如何對xilinx FPGA進行bit文件加密

阿新 • • 發佈：2018-06-23

雙擊編譯 size fontsize mac fcm ont IE 奇怪

記錄背景：最近在用Vivado評估國外一個公司所提供的ISE所建的工程時，由於我並沒有安裝ISE工程，因此將其提供的所有v文件導入到Vivado中，對其進行編譯。添加完之後成功建立頂層文件，但奇怪的是，除了頂層文件的v文件可以正常打開編輯外，其它sub層的v文件都無法正常打開編輯，雙擊打開後顯示的是亂碼，繼續查找它們與頂層文件有什麽不同時，發現這些文件的屬性之一——encrypted 都是“yes”狀態。

這多少有點震驚我了，我之前只知道為了保護某文件的保密性時，一般都是生成網表（ncg？netlist？）文件以便提供他人使用，別人拿到的網表文件只是個空殼子，盡管調用就好，裏面的代碼對他來說就是個空殼子。

為了知道別人是怎麽做到v文件加密的（感覺逼格挺高的），上網搜索一番，最後，最後，最後發現是需要Xilinx提供特定的工具才可以（而這一說法也得到了Xilinx的FAE的認證），而這個特定的工具一般只有Xilinx的高級客戶才會擁有。好吧，繼續挖掘的沖動突然就猝死了。

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轉自：https://blog.csdn.net/u010161493/article/details/79200527，如有侵犯，請告知刪除，抱歉！

加密的優點

xilinx的V6和7全系列FPGA支持AES256加密，加密的好處：
1，可以防止別人回讀或者對你的程序進行逆向讀取；
2，防止更改燒寫的bit文件。
如果僅僅是防止回讀，可以簡單設置BITSTREAM.READBACK.SECURITY，其中LEVEL1是禁止回讀，LEVEL2禁止回讀和重新燒寫FPGA。
但如果對手的逆向能力很強，比如說在FPGA上電加載bit的時候用邏輯分析儀把用bit文件“讀”出來，這個簡單的設置肯定就不行了。這時候可以使用AES256加密。

AES算法簡介：

AES即高級加密標準，是一種區塊加密，當然也是對稱加密。區塊固定為128bit，秘鑰為128，192或256bit。AES有5種加密模式，xliinx采用的是CBC模式。有一個128bit初始向量IV（startCBC），先利用初始向量IV與第一組數據進行異或後再進行加密運算生成C1。將C1作為初始向量與第二組數據進行異或後再進行加密運算生成C2。以此類推，當最後一組數據加密完畢後，將加密結果拼接為最終結果，C = C1C2C3……Cn。
所以采用CBC模式的256AES需要兩個東西，128bit-startCBC和256bit-AES key。

到這裏還沒完，完成了bit加密還沒有認證，萬一別人把燒進去bit文件篡改了怎麽辦？（重新燒了新的bit文件）。所以xilinx又提供了HMAC的認證，這個就跟校驗差不多了，檢查消息的完整性。

所以還需要提供256bit-HMAC，加上128bit-startCBC和256bit-AES key，一共是三個。這三個key可以自己生成，也可以指定空的 .nky文件，由軟件隨機生成好。
for example
···
Device xc7a35t;
Key 0 0f2ec1178ae0d04c8c1431afe8266d08e799b01c5c486c2567f3621f47319aaf;
Key StartCBC a6262d508c338eeab815340a7832436d;
Key HMAC d82e72733a7bd7904c802d13db37187b8ad20b972ac163470c5a4d239bce6308;
···
加密的AES key可以存到FPGA內部易失性的BBR或只能燒寫一次（OTP）的eFUSE中。
BBR需要電池供電，可以多次編程。eFUSE不需要電池，但只能燒寫一次。這裏使用eFUSE