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SE安全启动集成实现与验证

📚 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、安全启动的核心目标（完整性、真实性、抗回滚）。

密码学基础（上）

对称加密与非对称加密、哈希函数（SHA-256）、消息认证码（HMAC）。

密码学哈希

密码学基础（下）

数字签名（RSA/ECDSA）、公钥基础设施（PKI）、证书链。

信任根（RoT）

硬件信任根与软件信任根、不可变引导ROM、一次性可编程存储器（OTP/eFuse）。

硬件信任根

安全启动流程架构

启动链（Boot Chain）概念、多级引导加载程序、度量启动与安全启动的区别。

架构启动链

镜像签名与验证

镜像格式（如FIT Image）、签名工具（OpenSSL/fsl-image）、公钥哈希锁定的实现。

硬件安全模块（HSM）

HSM的作用、安全密钥存储、硬件加速引擎（如AES/SHA引擎）。

ARM TrustZone基础

TrustZone架构概述、安全世界与普通世界、安全监控器（Monitor Mode）。

ARM Trusted Firmware (TF-A)

BL1/BL2/BL3x阶段、平台初始化、EL3运行时服务。

U-Boot中的安全启动

U-Boot SPL与TPL、验证下一个阶段镜像、U-Boot的HAB支持。

OPTEE与安全启动

OPTEE的加载与验证、安全分区管理器（SPMC）、动态共享内存。

Linux内核安全启动

内核镜像签名（kexec）、模块签名验证、IMA（Integrity Measurement Architecture）。

设备树（DTB）安全

DTB的签名与验证、设备树覆盖（Overlay）的安全考量。

文件系统安全

dm-verity（设备映射器校验）、文件系统完整性保护、AVB（Android Verified Boot）。

抗回滚保护

版本号管理、回滚计数器（eFuse/ RPMB）、防降级攻击策略。

密钥管理与生命周期

密钥生成、密钥分级（根密钥/代码签名密钥/固件密钥）、密钥轮换与吊销。

密钥生命周期

安全启动的调试与测试

JTAG/SWD安全、调试解锁机制、安全启动日志分析。

QEMU模拟环境搭建

QEMU的ARMv8平台、TF-A与OPTEE的QEMU移植、模拟安全启动流程。

Raspberry Pi安全启动实践

Pi的OTP配置、自定义证书链、从SD卡启动验证。

树莓派实践

i.MX平台安全启动（HAB）

HABv4架构、SRK表与SRK Hash、安全启动事件日志（EVT）。

NVIDIA Jetson安全启动

TegraBoot ROM、SBK（Secure Boot Key）、PKC（Private Key Certificate）。

RISC-V平台安全启动

RISC-V的M模式与S模式、OpenSBI的安全启动扩展、M-mode的信任根。

UEFI安全启动

UEFI Secure Boot协议、签名数据库（db/dbx/dbt）、Shim引导加载程序。

Android Verified Boot (AVB)

AVB 2.0架构、vbmeta镜像、设备状态（LOCKED/UNLOCKED）。

Chrome OS安全启动

Verified Boot 2.0、内核镜像验证、恢复模式与开发者模式。

安全启动的侧信道攻击与防护

时序攻击、故障注入攻击、物理不可克隆函数（PUF）。

安全启动的合规与标准

FIPS 140-3、Common Criteria、PSA Certified（Arm平台安全架构）。

安全启动的CI/CD集成

自动化签名流水线、密钥管理服务（KMS）、安全构建环境。

安全启动故障排查实战

常见错误码分析、串口日志解读、硬件调试器（JTAG）的使用。

综合项目实战

从零构建一个完整的安全启动系统（QEMU模拟器 + TF-A + OPTEE + Linux + dm-verity）。