微控制器加密的方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种加密方法，更特定而言，是关于防护微控制器中程式码的加密方法。
【背景技术】
[0002]微控制器(microcontroller unit, MCU)是把中央处理器、存储器、定时/计数器、输入输出界面都整合在一块芯片上的微型计算机。与应用在个人计算机中的通用型微处理器相比，微控制器更强调不同外接硬件和节约成本。微控制器的最大优点在于体积小且硬件接线简单、易编写、保密性佳、输入输出界面简单，其发展非常迅速，可应用于多种领域，因而现今众多电子产品或高科技产品，如电子计算机、电子数字表、消费性电子产品等大多需仰赖微控制器方能执行。
[0003]微控制器已与日常生活形影不离，其需求量与制造量相当可观，最典型的微控制器为八位元的8051微控制器。而近年来，由于消费性电子产品以及智能电子产品的崛起，早期简单性逻辑的微控制器已无法满足消费性电子产品以及智能电子产品的功能需求，因而开始朝向智能型演算的方向，且同时提升产品效能。
[0004]于激烈的市场竞争压力下，除了针对硬件进行全面性的保护外，也同时须对软件或韧体进行保护，以防止不肖人士蓄意窃取重要机密，防止因非法拷贝而造成巨大的损失，因而，如何保护电子产业有关的内容和数据受到高度的关注。
[0005]微控制器或CPU所执行的程序通常是储存于程序存储器(ROM)中，其扮演着系统运作的中枢，然而，信息科技的发达，复制工具(或程序)与技术也随之兴起，不肖人士将盗取后的微控制器，经过破解和复制工具(或程序)以获得公司重要机密并贩卖于市场中。有鉴于此，须对微控制器作进一步地防护，以防止他人蓄意盗取微控制器后，他人无法得知微控制器中重要机密，纵使被他人拷贝时，本发明的微控制器会产生错误的执行程序，使他人无法继续使用电子产品。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种微控制器加密的方法，其具简易且有效保护数据安全，同时降低成本的优点。
[0007]综上所述，依据本发明的一观点，本发明提供一种加密方法，特别是对微控制器(microcontroller unit)进行加密的方法,上述微控制器包含一储存模块以及一输入/输出模块，其中上述储存模块包含一唯一识别码(unique identifier, UID)以及一制造公司识别码(company identifier, CID),上述储存模块更包括一处理程序,用以执行至少一转换程序以及一加密程序，执行下步骤如下:取得上述唯一识别码以及上述制造公司识别码；借由上述转换程序以将上述唯一识别码转换为固定长度字节的数据；一未加密数据通过上述输入/输出模块传送至上述储存模块中；借由上述加密程序以对上述唯一识别码、上述制造公司识别码及上述未加密数据进行加密运算，以成为一加密数据；以及将上述加密数据储存于上述储存模块中。
[0008]优选的是，上述转换程序将上述唯一识别码转换为8个位元组的数据。
[0009]优选的是，上述转换程序是将上述唯一识别码排列成一 η行8列的转换表格，其中η值大于或等于3。
[0010]优选的是，上述未加密数据的字节长度与上述制造公司识别码及经上述转换程序后的上述唯一识别码的字节长度相同。
[0011]优选的是，上述加密数据是将上述未加密数据、上述唯一识别码和上述制造公司识别码，操作X次右循环、y次左循环及异或(XOR)所得到的加密结果。
[0012]优选的是，上述制造公司识别码是将足以辨识制造公司的资料，通过一字符编码表转换成为一字节数据。
[0013]优选的是，上述储存模块包含ROM、PROMs、EPROMs、EEPROMs、Flash等非挥发性存储器。
[0014]本发明的微控制器加密的方法，其具简易且有效保护数据安全，同时降低成本的优点。
【附图说明】
[0015]上述元件，以及本发明其它特征与优点，借由阅读实施方式的内容及其附图后，将更为明显:
图1是根据本发明最佳实施例显示微控制器加密的系统结构图；
图2是根据本发明最佳实施例显示微控制器加密的步骤流程图；
图3A是根据本发明最佳实施例显示转换程序对唯一识别码的排列方式；
图3B是根据本发明最佳实施例显示转换程序对唯一识别码的演算方式；
图4是根据本发明最佳实施例显示加密程序的加密算法。
[0016]附图标记说明
100微控制器 102储存模块 104处理程序 105 I/O模块 1022唯一识别码 1024制造公司识别码 1026未加密数据 1027加密数据 1042转换程序 1044加密程序 202-212 步骤。
【具体实施方式】
[0017]本发明将配合其较佳实施例与随附的图示详述于下。应可理解为本发明中所有的较佳实施例仅为例示之用，并非用以限制。因此除文中的较佳实施例外，本发明亦可广泛地应用在其它实施例中。且本发明并不受限于任何实施例，应以随附的权利要求及其同等领域而定。
[0018]以下，将搭配参照相应的附图，详细说明依照本发明的较佳实施例。关于本发明新颖概念的更多观点以及优点，将在以下的说明提出，并且使熟知或具有此领域通常知识者可了解其内容并且据以实施。
[0019]参阅图1，该图是根据本发明最佳实施例显示微控制器100加密的系统架构图。一微控制器100包含一储存模块102及一输入/输出(I/O)模块105。于一实施例中，上述储存模块102依照功能需求可为随机存取存储器(Random Access Memory, RAM)，亦即数据存储器，为可读/写的记忆单元，用以存放数据或程序；以及上述储存模块102更可为程序存储器(program read only memory, ROM),本领域技术人员应当理解,现今大部分的程序存储器(ROM)为可读/写的记忆单元，其所储存的程序用以执行微控制器100，于此实施例中，上述储存模块102用以储存一唯一识别码(UID) 1022以及一制造公司识别码(CID) 1024，使用者仅能读取上述唯一识别码1022，其无法修改或删除。上述I/O模块105用以将外部的一未加密数据1026传送至上述储存模块102中，再通过上述处理程序104进行加密，以下将针对加密流程做进一步描述。
[0020]所述储存模块102更包括一处理程序104，于一实施例中，上述处理程序104可为运算逻辑单元，用以执行逻辑运算(如加、减、乘、除等，但并不以此为限)，并将运算后所得的数据传送至指定位置。上述处理程序104是执行运算的重要单元，其包含一转换程序1042以及一加密程序1044，以完成加、减、乘、除、与、或、异或等运算，或其他数学、逻辑、字符等运算或函数。于最佳实施例中，无须通过任一计算装置对上述微控制器100进行加密演算，直接利用上述微控制器100中韧体或软件径行加密演算；另一实施例中，亦可通过任一计算装置以对上述微控制器100进行加密演算。
[0021]参阅图2，该图是根据本发明最佳实施例显示微控制器加密的步骤流程图。
[0022]步骤202:取得上述唯一识别码1022。读取上述储存模块102中的上述唯一识别码1022。每一微控制器100制造出厂时,微控制器100制造商会对每一微控制器100直接写入识别码，每一微控制器100的唯一识别码1022皆为独一无二，使用者只可读取上述唯一识别码1022，但不可删除或更改上述唯一识别码1022，因此，于本发明的加密步骤中，无需通过任一装置即可进行读取，于另一实施例中，使用者可借由微控制器指令取得每一微控制器100的唯一识别码1022，以便于后续加密的步骤。微控制器100依照总线或数据暂存器的宽度，可分为四位元、八位元、十六位元和三十二位，于最佳实施例是采用具八位元的CMOS(互补式金属氧化物半导体)控制器以执行加密步骤，但并不以此为限。于一实施例中，使用者可通过一 RDMSR (read form MSR,读取特别模块暂存器)指令以读取上述唯一识别码1022。
[0023]步骤204:转换上述唯一识别码1022的字节数据。借由上述处理程序104的上述转换程序1042，对上述唯一识别码1022进行演算操作，以转换为所需的字节。由于不同微控制器100制造商写入唯一识别码1022字节(Byte)皆不同，因此若小于八个位元组或超过八个位元组的唯一识别码1022，需转换成标准八个位元组的数据，或其他字节数，以利后续加密步骤。若转换前的唯一识别码1022即为标准的八个位元组，即可径行后续加密步骤。上述转换程序1042的排列方式如图3A所示，但不以此为限，实际的排列方式仍由制造公司自行决定。于此实施例中，转换前唯一识别码1022是由12个位元组所组成的数据，如UID(0)、UID(I).....UID(Il),将12个位元组资料排列成η行8列的表格，η值大于或等于3，此实施例中η=3，需注意的是，表格的排列必须使用到唯一识别码1022的12个位元组，而每个字节皆可重复使用，最后将表格每一列的每一个字节做多个逻辑运算，如图3Β所示的运算方式，即可得到转换后8个位元组的唯一识别码1022资料，如UID8 (0)、UID8(1)...UID8(7)，UID8资料。于图3B中，swap (Byte)为一种常见的逻辑运算，是将一个字节的高四位与下四位交换，如10100101经swap运算后得到01011010,或以另一方式表示可为B7B6B5B4B3B2B1B0经swap运算后得到B3B2B1B0B7B6B5B4，但并不以此为限。
[0024]步骤206:取得一制造公司识别码(company id