關于MCU間通信防監聽問題

ID:74687 · 發表于 2024-1-4 18:31

我現在準備做個設備認證的東西，在每個機械設備上裝個帶有身份驗證的PCB板，然后主控板向該PCB板發送指令，返回加密的認證信息，主控芯片進行解密，看身份驗證信息是否一致。

但是，這里有個問題，如果通過串口或者485發送這些信息，很容易被人監聽被截取，別人也就可以寫個程序對驗證的密文進行偽造。

大神們，有沒有方法可以做到，防止串口或485通信防監聽的辦法？

ID:807591 · 發表于 2024-1-5 08:52

沒有絕對的加密，只有更多的麻煩，要么你試試量子糾纏？

ID:485350 · 發表于 2024-1-5 09:05

坐等大神思路

ID:883242 · 發表于 2024-1-5 09:08

加隨機數就行了，這樣每次你主控板發送的密文都不一樣，就算被人監聽，PCB板也只知道幾億億次隨機密文中的一種回復，如何仿造？？？

ID:277550 · 發表于 2024-1-5 10:21

光是加密不夠的，做到同1條指令、都是不同的數據，基本可以了。

ID:844772 · 發表于 2024-1-5 10:30

有密碼機的，就是比較貴，通常都是軟件上想辦法。簡單的就做個哈希，也很難破解的。順便還可以不斷改改串口的波特率。

ID:485350 · 發表于 2024-1-5 10:34

主機發:
TEA加密(消息ID + Buf[0] + Buf[1] + Buf[2] + Buf[3] + 隨機數 + 隨機數 + 隨機數 + 隨機數+ 校驗)

從機回發:
TEA加密(主機消息ID + Buf[0] + Buf[1] + Buf[2] + Buf[3] + 隨機數 + 隨機數 + 隨機數 + 隨機數+ 校驗)

這樣通信怎樣??有沒大神知道一番

ID:485350 · 發表于 2024-1-5 10:44

主機發:
以9600波特率發送
TEA加密(消息ID + 隨機波特率 + Buf[1] + Buf[2] + Buf[3] + 隨機數 + 隨機數 + 隨機數 + 隨機數+ 校驗)
波特率設置為隨機波特率等待從機回發(某段時間內無法接收到從機回發數據,再次返回9600波特率重新發送)
從機回發:
設置波特率為主機隨機波特率
TEA加密(主機消息ID + Buf[0] + Buf[1] + Buf[2] + Buf[3] + 隨機數 + 隨機數 + 隨機數 + 隨機數+ 校驗)
設置波特率為9600等待主機重新更新波特率

這樣又怎樣??

這樣通信怎樣??有沒大神知道一番

ID:883242 · 發表于 2024-1-5 10:52

18680365301 發表于 2024-1-5 10:34
主機發:
TEA加密(消息ID + Buf[0] + Buf[1] + Buf[2] + Buf[3] + 隨機數 + 隨機數 + 隨機數 + 隨機數+ ...

如果每個數據幀都只有8 bytes那么這么做就對了，如果是很長的連續數據沒必要用這么多隨機數，8個字節插入1個就行。

ID:458247 · 發表于 2024-1-5 16:09

Hephaestus 發表于 2024-1-5 10:52
如果每個數據幀都只有8 bytes那么這么做就對了，如果是很長的連續數據沒必要用這么多隨機數，8個字節插入 ...

可以生成個uint32_t類型隨機數RNG[0]、RNG[1]、RNG[2]、RNG[3]，假如你的消息有5字節，[ID]、[buf1]、[buf2]、[buf3]、[buf4]、[crc0]、[crc1]、[crc2]、[crc3]。可以把[ID]^RNG[0]、[buf1]^RNG[1]、[buf2]^RNG[2]、[buf3]^RNG[3]、[buf4]^RNG[0]，然后在[buf4]后面添加RNG[0]、RNG[1]、RNG[2]、RNG[3]，計算crc32填入[crc0]、[crc1]、[crc2]、[crc3]，收到報文后逆向異或，這樣兩個相同功能的報文，可以做到沒一個字節是一樣的，讓人摸不著頭腦

ID:883242 · 發表于 2024-1-5 16:34

yzw846562238 發表于 2024-1-5 16:09
可以生成個uint32_t類型隨機數RNG[0]、RNG[1]、RNG[2]、RNG[3]，假如你的消息有5字節，、、、、、[crc0] ...

你搜下TEA、XTEA、XXTEA、salsa20、ChaCha20、Poly1305……

ID:771630 · 發表于 2024-1-5 16:57

滾動碼 + AES加密 + 加鹽就可以了

ID:74687 · 發表于 2024-1-6 16:22

感謝各位老鐵的熱心解答。

ID:74687 · 發表于 2024-1-6 16:26

感謝各位老鐵的熱心解答。其實我的問題主要是防別人截獲我的通信密文，但是這個是沒辦法阻止的。簽名認證有一套自己的算法HMAC，這些算法肯定比一般的算法強，防監聽辦法就是加個時間戳驗證，即使別人截獲了你的密文，發過來一樣通不過驗證，因為你的密文是過時的。

ID:883242 · 發表于 2024-1-7 08:52

HMAC基礎算法還是DES、AES什么的，既然你有這么大的單片機資源能算規模這么大的算法，我就不說什么了。

ID:476415 · 發表于 2024-1-7 12:11

用較長位數的偽隨機數生成器，將你的數據作為初始數據送進去，運行特定次后得到的數據作為通信數據，這樣，亂碼通信，解密會有點障礙。

ID:476415 · 發表于 2024-1-7 12:13

Hephaestus 發表于 2024-1-7 08:52
HMAC基礎算法還是DES、AES什么的，既然你有這么大的單片機資源能算規模這么大的算法，我就不說什么了。

9494，晃了一眼HMac，感覺很高端的樣子。哈哈哈

ID:74687 · 發表于 2024-1-7 17:21

Hephaestus 發表于 2024-1-7 08:52
HMAC基礎算法還是DES、AES什么的，既然你有這么大的單片機資源能算規模這么大的算法，我就不說什么了。

不稿HMAC了，只是用時間戳加DES加密，再添加幾個隨機數以及把數組位置變換一下。

ID:74687 · 發表于 2024-1-7 17:37

yzw846562238 發表于 2024-1-5 16:09
可以生成個uint32_t類型隨機數RNG[0]、RNG[1]、RNG[2]、RNG[3]，假如你的消息有5字節，、、、、、[crc0] ...

我現在的問題不是要解密，問題是防止別人偽造你發過的報文，如果發個你前面發過一模一樣的報文，能不能騙過上位機？

ID:883242 · 發表于 2024-1-8 00:43

zyftank 發表于 2024-1-7 17:37
我現在的問題不是要解密，問題是防止別人偽造你發過的報文，如果發個你前面發過一模一樣的報文，能不能騙 ...

隨機數是上位機發的，下位機發前面一模一樣的報文，怎么可能騙過上位機？

原來我們說了半天，你根本就不看。

ID:74687 · 發表于 2024-1-8 08:50

Hephaestus 發表于 2024-1-8 00:43
隨機數是上位機發的，下位機發前面一模一樣的報文，怎么可能騙過上位機？

原來我們說了半天，你根本就 ...

你這種也可以試出來，就是把上位機發的隨機數改成固定，從下位機返回數據破解，破解有點難度。

ID:420836 · 發表于 2024-1-8 08:50

可以監控RS232或RS485通信的串口連接，一旦連接未通過驗證，通信將被關閉。

ID:1065084 · 發表于 2024-1-8 09:40

硬件方面：接口錯亂，不使用標準的串口和485接口，畢竟是內聯電路板，完全可以自定義接口，比如單總線或者多跟信號線，沒點技術還真分析不出來。協議方面：協議可以搞個比如變頻異步，一般人就分析不出來了，簡單一點也可以搞個4b-8b 將一個字節數據拆分到兩個字節中，兩字節中總共有8b的隨機碼。加密方面：網上加密方法有很多現成的，弄個AES128，一般的32位處理器沒啥壓力。

ID:883242 · 發表于 2024-1-9 23:10

zyftank 發表于 2024-1-8 08:50
你這種也可以試出來，就是把上位機發的隨機數改成固定，從下位機返回數據破解，破解有點難度。

上位機都已經破了，你還加密個蛋啊！

ID:1108822 · 發表于 2024-1-10 18:03

為了防止串口或485通信被監聽，可以考慮以下幾種方法：

硬件加密：使用帶有加密功能的串口或485通信模塊。這些模塊可以在數據傳輸時進行硬件加密，以保護數據的安全性。
自定義協議：設計一個自定義的通信協議，該協議在傳輸數據時對數據進行加密，并采用特殊的格式或指令來標識身份驗證信息。這樣，即使數據被截取，也很難被偽造。
加密算法：采用強大的加密算法，如AES、RSA等，對數據進行加密。這樣可以在一定程度上防止數據被破解。
定期更換密鑰：為了防止密鑰被破解，可以定期更換密鑰，使得截取的數據在一段時間內無效。
物理隔離：通過物理方式隔離串口或485通信線路，如使用光纜或特殊的線路保護裝置，以防止數據被截取。
軟件加密：在軟件層面進行加密處理，如對傳輸的數據進行加密后再傳輸，并在接收端進行解密。這樣可以增加數據的安全性。
校驗和：在數據傳輸時添加校驗和，以檢測數據是否被篡改。如果校驗和不匹配，則可以重新傳輸數據或進行身份驗證。

ID:74687 · 發表于 2024-1-11 15:02

Hephaestus 發表于 2024-1-9 23:10
上位機都已經破了，你還加密個蛋啊！

呵呵，既然你接三根線就能收到下位機的通信數據，你把RX和TX對調一下，不就能收到上位機發送的數據？

ID:883242 · 發表于 2024-1-11 17:15

zyftank 發表于 2024-1-11 15:02
呵呵，既然你接三根線就能收到下位機的通信數據，你把RX和TX對調一下，不就能收到上位機發送的數據？

能收到又怎么樣？？？

ID:74687 · 發表于 2024-1-12 10:19

Hephaestus 發表于 2024-1-11 17:15
能收到又怎么樣？？？

串口通信，信道是根本沒有保密可言，都是在外裸奔。

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關于MCU間通信防監聽問題