嵌入式開發，如何防止裝置被抄襲？
前言
在國內做產品設計開發，很難避免被抄襲，被仿照。在沒有形成技術壁壘之前，如何防止產品被抄襲是一個不可迴避的問題。
(一)常規裝置
常規裝置主要的防護手段有：
- 專利保護
- 加密保護程式碼
- 授權校驗
- 持續更新和改進
(1)專利保護
對於一些比較重要的技術發明或是創新，應該儘快申請專利。雖然目前國內對於智慧財產權保護的力度有限，但申請專利還是有用的，至少可以避免專利被別人提前申請，導致自己侵權。
(2)加密保護程式碼
這裡會涉及到加密與效能和成本的平衡，如果對裝置成本不是很敏感，可以新增加密晶片；如果是要對程式進行加密，這可能會影響程式的執行效率。
(3)授權校驗
在產品中引入授權驗證機制，例如使用加密金鑰或者授權證書，以驗證產品的合法性。這可以有效防止未經授權的複製和使用。
(4)持續更新和改進
及時修復軟體中的漏洞和缺陷，持續進行功能改進和升級。這樣可以讓產品保持競爭優勢，並減少被抄襲的動力。
(二)嵌入式裝置
對於嵌入式裝置而言，主要涉及到結構外觀，硬體電路，嵌入式軟體。除上面介紹的方法，還可以有下面幾種方式，可以增加被抄襲的難度
- 打磨關鍵晶片LOGO
- 關閉偵錯串列埠
- flash 設定讀保護
- 對關鍵資訊進行加密和混淆
(1)打磨關鍵晶片LOGO
在嵌入式系統中，不同的處理器，使用不同的交叉編譯工具，程式分割區佈局情況也不一樣，可以增加逆向工程分析難度
(2)關閉偵錯串列埠
正常產品，在量產的時候都應該關閉偵錯串列埠，有兩個目的：
- 避免偵錯串列埠有訊號干擾，影響系統穩定性。
- 偵錯串列埠一般都會把程式的一些偵錯和系統資訊列印出來，別人可以從這些資訊入手進行逆向分析。
(3)flash 設定讀保護
有一些MCU，在它的燒錄器中是可以設定讀保護的，也就是使用工具無法直接讀取MCU裡面的程式。常規的flash也有保護機制，但是保護等級很弱，可以增加加密晶片的方式來避免程式被直接拷貝。但是會影響程式的效率以及增加裝置成本。
(4)對關鍵資訊進行加密和混淆
在嵌入式系統中，受限於flash容量大小影響，一般都會對執行程式進行格式轉換，再壓縮。執行的時候，先解壓，再進行格式轉換，最後再執行。在這裡可以增加一個步驟，就是加密和混淆，先對關鍵資訊進行加密，然後再轉換，之後再壓縮，這樣可以大大增加逆向分析的難度。
(三)君正T系列程式破解
下面以君正廣發的方案進行分析:
君正的執行程式是放置在根檔案系統上，根檔案系統掛載上之後，先進行一些初始化設定，然後就直接執行在根檔案系統的執行程式。拿到一個君正T系列官方的韌體，如果要進行破解，基本的流程應該如下：
- 找到根檔案系統的位置
- 解壓根檔案系統
- 恢復檔案系統格式
- 找到可執行程式
- 對可執行程式進行反編譯等操作
(1)找到根檔案系統的位置
這裡涉及到根檔案系統的起始位置和大小。一般而言，根檔案系統會是在一個獨立的分割區，而分割區資訊是可以在boot的引數中去獲取，同時可以獲取到根檔案系統的型別等資訊。對於君正官方的韌體，可以在boot中找到bootargs，bootcmd等資訊：
通過上面可以知道rootfs的大小為6048K,起始位置為5728K = 0X598000
(2)解壓和恢復根檔案系統
官方打包的操作方法是：
find . | cpio -H newc -o > ../rootfs_camera.cpio
lzop -9 -f rootfs_camera.cpio -o rootfs_camera.cpio.lzo
find . | cpio -H newc -o > ../rootfs_camera.cpio
它是使用 cpio 命令將當前檔案及其子檔案打包成rootfs_camera.cpio 檔案，使用的是newc 檔案格式
lzop -9 -f rootfs_camera.cpio -o rootfs_camera.cpio.lzo
它是使用lzop 命令，將rootfs_camera.cpio壓縮成rootfs_camera.cpio.lzo 檔案
如果要逆向操作，可以執行下面命令：
lzop -d rootfs_camera.cpio.lzo
cpio -i < rootfs_camera.cpio
lzop -d rootfs_camera.cpio.lzo
將rootfs_camera.cpio.lzo 檔案解壓到當前目錄
cpio -i < rootfs_camera.cpio
rootfs_camera.cpio 檔案中的內容將被解包並恢復為原始的檔案和目錄結構，這些檔案和目錄將出現在當前工作目錄中。
通過etc/init.d/rcS 檔案可以找到有啟動哪些程式，對應程式放置在什麼位置,最後可以通過反組合等資訊得到想要的資訊。
(四)如何防止被逆向破解
通過上面對君正官方的設計分析，對於內行的專業工程師，還是比較容易被破解。那可以通過什麼手段增加被破解的難度呢？
1.對整個根檔案系統進行加密
加密分為對稱加密和非對稱加密，在嵌入式系統中，比較推薦使用對稱加密的演演算法，比如AES演演算法
編譯打包過程
- 選擇AES金鑰長度
- 生成金鑰
- 使用金鑰對檔案進行加密
- 將加密的
rootfs_camera.cpio.lzo打包到韌體包裡
裝置執行流程
- kernel 在啟動過程中，會將根檔案系統拷貝到記憶體中，然後再進行解壓
- 在解壓之前，使用打包時的金鑰進行解密，之後再按原來流程繼續執行
優缺點
- 優點是可以對整個檔案系統進行加密，破解的難度會比較高
- 缺點是會影響啟動速度，如果對於快速啟動系統，這種方式會有影響
2. 只對關鍵資訊加密
對嵌入式系統而言，關鍵資訊可以是：
- 某些關鍵演演算法庫
- 產品序列號等資訊
- 演演算法模型檔案等
加密和解密方式與上面根檔案系統加密方式一樣，區別是在系統執行的不同階段進行解密操作
- 優點是不會影響系統的啟動速遞
- 缺點是相對來說，比較容易被逆向分析
結尾
所有的加密都有被破解的可能，實際設計產品應根據產品行業安全等級去設計不同等級的加密。不提倡大家去抄襲破解別人的裝置，但也應合理地保護好自己的智慧財產權。
持續更新和改進自己的產品設計方案，讓自己的產品和方案形成技術壁壘，這就不會過度的擔心自己產品被抄襲了。
