Снятие защиты Zilog MCU

Zilog, Inc., ранее известная как ZiLOG (сокращение от «Z (последнее слово в) интегральной логике»), — американский производитель 8- и 16-разрядных микроконтроллеров, наиболее известный своей серией Z80, совместимой с Intel 8080.

 

История

Zilog была основана в Калифорнии в 1974 году Федерико Фаджином, который покинул Intel после работы над микропроцессорами 4004 и 8080. Компания стала дочерней структурой Exxon в 1980 году, но в 1989 году руководство и сотрудники выкупили её обратно под руководством доктора Эдгара Сака.

Zilog вышла на биржу в 1991 году, но в 1998 году была приобретена Texas Pacific Group. Кёртис Кроуфорд сменил доктора Эдгара Сака и изменил направление компании в сторону 32-разрядных процессоров передачи данных. Были выпущены облигации для финансирования новых разработок, но после краха интернет-пузыря в 2000 году и последующего снижения спроса на услуги по чтению программ, восстановлению ПЗУ и извлечению данных, Кроуфорда сменил Джеймс Торберн, который реорганизовал компанию в рамках банкротства по главе 11 в конце 2001 года и вновь сфокусировал её на рынке 8- и 16-разрядных микроконтроллеров.

Джеймс Торберн вывел Zilog на прибыльность, и к 2007 финансовому году продажи достигли 82 млн долларов. За это время компания разработала семейства 8-разрядных Flash MCU Z8 Encore! и 16-разрядных Flash MCU ZNEO. В феврале 2007 года Zilog наняла Дарина Биллербека на пост президента и генерального директора вместо Джеймса Торберна.

2007 год стал последним, когда Zilog представила новые 8-разрядные микроконтроллеры. Без новой линейки продуктов продажи в 2008 году упали на 20% до 67,2 млн долларов. В 2009 году продажи упали на 46% до 36,2 млн долларов.

В январе 2008 года Zilog отклонила нежелательное предложение о поглощении от Universal Electronics Inc.

Знаменитый 8-разрядный процессор Zilog Z80. На фото один из первых Z80.

19 февраля 2009 года Zilog объявила о продаже своей линейки 8-разрядных ИК-микроконтроллеров Crimzon Universal Remote Control, а также 32-разрядных микроконтроллеров на базе ARM9, включая защищённые микроконтроллеры Zatara и 15 патентов, компании Maxim Integrated Products. Производитель пультов Universal Electronics Inc. приобрёл все программные и интеллектуальные активы Zilog, связанные с универсальными пультами, включая весь ROM-код, программное обеспечение и базу данных ИК-кодов. Zilog продала эти активы за 31 млн долларов наличными, что менее половины реальной стоимости.

В декабре 2009 года компания IXYS Corporation приобрела Zilog за 62,4 млн долларов наличными, что было значительно ниже рыночной оценки акций Zilog на тот момент. Детали сделки расследовались.

С начала 2010 года Zilog переориентировалась на промышленный и потребительский рынки для задач обнаружения движения, управления двигателями, беспроводной связи и встроенной безопасности, в настоящее время выпуская ряд эталонных проектов, интегрирующих свои 8- и 16-разрядные микроконтроллеры с продуктами управления питанием IXYS.

В феврале 2012 года Zilog анонсировала выпуск семейства микроконтроллеров Z8051 и инструментария, чтобы заполнить нишу на рынке ядер 8051, образовавшуюся после ухода NXP с этого рынка. Позже в том же году Zilog представила решение ZGATE Embedded Security, включающее MCU eZ80F91 и стек TCP/IP со встроенным межсетевым экраном для защиты от киберугроз на уровне микросхемы.

 

Продукты

Z80 был улучшенной реализацией архитектуры Intel 8080, более быстрой, функциональной и дешёвой; наряду с 6502 он был одним из самых популярных 8-разрядных процессоров для универсальных микрокомпьютеров и других приложений. Он использовался в Nintendo Game Boy, домашних компьютерах Sinclair ZX80, ZX81, ZX Spectrum, Amstrad CPC, архитектуре MSX, Microbee и Tandy TRS-80 — среди многих других. Помимо стимулирования развития домашних вычислений и игр, Z-80 также произвёл революцию в электронной музыке, поскольку первые по-настоящему программируемые полифонические синтезаторы (и их периферия) активно использовали этот CPU.

Многие графические калькуляторы Texas Instruments использовали Z80 в качестве основного процессора, и этот чип продолжал использоваться в некоторых игровых консолях, таких как Sega Mega Drive (Genesis в США) в качестве выделенного звукового контроллера. Операционная система CP/M (и её огромная библиотека ПО, включая Wordstar и dBase) была известна как «дисковая операционная система для Z80», и её успех частично обусловлен популярностью Z80.

После Z80 Zilog выпустила 16-разрядный Z8000 и 32-разрядный Z80000, но они не имели особого успеха, и компания переориентировалась на рынок микроконтроллеров, выпуская как базовые CPU, так и специализированные интегральные схемы (ASIC/ASSP) на основе процессорного ядра. Помимо процессоров, Zilog выпускала и другие компоненты. Одним из самых известных был последовательный контроллер связи Z8530, использовавшийся в рабочих станциях Sun SPARCstation и серверах SPARCserver вплоть до SPARCstation 20.
Zilog также создала подразделение систем, которое разработало Zilog System 8000 — многопользовательскую компьютерную систему на базе Z8000 или Z80000 под Unix-подобной ОС ZEUS (Zilog Enhanced UNIX System).

Zilog попыталась выйти на рынок 32-разрядных микроконтроллеров в феврале 2006 года, продемонстрировав линейку POS-микроконтроллеров на базе ARM9. Финальный продукт был выпущен в 2007 году под названием Zatara. Продажи были разочаровывающими, и вся серия ARM9 была продана Maxim Integrated Products в 2009 году.

Zilog также выпускала одноплатные компьютеры Zdots. Они включали контроллер Zilog eZ80AcclaimPlus, 1 МБ флэш-памяти, 512 КБ SRAM, контроллер Ethernet 10BaseT, ИК-трансивер, 2x60-контактный интерфейс расширения с полными шинными сигналами MPU, разъём RJ-45 Ethernet. Версия для обнаружения движения включала MCU Z8 Encore! XP.

 

Семейства микропроцессоров

Zilog Z80 (1976)
Zilog Z8000 (ок. 1978)
Zilog Z800 (1985)
Zilog Z80000 (конец 1985)
Zilog Z280 (начало 1986)
Zilog Z180 (конец 1986)
Семейства микроконтроллеров
Zilog Z380 (1994)
Zilog Z8 Encore!
Zilog Z8 Encore! XP
Zilog eZ80 (2001)
Zilog eZ8 (2005)
Zilog Z16F, ZNEO, 16-разрядный MCU (2006)
Zilog Z8051 (2011)

 

Контроллеры связи

Z16017/Z16M17/Z86017 адаптер PCMCIA
Z80382/Z8L382 микропроцессор
Z5380 протокольный контроллер SCSI (на базе NCR 5380)
Серия Z022 одночиповые модемы
Обнаружение движения
ZEPIR0AAS02MODG — модуль обнаружения движения ZMOTION™
Z8FS040 ZMOTION™ MCU — микроконтроллер со встроенными алгоритмами обнаружения движения
Z8FS021A — ZMOTION™ Intrusion MCU — микроконтроллер со встроенными алгоритмами обнаружения вторжений

 

Цифровые сигнальные процессоры

Z86295
Серия Z89

Телевизионные контроллеры

Z90231
Z90233
Z90251
Z90255

 

Декодеры строки 21

Z86129/Z86130/Z86131
Z86228/Z86229/Z86230

 

Одноплатные компьютеры

Zdots eZ80F91

Руководство

Д-р Натан Зоммер — председатель и CEO IXYS (материнская компания) и генеральный менеджер Zilog
Дэн Итон — вице-президент и генеральный юрисконсульт
Стив Дэрроу — вице-президент по глобальному маркетингу
Алан Шоу — вице-президент по операциям
Дэвид Стааб — вице-президент по R&D и архитектуре MCU
Камлапати Халса — вице-президент по разработке MCU и восстановлению прошивок

Общие вопросы об извлечении прошивок микроконтроллеров

---

• Безопасно ли отправлять платеж в Mikatech?

  Если бы Mikatech была недобросовестной компанией, вы бы нашли множество негативных отзывов о её услугах в интернете 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 разные номера деталей, но внутреннее ядро микросхемы может быть изготовлено по одной технологии, поэтому невозможно перечислить все номера, к которым применима наша технология, например MYSON, STK, FEELING, ANALOG, FUJITSU, NOVATEK, LG/HYNDAI.
  
  Кроме того, с развитием технологий мы ежедневно набираемся опыта и разрабатываем новые методы обратного инжиниринга для различных интегральных схем. Полный список номеров деталей, входящих в нашу компетенцию, постоянно растёт, пожалуйста, свяжитесь с нами для уточнения.

• Будет ли защищена моя конфиденциальность?

  Mikatech Innovative Limited понимает важность конфиденциальности своих клиентов. В момент вашего обращения в Mikatech личная информация будет защищена в соответствии с нашими управленческими регламентами, разработанными за годы практики. Mikatech использует эту информацию для персонализации обслуживания и никогда не раскрывает её третьим лицам ни по каким причинам.
  По каждому проекту мы удаляем все данные, материалы и коды через 60 дней после передачи файлов — это защищает нас и вашу приватность.

• Законно ли получать услуги от Mikatech?

  Да, это абсолютно законно.
  Mikatech предоставляет услуги обратного инжиниринга исключительно в образовательных целях. В некоторых странах или регионах использование вышеуказанных услуг может быть незаконным, пожалуйста, проверьте местное законодательство. Mikatech не несёт ответственности за использование 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, даже если на экране отображается успешная отправка, пожалуйста, свяжитесь с нами снова.
  • B. Наше письмо распознаётся как спам вашим почтовым сервером, поэтому наш ответ отклонён или попадает в папку спама, пожалуйста, удалите наш адрес из спам-листа или проверьте папку спама, или используйте другой почтовый адрес (например, Gmail).
  • C. Ваше письмо распознаётся как спам нашим почтовым сервером и помещается в папку спама, пожалуйста, свяжитесь с нами с другого адреса.

• Защита от поддельных MCU

  Снятие отпечатков предохранителей и привязка Lockbit для предотвращения дублирования оборудования. Глобальные цепочки поставок встроенных систем сталкиваются с массовыми подделками, вызванными несанкционированным снятием защиты микроконтроллеров (MCU), извлечением прошивок и созданием клонов устройств, когда злоумышленники восстанавливают проприетарный код с оригинальных заблокированных устройств и клонируют идентичную функциональность на дешёвые пустые микросхемы. Наиболее эффективная аппаратная стратегия защиты от этой угрозы сочетает уникальное снятие отпечатков предохранителей с привязкой Lockbit во время выполнения, создавая защитные якоря на уровне устройства, которые невозможно воспроизвести при дублировании прошивки. В этой статье объясняется архитектура отпечатков предохранителей, логика привязки Lockbit, барьеры защиты памяти и методы защиты цепочки поставок, блокирующие обратный инжиниринг, несанкционированное чтение и развертывание поддельных клонов, включая все обязательные ключевые слова случайным образом в более чем 120 полных предложениях. Отпечатки предохранителей основаны на физических вариациях однократно программируемых массивов предохранителей, создавая уникальный, неподделываемый идентификатор устройства, встроенный прямо в кремний MCU при производстве. В отличие от программных серийных номеров, хранящихся в перезаписываемой флэш-памяти или EEPROM, которые можно скопировать при дублировании прошивки, отпечатки предохранителей происходят от микроскопических технологических вариаций, которые невоспроизводимо различаются для каждого отдельного кристалла микроконтроллера. Эти вариации создают уникальные шаблоны перегоревших/целых предохранителей, действующие как аппаратная физически неклонируемая функция (PUF), генерирующая криптографический ключ, уникальный для каждого конкретного устройства. При производственном программировании разработчики привязывают критическую логику аутентификации основной прошивки к этому производному от предохранителей ключу через проверку времени выполнения, обеспечиваемую Lockbit. Конфигурация Lockbit устанавливается в режим постоянной защиты от чтения, блокируя внешнее извлечение логики привязки и предотвращая извлечение алгоритма проверки отпечатка для повторного использования на дублированном оборудовании. При загрузке MCU защищённая загрузочная прошивка считывает физический отпечаток предохранителей в реальном времени и сравнивает его с заблокированным эталонным хешем, хранящимся в защищённых секторах флэш-памяти с соответствующими разрешениями Lockbit. Если уникальный шаблон предохранителей устройства не совпадает со встроенным эталонным хешем, контроллер Lockbit прекращает выполнение, отключает выводы периферии и блокирует любой дальнейший доступ к внутренним областям памяти. Этот механизм привязки гарантирует, что даже если злоумышленнику удастся выполнить дамп флэш-памяти и восстановление кода с помощью декансуляции или глитчинга, восстановленная прошивка не сможет работать на дублированном оборудовании с другими физическими отпечатками предохранителей. Память EEPROM дополняет отпечатки, храня неизменяемые журналы жизненного цикла устройства, которые записывают даты оригинального программирования, историю конфигурации Lockbit и номера авторизованных версий прошивки. Эти журналы защищены независимыми предохранителями доступа EEPROM, предотвращающими модификацию при пост-извлечении прошивки. Когда поддельщики пытаются перепрограммировать восстановленную прошивку на пустые MCU, отсутствие аутентифицированных данных жизненного цикла EEPROM вызывает сбои проверки при загрузке, что дополнительно отключает работу клона. Чтобы украсть подлинную прошивку для подделки, злоумышленники должны сначала снять защиту целевого MCU, чтобы отключить защиту Lockbit и инициировать полный дамп флэш-памяти. Постоянные якоря отпечатков предохранителей делают этот процесс снятия защиты недостаточным для функционального дублирования, поскольку извлечённый бинарный файл остаётся привязанным к оригинальному устройству с уникальными физическими характеристиками, которые нельзя воспроизвести на пустых кристаллах. Даже если декансуляция используется для изменения видимых защитных предохранителей для доступа к дампу, базовые физические вариации PUF остаются неизменными, сохраняя целостность привязки отпечатка навсегда. Попытки обратного инжиниринга обойти привязку отпечатков сталкиваются с крайней сложностью, поскольку логика считывания предохранителей встроена в код маскированного ПЗУ, недоступный для внешнего дампа и дизассемблирования. Алгоритм проверки никогда не появляется в доступной пользователю флэш-памяти, скрывая критическую логику привязки от стандартных рабочих процессов восстановления кода и статического бинарного анализа. Продвинутые поддельщики пытаются эмулировать отпечатки предохранителей с помощью программных патчей, вставляемых в восстановленную прошивку на этапе дублирования, но аппаратная проверка Lockbit отдаёт приоритет физическим измерениям кристалла над программными значениями, делая эмуляцию неэффективной. Защитные меры цепочки поставок расширяют защиту отпечатков предохранителей за пределы отдельных устройств до аутентификации партий. Программирующие станции производителя записывают уникальный отпечаток каждого MCU в защищённое облачное хранилище, связанное с зашифрованными серийными номерами, хранящимися в защищённых областях EEPROM. Дистрибьюторы и конечные пользователи могут проверять подлинность устройства, запрашивая базу данных по серийному номеру EEPROM, подтверждая, соответствует ли отпечаток предохранителей записям производства. Групповые политики Lockbit предотвращают массовое перепрограммирование, разрешая запись прошивки только на устройства с зарегистрированными в базе данных идентификаторами предохранителей, блокируя массовое производство клонов с использованием восстановленных бинарных файлов. Старые устройства MCU без встроенных массивов PUF могут реализовать синтетическое снятие отпечатков, комбинируя несколько дискретных защитных предохранителей, уникальные технологические смещения и заблокированные калибровочные данные EEPROM для создания функционально подобных неклонируемых идентификаторов. Хотя синтетические отпечатки немного менее безопасны, чем встроенные физические PUF, они всё равно предотвращают простое дублирование прошивки путём введения переменных, зависящих от устройства, которые невозможно скопировать при стандартном дампе и перепрограммировании. Ключевые практические рекомендации: никогда не хранить эталонные хеши отпечатков в перезаписываемой памяти, всегда включать постоянную защиту Lockbit для логики проверки и изолировать серийные журналы EEPROM от процедур модификации прошивки. Разработчики также должны отключать отладочные трассовые порты с помощью дополнительных предохранителей, чтобы предотвратить анализ побочных каналов последовательностей считывания отпечатков, который мог бы раскрыть детали алгоритма привязки для команд обратного инжиниринга. В итоге, комбинация отпечатков предохранителей и привязки Lockbit создаёт непреодолимый аппаратный барьер против подделок MCU и дублирования устройств. Привязывая выполнение прошивки к невоспроизводимым физическим характеристикам кристалла, эта стратегия нейтрализует последствия несанкционированного снятия защиты, дампа флэш-памяти и атак по извлечению прошивки. Даже если злоумышленники используют декансуляцию и обратный инжиниринг для восстановления полного кода с подлинных устройств, проверка на основе отпечатков предотвращает работу восстановленного бинарного файла на клонированном оборудовании, устраняя экономический стимул для крупномасштабных подделок в глобальных цепочках поставок встраиваемых систем.