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设备PKI启动验证与固件签名

📚 共计 30 章节

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安全启动概述

什么是安全启动、为什么需要安全启动、安全启动的信任链模型。

信任链基础概念

密码学基础（上）

对称加密与非对称加密、哈希函数、数字签名原理。

加密哈希签名

密码学基础（下）

公钥基础设施(PKI)、证书链、硬件安全模块(HSM)简介。

固件签名工具链

OpenSSL工具安装与配置、密钥对生成与管理。

OpenSSL密钥管理

固件镜像格式解析

ELF、BIN、HEX格式对比、固件头部结构设计。

固件哈希计算

SHA-256算法原理、Python实现固件哈希计算。

固件签名生成

使用RSA算法对固件哈希签名、签名数据结构设计。

固件签名验证

验签流程、公钥提取与验证、防篡改机制。

验签防篡改

BootROM设计原理

芯片上电启动流程、BootROM代码固化、一级引导加载程序。

BootROM一级引导

信任根(RoT)建立

不可变信任根、硬件信任根 vs 软件信任根。

RoT硬件信任

安全启动流程实战

从BootROM到OS加载的完整信任链。

信任链实战

U-Boot安全启动支持

U-Boot配置、Verified Boot机制、FIT镜像格式。

U-BootVerified Boot

UEFI安全启动

UEFI Secure Boot原理、密钥数据库(DB/DBX)、签名验证流程。

UEFISecure Boot

Linux内核安全启动

内核模块签名、IMA完整性度量架构。

Android安全启动

AVB(Android Verified Boot)原理、vbmeta结构、设备锁机制。

固件更新安全

安全固件更新协议、回滚保护、防降级攻击。

更新回滚保护

硬件安全模块(HSM)实战

使用YubiHSM或SoftHSM进行密钥管理。

代码签名证书管理

证书生命周期、私钥保护策略、证书撤销。

证书私钥保护

固件签名自动化

CI/CD流水线集成、Jenkins/GitLab CI签名脚本。

安全启动攻击与防御

Bootkit攻击、硬件调试接口攻击、侧信道攻击。

TPM(可信平台模块)基础

TPM架构、PCR寄存器、远程证明。

TPM与安全启动结合

TPM度量启动、Sealed存储、密钥保护。

TPM度量启动

ARM TrustZone安全启动

ARM TrustZone架构、安全世界与非安全世界、OP-TEE。

TrustZoneOP-TEE

RISC-V安全启动

RISC-V平台安全启动方案、OpenSBI、M模式与S模式。

MCU安全启动

Cortex-M平台安全启动、TrustZone-M、MCUBoot引导加载程序。

安全启动测试方法

功能测试、压力测试、模糊测试、渗透测试。

固件签名合规标准

IEC 62443、ISO 21434、NIST SP 800-193。

安全启动日志分析

启动日志解读、故障排查、调试技巧。

多阶段引导加载程序

SPL、U-Boot、ATF(ARM Trusted Firmware)协同工作。

综合实战项目

从零构建一个完整的安全启动系统（含签名工具、BootROM、验证流程）。