CN107688463B - 一种嵌入式设备版本文件打包的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种嵌入式设备版本文件打包的方法，包括以下步骤：步骤S1：嵌入式***裁剪，编译后生成标准Linux内核文件和rootfs文件***镜像；步骤S2：对标准Linux内核文件进行去标识操作；步骤S3：打包bin文件并对打包后的bin文件进行CRC校验计算，将得到的CRC校验值写入bin文件尾部。本发明解决了嵌入式设备升级bin文件恶意破解篡改以及升级时bin文件未进行完整性校验导致升级失败的风险。

Description

一种嵌入式设备版本文件打包的方法
技术领域
本发明涉及固件升级领域，尤其涉及一种嵌入式设备版本文件打包的方法。
背景技术
固件升级是指通过专门的升级程序，将硬件中的工作程序或源代码进行改进，使其得到兼容性、性能或者功能上的提高。
固件升级文件(bin文件)的安全性是嵌入式***的安全性的必要条件，bin文件的完整性又决定了嵌入式设备升级能否成功。
bin文件加密就是对原来为明文的bin文件按某种算法进行处理，使其成为不可读的一段代码，通常称为"密文"，使其只能在输入相应的密钥之后才能显示出本来内容，通过这样的途径来达到保护数据不被非法窃取、阅读的目的。
bin文件校验是为了保证数据的完整性，用一种指定的算法对原始数据计算出的一个校验值。接收方用同样的算法计算一次校验值，如果和随数据提供的校验值一样，说明数据是完整的。
现有技术一般采用如下方法：嵌入式***编译后生成标准Linux内核文件kernel和rootfs根文件***镜像，以及kernel和rootfs合并的镜像文件。一般的厂商在做bin文件打包时，只是简单的通过cat命令或者文件读写程序把内核和文件***合并成一个文件，或者直接使用编译生成的kernel和rootfs合并的镜像文件。在对嵌入式设备升级时，也只是把内核及文件***在存储设备中做简单的拷贝和替换，没有对bin文件进行加密及完整性校验。
现有技术方案存在以下问题：
1.嵌入式设备升级时对升级文件并未进行校验
编译生成固件时，编译程序会进行MD5校验，生成MD5校验文件，但在以上打包方案中，打包bin文件时并未加入MD5校验信息，设备升级时也不会对bin文件进行MD5校验结果的比对，因此如果升级所用的bin文件在传输过程中损坏，那么在设备升级时，可能会导致升级失败，设备无法正常运行。也有可能被人为篡改，导致升级了含有木马的固件。
2.内核文件没有去除标识
升级所用文件在打包时，并没有对内核文件进行去标操作，即没有去除内核标识，内核文件很容易被识别并恶意篡改。
3.升级所用的bin文件没有使用加密算法进行加密
在升级所用固件打包时，并未使用加密算法对固件进行加密，存在恶意破解和篡改的风险。
4.对嵌入式设备全部模块都进行升级操作
升级时没有对嵌入式设备的原有模块和bin文件中的对应模块进行比较，而是全部模块都进行升级，如果新版本中某一模块并未改动，产生不必要的模块升级，浪费升级时间。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种嵌入式设备版本文件打包的方法，解决了嵌入式设备升级bin文件恶意破解篡改以及升级时bin文件未进行完整性校验导致升级失败的风险。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种嵌入式设备版本文件打包的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：嵌入式***裁剪，编译后生成标准Linux内核文件和rootfs文件***镜像；
步骤S2：对标准Linux内核文件进行去标识操作；
步骤S3：打包bin文件并对打包后的bin文件进行CRC校验计算，将得到的CRC校验值写入bin文件尾部。
进一步的，所述步骤S2的具体方法如下：对不同的裁剪需求产生的标准Linux内核文件进行对比，去除标准Linux内核文件头部的相同部分。
进一步的，所述步骤S3中打包bin文件时进行加密算法加密。
进一步的，所述加密的具体方法如下：在对bin文件打包时，先确定加密算法并生成加密密钥，然后使用该加密密钥对bin文件的各个模块分别进行加密，并将加密的版本信息存储在bin文件的文件头中，加密密钥存储在嵌入式设备的本地存储中。
进一步的，所述bin文件的各个模块包括文件头、标准Linux内核文件和rootfs文件***镜像和缺省配置模块。
进一步的，所述加密算法为MD5加密算法。
进一步的，所述步骤S3中CRC校验计算的具体方法如下：采用32位循环冗余算法，用待打包的二进制数据t(x)除以生成多项式g(x)，最后的余数作为CRC校验值，将计算结果写入bin文件尾部。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明的最终文件去掉了标准Linux内核文件的标识，防止文件被破解；
2、本发明将文件分为多个模块分别进行加密；
3、本发明可以实现部分升级，要升级的模块加密后的结果生成MD5，并保存在设备中，如果MD5摘要相同则不升级，只升级MD5比对结果不同的模块。
附图说明
图1是本发明的打包流程图。
图2是本发明的解包流程图。
图3是bin文件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1，本发明提供一种嵌入式设备版本文件打包的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：嵌入式***裁剪，编译后生成标准Linux内核文件和rootfs文件***镜像；
步骤S2：为了防止标准Linux内核文件被识别并恶意篡改，首先对标准Linux内核文件进行去标识操作；具体方法如下：对不同的裁剪需求产生的标准Linux内核文件进行对比，发现所有的标准Linux内核文件的文件头部固定字节大小的内容是完全一样的，因此可以去除标准Linux内核文件头部的相同部分，达到破坏标准Linux内核文件结构的目的，之后在设备升级过程中，将截取出的相同部分组回标准Linux内核文件头部，还原完整标准Linux内核文件，初步实现防止标准Linux内核文件被轻易识别。
步骤S3：打包bin文件，为了确保嵌入式设备升级bin文件在传输过程中的完整性，对打包后的bin文件进行CRC校验计算，该CRC校验计算采用32位循环冗余算法，用待打包的二进制数据t(x)除以生成多项式g(x)，最后的余数作为CRC校验值，将计算结果写入bin文件尾部；在设备升级时，取出bin文件尾部的CRC校验值，再对该bin文件进行CRC计算，计算方法与打包时的计算方法相同，打包与解包bin文件都要进行CRC校验是为了对bin文件的完整性进行比对，若设备升级时的校验结果与bin文件尾部取出的CRC值一致，则该bin文件在传输过程中没有损坏，可以进行正常升级。
为了防止更高级别的bin文件恶意破解篡改，所述步骤S3中在打包bin文件时进行加密算法加密，算法为MD5加密算法，使用***底层MD5接口进行加密。具体方法如下：在对bin文件打包时，先确定加密算法并生成加密密钥，然后使用该加密密钥对bin文件的各个模块分别进行加密，并将加密的版本信息存储在bin文件的文件头中，加密密钥存储在嵌入式设备的本地存储中；在嵌入式设备升级时，先进行CRC校验，然后从设备上获取解密密钥，对bin文件的各个模块进行解密，解密完成后便可进行升级。
如图3所示为bin文件的结构，所述各个模块包括文件头、标准Linux内核文件Kernel和rootfs文件***镜像和缺省配置模块，另外还包括CRC校验计算得到的校验值。其中文件头中记录该bin文件的版本号，加密的版本信息，以及标准Linux内核文件、rootfs文件***镜像和缺省配置模块在bin文件中的偏移和大小。
为了让一般技术人员更好地理解本发明的技术方案，以下结合解包过程进行进一步介绍：
请参照图2，在嵌入式设备使用bin文件升级时，经过CRC校验无误后，根据文件头中记录的偏移信息从bin文件中分离出各个模块。第一次使用bin文件升级之前，设备上不会存有各个模块进行MD5算法的计算结果，第一次升级会对各个模块都进行升级，并在升级过程中将各个模块的MD5计算结果存储在设备本地。第二次及以后使用bin文件升级时，在各个模块从bin文件中分离出以后，对各个模块进行MD5算法计算，将计算结果与上一次设备升级时存储在设备本地的对应模块的MD5摘要信息进行比对，如果一致，则该模块在新版本bin文件中没有改动，不需要升级，如果比对结果不一致或者嵌入式设备中并未存储对应模块的MD5文件，则对该模块进行解密，升级该模块，并将该模块的MD5摘要信息存储在嵌入式设备本地，供下次升级对比使用。该方案可以减少不必要的模块升级，尽可能避免升级失败导致设备异常的风险，也可以节约升级时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种嵌入式设备版本文件打包的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：嵌入式***裁剪，编译后生成标准Linux内核文件和rootfs文件***镜像；
步骤S2：对标准Linux内核文件进行去标识操作；
步骤S3：打包bin文件并对打包后的bin文件进行CRC校验计算，将得到的CRC校验值写入bin文件尾部；
所述步骤S2的具体方法如下：对不同的裁剪需求产生的标准Linux内核文件进行对比，去除标准Linux内核文件头部的相同部分；在设备升级过程中，将截取出的相同部分组回标准Linux内核文件头部；
所述步骤S3中打包bin文件时进行加密算法加密；所述加密算法为MD5加密算法；
所述加密的具体方法如下：在对bin文件打包时，先确定加密算法并生成加密密钥，然后使用该加密密钥对bin文件的各个模块分别进行加密，并将加密的版本信息存储在bin文件的文件头中，加密密钥存储在嵌入式设备的本地存储中；第一次使用bin文件升级之前，设备上不会存有各个模块进行MD5算法的计算结果，第一次升级会对各个模块都进行升级，并在升级过程中将各个模块的MD5计算结果存储在设备本地, 第二次及以后使用bin文件升级时，在各个模块从bin文件中分离出以后，对各个模块进行MD5算法计算，将计算结果与上一次设备升级时存储在设备本地的对应模块的MD5摘要信息进行比对，如果一致，则该模块在新版本bin文件中没有改动，不需要升级，如果比对结果不一致或者嵌入式设备中并未存储对应模块的MD5文件，则对该模块进行解密，升级该模块，并将该模块的MD5摘要信息存储在嵌入式设备本地，供下次升级对比使用。
2.根据权利要求1所述的嵌入式设备版本文件打包的方法，其特征在于，所述bin文件的各个模块包括文件头、标准Linux内核文件和rootfs文件***镜像和缺省配置模块。
3.根据权利要求1所述的嵌入式设备版本文件打包的方法，其特征在于，所述步骤S3中CRC校验计算的具体方法如下：采用32位循环冗余算法，用待打包的二进制数据t(x)除以生成多项式g(x)，最后的余数作为CRC校验值，将计算结果写入bin文件尾部。
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