镜像格式要求

3 Mar 2025

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BROM 在启动过程中解析专有的启动镜像，第一级引导程序的镜像格式必须符合下表的要求。

表 1. 启动镜像格式
数据区域	数据分块	字段	字节	描述
Signed Area	HEAD1 (8B)	Magic	4	特征字符串，固定为 ”AIC ”
	HEAD1 (8B)	Checksum	4	32 bit 累加和校验的校验值。安全启动方案设为 0.
	HEAD2 (248B)	Header version	4	本文件头结构的版本号，当前版本为 v1.0: 0x00010001
		Image length	4	从文件开头到结束的总数据长度
		Firmware version	4	固件版本号，不同版本之间应单调递增
		Loader length	4	第一级引导程序的有效数据的长度，不包括填充数据
		Load address	4	镜像数据加载到内存的目标地址
		Entry point	4	第一级引导程序的可执行代码入口地址
		Signature algorithm	4	0：没有签名，仅计算 Checksum。1：RSA-2048。
		Encryption algorithm	4	0：固件不加密。1：AES-128-CBC 加密
		Signature result offset	4	数字签名数据区域的偏移，从文件头开始计算
		Signature result length	4	数字签名的长度
		Signature key offset	4	RSA 公钥数据区域的偏移
		Signature key length	4	RSA 公钥数据的长度
		IV data offset	4	AES-CBC IV 数据区域的偏移
		IV data length	4	IV 的长度
		Private data offset	4	第一级引导程序私有数据区域的偏移
		Private data length	4	第一级引导程序私有数据区域的长度
		PBP offset	4	PBP 数据区域的偏移
		PBP length	4	PBP 数据的长度
		Padding	176	填充，使得头部刚好 256 字节
	DATA1	Loader binary data	X	第一级引导程序的保存区域
	DATA1	Padding	X	增加填充，使得 256 字节对齐
	DATA2	Private data area	X	存放镜像代码中可能使用的私有数据。
		Signature key area	X	存放 RSA 公钥，DER 格式的密钥文件。应 4 字节对齐。
		IV data area	16	存放 AES IV 数据，16 字节。应 4 字节对齐。
		PBP area	X	存放 PBP 程序。应 16 字节对齐。
		Padding	X	填充，使得 256 byte 对齐，方便计算数字签名
-	SIGN	Signature result area	256	前面所有内容的数字签名或 MD5

这里所描述的启动镜像是 BROM 读取的第一级引导程序（First Stage Boot Loader）。 BROM 需要启动镜像提供必要的信息，以帮助 BROM 做初始化，并且找到正确的引导代码运行。在打开安全启动的情况下，还需要提供必要的信息以帮助 BROM 对镜像进行签名认证，甚至对相关数据段进行解密。这里的安全镜像格式固定前面 256 字节保存相关的信息，第一级引导程序的内容固定存放在 DATA1 区域中。

在安全启动的应用中，如果方案中需要对第一级引导程序进行加密，则只需要加密 DATA1 的内容。安全启动的应用中，总是需要对 HEAD1/HEAD2/DATA1/DATA2 的数据进行签名。在签名和加密都使能的情况下，主机工具总是先对 DATA1 进行加密，再对 HEAD1/HEAD2/DATA1/DATA2 进行签名。

注：

RSA 签名，使用的签名方案为 RSASSA-PKCS1-v1_5。具体格式参考《RFC 3447》第 9.2 章节。

校验值的计算

MD5 校验
当 RSA 签名没有启用时，BROM 优先使用 MD5 来校验启动镜像的完整性，BROM 中使用 CE 计算 MD5 的值，以加快校验速度。
- MD5 计算区域：镜像格式的 HEAD2、DATA1、DATA2 区域
- MD5 结果的存放：
  - SIGN 区域存放 16 字节的 MD5 结果
  - Signature result offset 存放 MD5 的开始位置
  - Signature result length 存放 MD5 结果的长度
- MD5 的校验
  1. BROM 计算 HEAD2、DATA1、DATA2 区域的 MD5 值
  2. 新计算的结果，与 SIGN 区域的 MD5 值进行比较
Checksum
在不打开安全启动的情况下，BROM 可以使用 Checksum 对读取的固件数据进行校验，Checksum 的计算和校验方法如下：
- 计算的方法首先将固件的 check sum 字段置为 0。然后按照 32 bit 的方式计算整个固件的累加和。将累加和的值按位取反，然后填写到 check sum 字段中。
- 校验的方法将固件按照 32 bit 的方式，计算整个固件的累加和。累加和的结果应该是 0xFFFFFFFF，或者加 1 应该是 0。如果不是，则校验失败。

注：

非安全启动时，BROM 默认使用 MD5 进行启动镜像校验，但是也可以通过 eFuse 关闭 MD5 校验，回退到 Checksum 校验
如果 Checksum 与 MD5 同时提供，则主机计算校验值时，应先生成 MD5 校验值，再计算 Checksum

Load Address 和 Entry Point

制作启动镜像时，可以根据实际需要，指定 load_address。

load_address 和 entry_point 如果设置为 0，则表示当前固件应在当前位置运行，并且 entry_point 就在 DATA1 区域的开始位置。

注： SRAM 的前 16KB 是给 BROM 使用的，指定 load address 时，需要避开相应的地址空间。

版本号信息

固件的版本号格式为 Major.Minor.Revision，与版本号相对应的还有一个防回滚版本计数值（Anti-Rollback Version Counter）。每一次版本变更，该计数值都应该累加 1。在使能固件防回滚功能时，BROM 会检查该值。

上述版本信息在镜像格式头（Firmware version）中的存放顺序如下：


名字	字节	说明
Anti-Rollback Version Counter	1	第一字节，防回滚版本计数值，应从 1 开始计数
Revision	1	第二字节，修改编号
Minor	1	第三字节，小版本号
Major	1	第四字节，主版本号

注：固件版本号是给用户填写，用来进行固件版本管理使用的。BROM 程序不会对固件版本号的 Major.Minor.Revision 值进行检查。本芯片不支持防回滚版本计数。