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    188宝金博页面版: 基于TFTP与AES的嵌入式设备远程固件升级

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    内容提示： 2017.2 数据通信1 引言嵌入式设备在投入市场后，由于系统软件漏洞或新需求的提出，需要产品开发人员后期对其进行维护更新。传统的JTAG固件升级方式，需开发人员携带专用烧写工具到现场对设备进行升级。这种方式不仅维护成本高，而且对操作人员有特殊要求。特别是，一些高空作业的自动化设备的固件升级难度更大。IAP(InApplicationProgramming)技术与物联网概念的提出为嵌入式固件升级提供了另外一种思路。李俊等人提出了一种基于TFTP(TrivialFileTransferProtocol)协议的ARM软件远程更新系统的设计方案 [1] 。该方案在以太网的基础上，通过TFTP应用层协议实现上位...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：59 | 上传日期：2017-05-13 22:12:44 | 文档星级：
    2017.2 数据通信1 引言嵌入式设备在投入市场后，由于系统软件漏洞或新需求的提出，需要产品开发人员后期对其进行维护更新。传统的JTAG固件升级方式，需开发人员携带专用烧写工具到现场对设备进行升级。这种方式不仅维护成本高，而且对操作人员有特殊要求。特别是，一些高空作业的自动化设备的固件升级难度更大。IAP(InApplicationProgramming)技术与物联网概念的提出为嵌入式固件升级提供了另外一种思路。李俊等人提出了一种基于TFTP(TrivialFileTransferProtocol)协议的ARM软件远程更新系统的设计方案 [1] 。该方案在以太网的基础上，通过TFTP应用层协议实现上位机服务器与嵌入式设备的信息传输，并利用IAP技术完成设备的固件更新。但是在升级过程中服务器与设备是以明文的形式进行传输，这样很容易造成原始固件被他人窃取。曹欲晓等人提出并实现了一种“一片一密”的固件升级方案 [2] 。但是由于每个设备使用不同的密钥来解密，服务器端必须要为每个设备准备不同的加密固件。所以该方案实现成本高且效率低。针对上述方案的不足，本文提出了一种基于TFTP与AES(AdvancedEncryptionStandard)的远程升级方案。TFTP文件传输协议开销小且实现简单，非常适合硬件资源紧张的嵌入式系统。TFTP服务器与客户端只需分别存储唯一且相同的AES密钥。服务器将经过AES算法加密后的密文发送给客户端。客户端使用密钥对接收到的数据进行解密，并写入到指定的FLASH区域。当固件写入完毕后，自动更新设备升级标志位，同时重新启动设备。重启后的设备通过引导程序来判断标志位以决定是否进行升级。若标志位为0，则直接跳转到用户程序区执行。若标志位为1，则擦除FLASH的用户程序区并写入新固件，写入完毕后跳转到用户程序区执行。2 远程固件升级模型基于TFTP与AES加密算法的远程固件升级模型如图1所示。该模型主要由三个部分组成：上位机，嵌入式设备，服务器。当用户点击上位机中的升级按钮，嵌入式设备就会接收到上位机发送过来的升级指令。嵌入式设备接收到该指令后将会向服务器发送TFTP请求报文。服务器接收及解析嵌入式设备的请求报文后，向设备发送经AES加密后的固件数据块。当整个固件接收并解密完毕，嵌入式设备便会重基于TFTP与AES的嵌入式设备远程固件升级方兵兵 闻路红（宁波大学宁波高等技术研究院 浙江宁波315211）摘 要：为增强嵌入式设备远程固件升级的安全性，本文提出了一种基于TFTP协议与AES加密算法的远程固件升级方案。该方案采用TFTP协议和AES加密算法，在硬件TCP/IP协议栈基础上实现本地与服务器之间的密文传输。同时，在ECB加密模式下，利用特殊的填充方式，简化了处理密文流程。通过用户程序接收固件，减小了bootloader的代码体积，缩短了系统的启动时间。实验结果表明，该方案不仅能够高效、可靠地完成固件自动更新，而且能够在设备固件升级过程中防止原始固件数据的泄露。关键词：TFTP协议；AES算法；bootloader;固件升级中图分类号:TP311 文献标识码:A技术方案TechnologyScheme11

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