关于MCU间通信防监听问题

ID:74687 · 发表于 2024-1-4 18:31

我现在准备做个设备认证的东西，在每个机械设备上装个带有身份验证的PCB板，然后主控板向该PCB板发送指令，返回加密的认证信息，主控芯片进行解密，看身份验证信息是否一致。

但是，这里有个问题，如果通过串口或者485发送这些信息，很容易被人监听被截取，别人也就可以写个程序对验证的密文进行伪造。

大神们，有没有方法可以做到，防止串口或485通信防监听的办法？

ID:807591 · 发表于 2024-1-5 08:52

没有绝对的加密，只有更多的麻烦，要么你试试量子纠缠？

ID:485350 · 发表于 2024-1-5 09:05

坐等大神思路

ID:883242 · 发表于 2024-1-5 09:08

加随机数就行了，这样每次你主控板发送的密文都不一样，就算被人监听，PCB板也只知道几亿亿次随机密文中的一种回复，如何仿造？？？

ID:277550 · 发表于 2024-1-5 10:21

光是加密不够的，做到同1条指令、都是不同的数据，基本可以了。

ID:844772 · 发表于 2024-1-5 10:30

有密码机的，就是比较贵，通常都是软件上想办法。简单的就做个哈希，也很难破解的。顺便还可以不断改改串口的波特率。

ID:485350 · 发表于 2024-1-5 10:34

主机发:
TEA加密(消息ID + Buf[0] + Buf[1] + Buf[2] + Buf[3] + 随机数 + 随机数 + 随机数 + 随机数+ 校验)

从机回发:
TEA加密(主机消息ID + Buf[0] + Buf[1] + Buf[2] + Buf[3] + 随机数 + 随机数 + 随机数 + 随机数+ 校验)

这样通信怎样??有没大神知道一番

ID:485350 · 发表于 2024-1-5 10:44

主机发:
以9600波特率发送
TEA加密(消息ID + 随机波特率 + Buf[1] + Buf[2] + Buf[3] + 随机数 + 随机数 + 随机数 + 随机数+ 校验)
波特率设置为随机波特率等待从机回发(某段时间内无法接收到从机回发数据,再次返回9600波特率重新发送)
从机回发:
设置波特率为主机随机波特率
TEA加密(主机消息ID + Buf[0] + Buf[1] + Buf[2] + Buf[3] + 随机数 + 随机数 + 随机数 + 随机数+ 校验)
设置波特率为9600等待主机重新更新波特率

这样又怎样??

这样通信怎样??有没大神知道一番

ID:883242 · 发表于 2024-1-5 10:52

18680365301 发表于 2024-1-5 10:34
主机发:
TEA加密(消息ID + Buf[0] + Buf[1] + Buf[2] + Buf[3] + 随机数 + 随机数 + 随机数 + 随机数+ ...

如果每个数据帧都只有8 bytes那么这么做就对了，如果是很长的连续数据没必要用这么多随机数，8个字节插入1个就行。

ID:458247 · 发表于 2024-1-5 16:09

Hephaestus 发表于 2024-1-5 10:52
如果每个数据帧都只有8 bytes那么这么做就对了，如果是很长的连续数据没必要用这么多随机数，8个字节插入 ...

可以生成个uint32_t类型随机数RNG[0]、RNG[1]、RNG[2]、RNG[3]，假如你的消息有5字节，[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]，计算crc32填入[crc0]、[crc1]、[crc2]、[crc3]，收到报文后逆向异或，这样两个相同功能的报文，可以做到没一个字节是一样的，让人摸不着头脑

ID:883242 · 发表于 2024-1-5 16:34

yzw846562238 发表于 2024-1-5 16:09
可以生成个uint32_t类型随机数RNG[0]、RNG[1]、RNG[2]、RNG[3]，假如你的消息有5字节，、、、、、[crc0] ...

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

ID:771630 · 发表于 2024-1-5 16:57

滚动码 + AES加密 + 加盐就可以了

ID:74687 · 发表于 2024-1-6 16:22

感谢各位老铁的热心解答。

ID:74687 · 发表于 2024-1-6 16:26

感谢各位老铁的热心解答。其实我的问题主要是防别人截获我的通信密文，但是这个是没办法阻止的。签名认证有一套自己的算法HMAC，这些算法肯定比一般的算法强，防监听办法就是加个时间戳验证，即使别人截获了你的密文，发过来一样通不过验证，因为你的密文是过时的。

ID:883242 · 发表于 2024-1-7 08:52

HMAC基础算法还是DES、AES什么的，既然你有这么大的单片机资源能算规模这么大的算法，我就不说什么了。

ID:476415 · 发表于 2024-1-7 12:11

用较长位数的伪随机数生成器，将你的数据作为初始数据送进去，运行特定次后得到的数据作为通信数据，这样，乱码通信，解密会有点障碍。

ID:476415 · 发表于 2024-1-7 12:13

Hephaestus 发表于 2024-1-7 08:52
HMAC基础算法还是DES、AES什么的，既然你有这么大的单片机资源能算规模这么大的算法，我就不说什么了。

9494，晃了一眼HMac，感觉很高端的样子。哈哈哈

ID:74687 · 发表于 2024-1-7 17:21

Hephaestus 发表于 2024-1-7 08:52
HMAC基础算法还是DES、AES什么的，既然你有这么大的单片机资源能算规模这么大的算法，我就不说什么了。

不稿HMAC了，只是用时间戳加DES加密，再添加几个随机数以及把数组位置变换一下。

ID:74687 · 发表于 2024-1-7 17:37

yzw846562238 发表于 2024-1-5 16:09
可以生成个uint32_t类型随机数RNG[0]、RNG[1]、RNG[2]、RNG[3]，假如你的消息有5字节，、、、、、[crc0] ...

我现在的问题不是要解密，问题是防止别人伪造你发过的报文，如果发个你前面发过一模一样的报文，能不能骗过上位机？

ID:883242 · 发表于 2024-1-8 00:43

zyftank 发表于 2024-1-7 17:37
我现在的问题不是要解密，问题是防止别人伪造你发过的报文，如果发个你前面发过一模一样的报文，能不能骗 ...

随机数是上位机发的，下位机发前面一模一样的报文，怎么可能骗过上位机？

原来我们说了半天，你根本就不看。

ID:74687 · 发表于 2024-1-8 08:50

Hephaestus 发表于 2024-1-8 00:43
随机数是上位机发的，下位机发前面一模一样的报文，怎么可能骗过上位机？

原来我们说了半天，你根本就 ...

你这种也可以试出来，就是把上位机发的随机数改成固定，从下位机返回数据破解，破解有点难度。

ID:420836 · 发表于 2024-1-8 08:50

可以监控RS232或RS485通信的串口连接，一旦连接未通过验证，通信将被关闭。

ID:1065084 · 发表于 2024-1-8 09:40

硬件方面：接口错乱，不使用标准的串口和485接口，毕竟是内联电路板，完全可以自定义接口，比如单总线或者多跟信号线，没点技术还真分析不出来。协议方面：协议可以搞个比如变频异步，一般人就分析不出来了，简单一点也可以搞个4b-8b 将一个字节数据拆分到两个字节中，两字节中总共有8b的随机码。加密方面：网上加密方法有很多现成的，弄个AES128，一般的32位处理器没啥压力。

ID:883242 · 发表于 2024-1-9 23:10

zyftank 发表于 2024-1-8 08:50
你这种也可以试出来，就是把上位机发的随机数改成固定，从下位机返回数据破解，破解有点难度。

上位机都已经破了，你还加密个蛋啊！

ID:1108822 · 发表于 2024-1-10 18:03

为了防止串口或485通信被监听，可以考虑以下几种方法：

硬件加密：使用带有加密功能的串口或485通信模块。这些模块可以在数据传输时进行硬件加密，以保护数据的安全性。
自定义协议：设计一个自定义的通信协议，该协议在传输数据时对数据进行加密，并采用特殊的格式或指令来标识身份验证信息。这样，即使数据被截取，也很难被伪造。
加密算法：采用强大的加密算法，如AES、RSA等，对数据进行加密。这样可以在一定程度上防止数据被破解。
定期更换密钥：为了防止密钥被破解，可以定期更换密钥，使得截取的数据在一段时间内无效。
物理隔离：通过物理方式隔离串口或485通信线路，如使用光缆或特殊的线路保护装置，以防止数据被截取。
软件加密：在软件层面进行加密处理，如对传输的数据进行加密后再传输，并在接收端进行解密。这样可以增加数据的安全性。
校验和：在数据传输时添加校验和，以检测数据是否被篡改。如果校验和不匹配，则可以重新传输数据或进行身份验证。

ID:74687 · 发表于 2024-1-11 15:02

Hephaestus 发表于 2024-1-9 23:10
上位机都已经破了，你还加密个蛋啊！

呵呵，既然你接三根线就能收到下位机的通信数据，你把RX和TX对调一下，不就能收到上位机发送的数据？

ID:883242 · 发表于 2024-1-11 17:15

zyftank 发表于 2024-1-11 15:02
呵呵，既然你接三根线就能收到下位机的通信数据，你把RX和TX对调一下，不就能收到上位机发送的数据？

能收到又怎么样？？？

ID:74687 · 发表于 2024-1-12 10:19

Hephaestus 发表于 2024-1-11 17:15
能收到又怎么样？？？

串口通信，信道是根本没有保密可言，都是在外裸奔。

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