LPC55Sxx 避免将PRINCE加密子区域设置为非连续

小恩GG

LPC55Sxx: 避免将PRINCE加密子区域设置为非连续

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我们在使用LPC55Sxx芯片的PRINCE功能时，经常需要通过设置SR_ENABLE寄存器来使能PRINCE的子区域（sub-region）加密特性。有些客户对非连续的加密子区域(如下图所示)进行部分擦除操作后，无法再对其他加密子区域正常擦除和读写。本文将对这一现象进行讨论。

图一

1.测试及现象

根据LPC55Sxx用户手册可知，PRINCE的每个区域（Region）都有一个对应SR_ENABLE寄存器，可以通过配置相应的SR_ENABLE寄存器，来实现对该区域内非连续子区域的加密特性的设置，如下图所示。将寄存器的某一位置1，这一位对应的子区域就被配置为加密区域。例如当SR_ENABLE0=0X00000005时, PRINCE 区域0内的1号子区域和3号子区域被配置为加密区，这两个子区域的数据处于被加密状态，从该子区域读取数据时，PRINCE将对其自动解密。

下面使用LPC55S16-EVK和KEIL对非连续子区域的擦除和读写进行了测试：

步骤一：PRINCE初始化（使能PRINCE区域0和两个非连续的子区域；生成Key，IV码；使能加密功能）

//设置SR_ENABLE寄存器，SR_ENABLE=0X28000000,使能子区域(0x30000-0x32000,0x34000-0x36000)加密特性。

status=PRINCE_SetRegionSREnable(PRINCE(prince_region_t)region0,0X28000000);

//选择PRINCE加密区域region0

PRINCE_SetRegionBaseAddress(PRINCE_Type*base,prince_region_tregion0,uint32_t 0X0)

//生成PRINCE region0加密区域的key

Status=FFR_KeystoreGetKC(&flashInstance,&keyCode[0],kFFR_KeyTypePrinceRegion0);

status=PUF_GetHwKey(PUF,keyCode,sizeof(keyCode),kPUF_KeySlot2, rand());

//生成PRINCE region0加密区域的IV_code

status=PRINCE_GenNewIV(kPRINCE_Region0,&prince_iv_code[0],true,&flashInstance)

//将生成的IV加载到PRINCE

status=PRINCE_LoadIV(kPRINCE_Region0,&prince_iv_code[0])

//使能PRINCE加密功能

PRINCE_EncryptEnable(PRINCE)

步骤二：选择两块非连续的子区域（0x30000-0x32000,0x34000-0x36000）。先对其中一块子区域0x30000-0x32000进行擦除然后向该区域写入数据。输出结果: 擦除和写操作全部成功正确，见图二。

//擦除0x30000-0x32000地址区域

status=PRINCE_FlashEraseWithChecker(&flashInstance,0x30000,0x2000,kFLASH_ApiEraseKey);

//对0x30000-0x32000地址区域执行写操作

status=PRINCE_FlashProgramWithChecker(&flashInstance,0x30000,(uint8_t*)prince_iv_code,0x2000);

步骤三：再对另一块子区域0x34000-0x36000擦除然后写入数据，擦除和写入操作失败，输出结果如图二所示。

//擦除0x34000-0x36000地址区域

status=PRINCE_FlashEraseWithChecker(&flashInstance,0x34000,0x2000,kFLASH_ApiEraseKey);

//对0x34000-0x36000地址区域执行写操作

status=PRINCE_FlashProgramWithChecker(&flashInstance,0x34000,(uint8_t *)prince_iv_code,0x2000);

图二

2. 错误原因分析

根据用户手册相关相关章节（49.16.1 Functional details 部分），每个加密区域( Region )都有对应的key和IV码，Key和IV码共同起作用实现了PRINCE的加解密功能。

以PRINCE的region 1为例，每次对该区域的子区域进行擦写操作时都要生成相应的key1和IV1。在执行非连续的子区域进行操作时，如果对其中一块子区域进行擦除操作，操作完成后会更新IV code，这样在对另一块子区域进行读写操作时原有IV和更新后的IV不匹配导致无法正确加解密。

3. 使用建议

    使用PRINCE功能，用SR_ENABLE寄存器设置加密区域时，建议设置加密子区域为连续的。在对加密子区域执行擦除时，要对所有使能的连续加密区域进行统一擦除操作，避免对其中部分加密子区域单独操作。一个子区域的大小为8K，故我们要保证写入的数据与加密区域8K对齐。

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