов интегральных схем, входящих в нашу компетенцию, постоянно растёт. Пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы узнать подробности.

• Будет ли защищена моя конфиденциальность?

  Mikatech Innovative Limited понимает важность конфиденциальности своих клиентов. С момента обращения в Mikatech ваша личная информация будет защищена в соответствии с нашими управленческими регламентами, разработанными за годы практики. Mikatech использует эту информацию для настройки своих услуг под вас и никогда не раскрывает её третьим лицам по какой-либо причине.
  По каждому проекту мы удаляем все данные, материалы и коды через 60 дней после передачи файлов — это защищает нас и вашу конфиденциальность.

• Законно ли пользоваться услугами Mikatech?

  Да, это абсолютно законно.
  Mikatech предоставляет услуги обратного инжиниринга только в образовательных целях. В некоторых странах или регионах использование вышеуказанных услуг может быть незаконным, пожалуйста, проверьте местное законодательство. Mikatech не несёт ответственности за использование вышеуказанных услуг, которое может быть признано незаконным.

  
  
• Я отправил вам письмо, почему нет ответа?

  • A. Наш почтовый сервер временно вышел из строя, ваше сообщение не было доставлено в наш почтовый ящик, даже если на экране отображается сообщение об успешной отправке. Пожалуйста, свяжитесь с нами снова.
  • B. Наше письмо распознаётся вашим почтовым сервером как спам, поэтому наш ответ был отклонён или перенаправлен в папку со спамом. Пожалуйста, удалите наш адрес из списка спама или проверьте папку со спамом, либо используйте другой почтовый адрес для связи (например, Gmail).
  • C. Ваше письмо распознаётся нашим почтовым сервером как спам, поэтому оно было помещено в папку со спамом. Пожалуйста, используйте другой почтовый адрес для связи с нами.

• Криптографические сопроцессоры и их влияние на защиту MCU

  Многие современные MCU включают выделенный криптографический сопроцессор. Этот сопроцессор ускоряет шифрование и дешифрование. Он также обеспечивает безопасное хранение ключей. Бит защиты MCU часто делегирует управление ключами сопроцессору. Сопроцессор имеет собственный механизм блокировки. Эта блокировка предотвращает чтение ключей напрямую хост-процессором. Хост-процессор может только запрашивать криптографические операции. Сопроцессор выполняет их и возвращает результат. Считывание EEPROM процессора, содержащего ключи, невозможно, потому что ключи никогда не находятся в EEPROM. Они находятся в защищённом SRAM сопроцессора. Дамп флеш-памяти и EEPROM основной памяти не раскрывает ключи. Декапсуляция и восстановление кода основного CPU не найдут ключи. Копирование содержимого крипто-памяти сопроцессора заблокировано его внутренней защитой. Обратный инжиниринг микроконтроллера должен нацеливаться на сопроцессор отдельно. Извлечение прошивки из основной флеш-памяти возможно, но оно не включает ключи. Бит защиты MCU теперь имеет два компонента: основная блокировка и блокировка сопроцессора. Блокировка сопроцессора часто более надёжна. Она использует другую технологию. Например, она может использовать PUF для генерации ключей. Ключ не хранится, а вычисляется на лету. Это делает считывание EEPROM процессора неактуальным. Злоумышленник не может получить ключ, сделав дамп флеш-памяти и EEPROM. Декапсуляция и восстановление кода не могут извлечь ключ, потому что он не существует постоянно. Копирование содержимого крипто-памяти невозможно, поскольку память энергозависима и стирается при сбросе. Сопроцессор также реализует контрмеры против побочных каналов. Он использует маскировку и рандомизацию. Это снижает утечку. Бит защиты MCU дополняется функциями безопасности сопроцессора. Однако сопроцессор может быть атакован через его интерфейс. Если хост-процессор скомпрометирован, он может отправлять вредоносные команды. Например, он может запросить дешифрование многих шифротекстов. Анализируя ответы, можно провести атаку на основе выбранного открытого текста. Но это атака на алгоритм, а не на ключ. Ключ остаётся в безопасности. Другая атака — гличить внутреннее состояние сопроцессора. Глич может заставить его выдать ключ вместо зашифрованного результата. Это было продемонстрировано. Для предотвращения этого сопроцессор имеет обнаружение ошибок. Он проверяет целостность своих операций. Если обнаружена ошибка, он сбрасывается. Сброс очищает ключ. Таким образом, защита MCU выигрывает от этой самозащиты. Сопроцессор также поддерживает безопасную загрузку. Он проверяет прошивку перед запуском хост-процессора. Это предотвращает внедрение вредоносного кода, такого как LockBit. Блокировка сопроцессора независима от блокировки хоста. Даже если блокировка хоста взломана, блокировка сопроцессора остаётся. Злоумышленник должен взломать обе. Это удваивает усилия. Многие MCU также позволяют сопроцессору шифровать основную флеш-память. Ключ шифрования находится внутри сопроцессора. Хост-процессор никогда его не видит. Когда хост читает флеш-память, сопроцессор расшифровывает на лету. Расшифрованные данные доступны только внутри. Считывание EEPROM процессора флеш-памяти даёт шифротекст. Дамп флеш-памяти и EEPROM через отладку даёт шифротекст. Декапсуляция и восстановление кода флеш-памяти даёт шифротекст. Копирование содержимого крипто-памяти флеш-памяти бесполезно без ключа. Обратный инжиниринг прошивки требует сначала расшифровки. Но для этого нужен ключ сопроцессора. Сопроцессор спроектирован так, чтобы противостоять извлечению. Таким образом, защита MCU теперь обеспечивается аппаратно. Единственная надежда злоумышленника — найти ошибку в реализации сопроцессора. Например, временной побочный канал при операции дешифрования. Сопроцессор может раскрыть ключ через потребляемую мощность. Но если он хорошо замаскирован, утечка минимальна. Злоумышленник также может попытаться использовать прошивку сопроцессора. Сопроцессор выполняет собственную микропрограмму. Эта микропрограмма может иметь уязвимости. Если злоумышленник может обновить микропрограмму, он может изменить поведение. Но микропрограмма обычно подписана. Сопроцессор проверяет подпись. Таким образом, защита MCU распространяется на механизм обновления сопроцессора. В итоге, криптографические сопроцессоры значительно усиливают защиту MCU. Они предотвращают прямое считывание EEPROM процессора, дамп флеш-памяти и EEPROM, декапсуляцию, копирование содержимого, обратный инжиниринг и извлечение прошивки для получения открытых секретов. Они добавляют второй уровень защиты, физически и логически отделённый.