Jacinto7 高安全性器件开发

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摘要

Jacinto7（J7）SoC 具有两种类型的器件：通用（GP）器件和高安全性（HS）器件。HS 器件还具有两种表示 HS 器件状态的子类型：高安全性 - 现场安全（HS-FS）型和高安全性 - 强制安全（HS-SE）型。所有安全特性在 HS-SE 器件中均处于启用状态，以确保终端客户系统和软件具有完整性、机密性和防克隆保护。在使用 HS-SE 器件开始批量生产之前，您应该确保 HS 器件中每个步骤的正确性。本文档向您介绍了如何在 TIDK 器件和客户产品 HS 器件中完成安全流程。

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1 引言

在从开发到批量生产的不同客户阶段，J7 系列 SoC 可根据不同的安全要求提供多种类型的器件，如图 1-1 中所示。

图 1-1 Jacinto7 SoC 器件类型

GP 器件：通用器件类型可以是生产器件，但通常在考虑安全性的开发流程中使用。
HS-SE-TIDK 器件：高安全性器件包含 TI 密钥，并且客户区域中有 TI 虚拟密钥。TIDK 器件绝不可能是生产器件。
HS-FS 器件：高安全性 - 现场安全型器件，客户区域为空。HS-FS 器件需要先进行密钥编程，然后才能交付给终端客户。
HS-SE 器件：高安全性 - 强制安全型器件。客户已将其密钥编程到客户区域中。HS-SE 器件可以是生产器件。

不同类型的器件提供不同的安全特性，但也有不同的限制。GP 器件没有安全特性，JTAG 端口未锁定，并且所有二进制均不需要签名和加密，因此，它通常用作开发器件。HS 器件强制执行安全特性，但 JTAG 端口已锁定，并且所有二进制均必须签名和加密，因此，它通常用作生产器件。客户可以查看图 1-2 中的开发流程以完成 HS 流程。

图 1-2 Jacinto7 高安全性开发

建议的流程为：

客户工程师针对 GP 器件进行开发；同时，HS 工程师开始针对 HS-SE-TIDK 器件进行安全开发，以确保 HS 签名和加密操作的正确性。
HS 工程师购买 HS-FS 器件，并使用 TI 虚拟密钥或随机虚拟密钥复查 HS 流程，以便确认密钥生成、Keywriter 设置和 eFuse 编程流程。
合成 GP 的工作和 HS-FS 的安全分支，而且客户还需要设置其 HSM，将客户密钥编程到 eFuse 中，并使用相同的客户密钥对系统映像签名和加密。

在 J7 器件的安全流程中会用到许多密钥，如表 1-1 中所示。注释介绍了 HS 开发期间的重要密钥。SMPKH、SMEK、BMPKH 和 BMEK 被编程到 eFuse 中，以对系统映像进行验证和解密。AES-256 密钥和 TI FEK 公钥用于保护密钥编程流程。

TI 还在 Keywriter 包中提供测试密钥。客户可以使用这些测试密钥完成整个 HS 流程，接着设置其 HSM 并使用客户密钥完成任务，然后再进行生产。

表 1-1 高安全性开发中的密钥

首字母缩写词	名称	状态	所有者	注意事项
KEK	密钥加密密钥	必需	器件	每个器件具有一个 256 位的在统计上唯一的随机数字
MPK 哈希	制造商公钥哈希	必需	TI	MPK 的 512 位 SHA2 哈希。MPK 是 TI 在工厂中编程的 4096 位密钥。
MEK	制造商加密密钥	必需	TI	器件的 256 位初始加密密钥，用于加密引导，由 TI 在工厂中编程。
SMPK 哈希	次级制造商公钥哈希	必需	客户	SMPK 的 512 位 SHA2 哈希。SMPK 是用于验证已签名二进制的 4096 位密钥。
SMEK	次级制造商加密密钥	必需	客户	加密引导的 256 位客户加密密钥，用于将加密二进制解密。
BMPK 哈希	备用制造商公钥哈希	可选	客户	SMPK 的备用 512 位 SHA2 哈希。SMPK 是用于验证已签名二进制的 4096 位密钥。
BMEK	备用制造商加密密钥	可选	客户	加密引导的备用 256 位客户加密密钥，用于将加密二进制解密。
AES-256	高级加密标准 256 位密钥	可选	客户	要用作临时 AES 加密密钥以保护 OTP 扩展数据的随机 256 位数字。
TI FEK Pub	TI 工厂加密密钥	必需	TI	在客户密钥资料被写至 eFuses 之前对其进行保护的 RSA 4K 加密密钥。