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IoT设备安全启动链配置与测试

📚 共计 30 章节

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安全启动概述

什么是IoT安全启动、为什么需要安全启动、安全启动的核心目标（完整性、真实性、抗回滚）。

密码学基础（上）

对称加密（AES）、非对称加密（RSA/ECC）、哈希函数（SHA-256）的原理与在安全启动中的角色。

密码学AESRSA

密码学基础（下）

数字签名（RSA-PSS/ECDSA）、证书链、公钥基础设施（PKI）在设备身份认证中的应用。

签名PKI证书

硬件信任根（RoT）

什么是信任根、硬件安全模块（HSM/TPM）、安全元件（SE）、eFuse/Otp在存储根密钥中的作用。

硬件信任根HSM

芯片上电第一段代码、BootROM的不可篡改性、BootROM如何验证下一级Bootloader。

启动链与信任链传递

从BootROM到Bootloader到OS内核的链式验证、每一步如何建立信任。

信任链验证

镜像签名与验证流程

镜像的哈希计算、签名生成、验签过程、公钥的存储与保护。

安全启动中的抗回滚机制

版本号管理、回滚攻击原理、eFuse/OTP中的版本计数器、安全版本号（SVN）。

抗回滚版本

U-Boot安全启动实践（上）

U-Boot简介、配置安全启动选项、启用签名验证功能。

U-Boot安全启动实践（下）

生成密钥对、签名U-Boot镜像、烧录公钥到设备、验证启动流程。

ARM Trusted Firmware (TF-A) 与安全启动

ATF架构简介、BL1/BL2/BL31/BL32/BL33的信任链、TBBR规范。

OP-TEE与安全启动

可信执行环境（TEE）简介、OP-TEE的启动流程、安全启动对TEE的保障。

MCU（微控制器）安全启动

以STM32为例、STM32Trust、系统存储器启动、选项字节配置。

ESP32安全启动

ESP32的Secure Boot V1/V2、Flash加密、数字签名、eFuse管理。

ESP32Secure Boot

RISC-V平台安全启动

RISC-V的信任根方案、OpenSBI、M模式下的安全启动实现。

安全启动中的密钥管理

密钥生命周期（生成、分发、存储、轮换、销毁）、密钥分级、HSM的使用。

代码签名与CI/CD集成

在DevOps流水线中集成镜像签名、使用signing server、自动化验签测试。

安全启动的测试与调试

JTAG/SWD调试接口保护、安全启动日志分析、常见失败原因排查。

安全启动与固件更新（OTA）

安全OTA流程、增量更新与全量更新的签名策略、回滚保护。

安全启动与设备身份

设备证书、唯一设备密钥（DUK）、基于安全启动的设备认证。

安全启动的侧信道攻击与防护

时序攻击、功耗分析、故障注入、掩码与随机化防护技术。

侧信道防护

安全启动的软件攻击面

Bootloader漏洞、镜像解析漏洞、内存破坏攻击、缓解措施。

攻击面漏洞

安全启动标准与合规

NIST SP 800-193、IEC 62443、PSA Certified、GlobalPlatform TEE。

安全启动在Linux系统中的应用

dm-verity、IMA（完整性度量架构）、内核模块签名。

安全启动在Android系统中的应用

AVB（Android Verified Boot）、vbmeta、dm-verity、回滚保护。

安全启动在Windows IoT中的应用

UEFI安全启动、TPM度量启动、BitLocker与设备加密。

Windows IoTUEFI

安全启动在车联网（V2X）中的应用

AUTOSAR、HSM、安全网关、ECU安全启动。

安全启动在工业物联网（IIoT）中的应用

PLC安全启动、边缘网关、IEC 62443-4-2要求。

安全启动方案选型与架构设计

根据成本、性能、安全等级选择方案、常见SoC对比（NXP i.MX、STM32MP1、TI AM64x）。

综合实战：从零构建一个IoT设备的安全启动系统

需求分析、硬件选型、软件栈搭建、签名与验证、测试与部署。