烧录 eFuse
使用 SPIENC 加密功能,需要将一个 128 位的 AES 密钥和一个 64 位的 Nonce 值烧录到芯片 eFuse 中。制作加密镜像时也需要使用上述值。因此,使用过程中,确保上述值保持不变且已妥善管理,以免泄露。
本节描述了生成 eFuse 烧录程序的详细流程。在示例方案中,提供了设置 AES/ NONCE 密钥的输入 txt 文件和一个用于生成及更新密钥的脚本:
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SDK/target/d21x/demo88-nand/pack/keys/set_aes_key.txt:设置加密密钥
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SDK/target/d21x/demo88-nand/pack/keys/set_nonce.txt:设置加密的 NONCE 参数
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SDK/target/d21x/demo88-nand/pack/keys/gen_spienc_key.sh: Linux 上执行编译时,使用该脚本
生成密钥
根据运行环境执行对应命令,运行生成密钥的脚本:
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确保已经安装 OpenSSL。如未安装,可执行以下命令进行安装:
sudo apt-get install openssl
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准备初始密钥文件 set_aes_key.txt 和 set_nonce.txt。
set_aes_key.txt 和 set_nonce.txt 文件中有一个初始密钥,需要手动修改其中的
HEX
密钥内容。 - 进入开发板根目录:
cd SDK/target/<soc>/<board>/pack/keys/
例如:
cd SDK/target/d21x/demo88-nand/pack/keys/
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使用下列命令运行脚本生成所需的密钥文件和头文件:
./gen_spienc_key.sh
生成的文件如下所示:-
AES 密钥 spi_aes.key
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AES 对应的 C 语言头文件 spi_aes_key.h
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spi_nonce.key
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rotpk.bin
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rsa_private_key.der
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rsa_private_key.pem
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rsa_public_key.der
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rsa_public_key.pem
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将 spi_aes_key.h 文件复制粘贴至下列目录中,供编译烧录 eFuse 的程序时使用:
SDK/source/uboot-2021.10/board/artinchip/d211/
spi_aes.key 和其它文件则保留在 SDK/target/<SoC>/<board>/pack/keys/,用于 mk_image.py 生成加密固件时使用,例如 SDK/target/d211/demo88-nand/keys/
重要:生成的密钥务必妥善保管,以免丢失或者泄露。
编译程序
按照以下步骤配置和编译 U-Boot,并生成烧录固件。
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进入 SDK 根目录:
cd <SDK_ROOT>
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应用一个项目配置,例如:
make d211_demo88_nand_defconfig
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执行下列命令打开 menuconfig 菜单:
make uboot-menuconfig
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分别勾选或者确认已勾选下列参数:
ARTINCHIP_SID ARTINCHIP_SID_BURN_SPIENC_KEY_CMD ARTINCHIP_SPIENC AICUPG_FIRMWARE_SECURITY SPL_DRIVERS_MISC
参数对应的界面配置具体如下:
SPL / TPL ---> [*] Support misc drivers
Device Drivers ---> [*] Secure transfer firmware and burn Multifunction device drivers ---> [*] ArtInChip SPI Memory Encryption support [*] ArtInChip SID(eFuse) support [*] Enable SID(eFuse) burn spienc key command
- 勾选下列选项,打开 U-Boot 的 eFuse
模拟烧录功能:
ARTINCHIP_SID_BURN_SIMULATED
对应的界面配置选项如下:
Device Drivers ---> Multifunction device drivers ---> [*] ArtInChip SID(eFuse) support [*] Enable SID(eFuse) simulated burning
模拟烧录仅供调试使用,以便在烧录过程中将密钥通过串口直接打印出来,不会写入 eFuse 中,用于校对密钥是否正确,量产时需关闭。重要:在调试时可以打开该配置进行 eFuse 模拟烧录,确认密钥都正确后,再关闭该配置进行 eFuse 的量产烧录。 -
修改代码调用命令烧写 eFuse:
- 在
source/uboot-2021.10/arch/riscv/mach-artinchip/upg_detect.c
文件中找到
do_upgrade_detect
函数。 - 在
do_upgrade_detect
函数中,添加上一个命令执行代码run_command(“efuse_spienc”, 0);
,如下所示:static int do_upgrade_detect(struct cmd_tbl *cmdtp, int flag, int argc, char *const argv[]) { int ret = 0; #if CONFIG_ARTINCHIP_SID_BURN_SPIENC_KEY_CMD run_command("efuse_spienc", 0); // 加上此句 #endif ... }
注:默认情况下,仅需选择 ARTINCHIP_SID_BURN_SPIENC_KEY_CMD 宏即可,不需要手动修改。 -
如果不需要关闭 JTAG,可以注释掉 source/uboot-2021.10/board/artinchip/aic1602/efuse_burn_spienc_key_cmd.c 文件中的 burn_jtag_lock_bit() 的相关调用。
- 在
source/uboot-2021.10/arch/riscv/mach-artinchip/upg_detect.c
文件中找到
- 在板级的配置文件 board.dts 中使能 SPIENC 模块。
若要在 SPL 中使用 SPI_ENC,需设置标记
u-boot,dm-pre-reloc
:&spienc { aic,spienc-tweak = <0>; status = "okay"; u-boot,dm-pre-reloc; };
DTS 中的aic,spienc-tweak
参数可以影响 COUNTER 的生成,进而改变加密的结果。修改该值,可以在不同产品的相同数据上获得不同的加密结果。此时,还需要配置下列参数,对具体的 SPI NAND / SPI NOR 设备使能加密:-
aic,encrypt
:标记该存储设备使能 SPI_ENC -
aic,spi-id
:设置当前存储设备所挂载的 SPI 控制器 ID
board.dts 中的配置示例如下:&spi0 { pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <&spi0_pins_a>; status = "okay"; u-boot,dm-pre-reloc; spi-flash@0 { #address-cells = <1>; #size-cells = <1>; compatible = "spi-nand"; spi-max-frequency = <24000000>; spi-tx-bus-width = <1>; spi-rx-bus-width = <1>; reg = <0>; aic,encrypt; // 标记该存储设备使能 SPI_ENC aic,spi-id = <0>; // 设置当前存储设备所挂载的 SPI 控制器 ID status = "okay"; u-boot,dm-pre-reloc; }; };
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使用下列命令编译程序并生成烧录固件:
make
编译结果保存在 SDK/output/d211_demo88-nand/images 目录中。
AiBurn 烧录
使用 AiBurn 烧录生成的镜像,详情可查看 AiBurn 使用指南。
SD 卡烧录
- 准备一张 SD 卡,确保该卡只有一个分区,并且格式化为 FAT32/ exFAT 文件系统。
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将编译输出目录下的文件复制到 SD 卡的根目录:
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bootcfg.txt
- d211_demo88_nand_page_2k_block_128k_v1.0.0.img
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将该卡插到板卡中,上电运行,即可完成相关 eFuse 的烧录。
烧录日志
U-Boot SPL 2021.10-dirty (Aug 06 2025 - 11:38:36 +0800)
[SPL]: Boot device = 7(BD_USB)
Trying to boot from RAM
Run U-Boot: upgrading mode
Jumping to U-Boot via RISC-V OpenSBI
U-Boot 2021.10-dirty (Aug 06 2025 - 11:38:36 +0800)aic1602
DRAM: 64 MiB
Relocation Offset is: 0x03639000
Relocating to 0x4363d000, new gd at 0x42638dd0, sp at 0x4262a9a0
WDT: Not starting
MMC: sdmc@10450000: 0
Loading Environment from RAM... OK
In: serial
Out: serial
Err: serial
BROM SPIENC is ENABLED
JTAG LOCK is ENABLED
SPI ENC KEY:
0x4262a0f0 : 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
SPI ENC NONCE:
0x4262a0f0 : 00 00 00 00 00 00 00 00
ROTPK:
0x4262a0f0 : bb e1 6e 64 04 92 22 7d 06 2b a9 8c 59 41 58 a8
SPI ENC Key is NOT read disabled
SPI ENC ROTPK is NOT write disabled
SPI ENC Key is NOT write disabled
Write SPI ENC eFuse done.