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楼主 # 2023-07-11 22:26:53

xboot
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深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

全志的SOC，只要不是太老旧的芯片，里面都集成了2048bit的EFUSE，但此熔丝位的很多细节，并没有相关描述文档，这导致大家很难在实际项目中应用此功能，而且也缺乏灵活的烧写工具，基于此问题，我花了点时间扩展了下XFEL工具。

扩展的命令如下：

usage:
    xfel extra efuse dump                     - Dump all of the efuse information
    xfel extra efuse read32 <offset>          - Read 32-bits value from efuse
    xfel extra efuse write32 <offset> <value> - Write 32-bits value to efuse
    xfel extra efuse write <offset> <file>    - Write file to efuse

执行dump指令，显示如下信息:

xfel extra efuse dump
chipid:(0x0000 128-bits)
    93406000 0c004814 01426250 48671b4b 
brom-conf-try:(0x0010 32-bits)
    00000000 
thermal-sensor:(0x0014 64-bits)
    88fbc11a 01e9080f 
ft-zone:(0x001c 128-bits)
    898f1919 0f760f6c 3108126c 811a0a0e 
tvout:(0x002c 32-bits)
    0000028f 
tvout-gamma:(0x0030 64-bits)
    00000000 00000000 
oem-program:(0x0038 64-bits)
    00000000 00000000 
write-protect:(0x0040 32-bits)
    00000000 
read-protect:(0x0044 32-bits)
    00000000 
reserved1:(0x0048 64-bits)
    00000000 00000000 
huk:(0x0050 192-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
reserved2:(0x0068 64-bits)
    00000000 00000000 
rotpk:(0x0070 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
ssk:(0x0090 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
rssk:(0x00b0 128-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 
hdcp-hash:(0x00c0 128-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 
nv1:(0x00d0 32-bits)
    00000000 
nv2:(0x00d4 32-bits)
    00000000 
reserved3:(0x00d8 96-bits)
    00000000 00000000 00000000 
oem-program-secure:(0x00e4 224-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

可以通过write32 或者write指令来烧写熔丝。

全志加密引导功能可以通过烧写熔丝来启用，当然你也可以烧写自己的序列号，或者mac地址之类的，当然这个efuse还可以用来做防盗版，来实现一机一固件，简要说明下，就是在efuse里烧录本机固件的签名文件，而这个签名文件又是跟cpu序列号关联，可以采用ECDSA256签名算法，签名大小为512bit，64字节，比RSA的签名要小很多，而且强度够。

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楼主 #1 2023-07-11 22:28:40

xboot
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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

efuse分配信息如下：

static const struct sid_section_t {
	char * name;
	uint32_t offset;
	uint32_t size_bits;
} sids[] = {
	{ "chipid",             0x0000,  128 },
	{ "brom-conf-try",      0x0010,   32 },
	{ "thermal-sensor",     0x0014,   64 },
	{ "ft-zone",            0x001c,  128 },
	{ "tvout",              0x002c,   32 },
	{ "tvout-gamma",        0x0030,   64 },
	{ "oem-program",        0x0038,   64 },
	{ "write-protect",      0x0040,   32 },
	{ "read-protect",       0x0044,   32 },
	{ "reserved1",          0x0048,   64 },
	{ "huk",                0x0050,  192 },
	{ "reserved2",          0x0068,   64 },
	{ "rotpk",              0x0070,  256 },
	{ "ssk",                0x0090,  256 },
	{ "rssk",               0x00b0,  128 },
	{ "hdcp-hash",          0x00c0,  128 },
	{ "nv1",                0x00d0,   32 },
	{ "nv2",                0x00d4,   32 },
	{ "reserved3",          0x00d8,   96 },
	{ "oem-program-secure", 0x00e4,  224 },
};

这是根据全志SDK总结而来。

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楼主 #5 2023-07-12 10:29:27

xboot
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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

EFUSE写操作仅能由0 到 1，所以只要是保持0状态的bit，都是可以写入的，当你都搞成1了，就无力回天了，没办法变成0。熔丝熔断了，是个不可逆的物理过程。

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楼主 #6 2023-07-12 10:38:33

xboot
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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

现在XFEL支持了D1 / D1s / F133芯片的EFUSE读写操作

1，dump efuse

$ xfel extra efuse dump
chipid:(0x0000 128-bits)
    93005c00 ac004814 01425a4c 1c5318cb 
brom-conf-try:(0x0010 32-bits)
    00000000 
thermal-sensor:(0x0014 64-bits)
    7906c10a 019db011 
ft-zone:(0x001c 128-bits)
    83883119 0ef00f02 2b06111c 87180a0b 
tvout:(0x002c 32-bits)
    00000285 
tvout-gamma:(0x0030 64-bits)
    00000000 00000000 
oem-program:(0x0038 64-bits)
    00000000 00000000 
write-protect:(0x0040 32-bits)
    00000000 
read-protect:(0x0044 32-bits)
    00000000 
reserved1:(0x0048 64-bits)
    00000000 00000000 
huk:(0x0050 192-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
reserved2:(0x0068 64-bits)
    00000000 00000000 
rotpk:(0x0070 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
ssk:(0x0090 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
rssk:(0x00b0 128-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 
hdcp-hash:(0x00c0 128-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 
nv1:(0x00d0 32-bits)
    00000000 
nv2:(0x00d4 32-bits)
    00000000 
reserved3:(0x00d8 96-bits)
    00000000 00000000 00000000 
oem-program-secure:(0x00e4 224-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

2, write oem-program 1

$ xfel extra efuse write32 0x0038 0x11223344
$ xfel extra efuse dump
chipid:(0x0000 128-bits)
    93005c00 ac004814 01425a4c 1c5318cb 
brom-conf-try:(0x0010 32-bits)
    00000000 
thermal-sensor:(0x0014 64-bits)
    7906c10a 019db011 
ft-zone:(0x001c 128-bits)
    83883119 0ef00f02 2b06111c 87180a0b 
tvout:(0x002c 32-bits)
    00000285 
tvout-gamma:(0x0030 64-bits)
    00000000 00000000 
oem-program:(0x0038 64-bits)
    11223344 00000000 
write-protect:(0x0040 32-bits)
    00000000 
read-protect:(0x0044 32-bits)
    00000000 
reserved1:(0x0048 64-bits)
    00000000 00000000 
huk:(0x0050 192-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
reserved2:(0x0068 64-bits)
    00000000 00000000 
rotpk:(0x0070 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
ssk:(0x0090 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
rssk:(0x00b0 128-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 
hdcp-hash:(0x00c0 128-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 
nv1:(0x00d0 32-bits)
    00000000 
nv2:(0x00d4 32-bits)
    00000000 
reserved3:(0x00d8 96-bits)
    00000000 00000000 00000000 
oem-program-secure:(0x00e4 224-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

3, write oem-program 2

$ xfel extra efuse write32 0x003c 0x55667788
$ xfel extra efuse dump
chipid:(0x0000 128-bits)
    93005c00 ac004814 01425a4c 1c5318cb 
brom-conf-try:(0x0010 32-bits)
    00000000 
thermal-sensor:(0x0014 64-bits)
    7906c10a 019db011 
ft-zone:(0x001c 128-bits)
    83883119 0ef00f02 2b06111c 87180a0b 
tvout:(0x002c 32-bits)
    00000285 
tvout-gamma:(0x0030 64-bits)
    00000000 00000000 
oem-program:(0x0038 64-bits)
    11223344 55667788 
write-protect:(0x0040 32-bits)
    00000000 
read-protect:(0x0044 32-bits)
    00000000 
reserved1:(0x0048 64-bits)
    00000000 00000000 
huk:(0x0050 192-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
reserved2:(0x0068 64-bits)
    00000000 00000000 
rotpk:(0x0070 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
ssk:(0x0090 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
rssk:(0x00b0 128-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 
hdcp-hash:(0x00c0 128-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 
nv1:(0x00d0 32-bits)
    00000000 
nv2:(0x00d4 32-bits)
    00000000 
reserved3:(0x00d8 96-bits)
    00000000 00000000 00000000 
oem-program-secure:(0x00e4 224-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

4, reboot and dump efuse again

$ xfel extra efuse dump
chipid:(0x0000 128-bits)
    93005c00 ac004814 01425a4c 1c5318cb 
brom-conf-try:(0x0010 32-bits)
    00000000 
thermal-sensor:(0x0014 64-bits)
    7906c10a 019db011 
ft-zone:(0x001c 128-bits)
    83883119 0ef00f02 2b06111c 87180a0b 
tvout:(0x002c 32-bits)
    00000285 
tvout-gamma:(0x0030 64-bits)
    00000000 00000000 
oem-program:(0x0038 64-bits)
    11223344 55667788 
write-protect:(0x0040 32-bits)
    00000000 
read-protect:(0x0044 32-bits)
    00000000 
reserved1:(0x0048 64-bits)
    00000000 00000000 
huk:(0x0050 192-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
reserved2:(0x0068 64-bits)
    00000000 00000000 
rotpk:(0x0070 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
ssk:(0x0090 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
rssk:(0x00b0 128-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 
hdcp-hash:(0x00c0 128-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 
nv1:(0x00d0 32-bits)
    00000000 
nv2:(0x00d4 32-bits)
    00000000 
reserved3:(0x00d8 96-bits)
    00000000 00000000 00000000 
oem-program-secure:(0x00e4 224-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

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楼主 #8 2023-07-12 11:32:46

xboot
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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

山羊胡子 说：

写完会熔断吗？会不会因为写efuse不当导致芯片成砖

这个是可能的，比如你烧写了加密引导位，并且随便填了个rotpk的sha256值，那么你的芯片就永远无法启动了，没有合法的加密引导签名，谁都没辙，就变砖了。

但只要不碰到关键熔丝，还是没啥风险的，在操作之前，仔细确认EFUSE分配信息，就无伤大雅了。

efuse分配信息，其实也不是一成不变的，除了核心分配信息，基本都是随着SDK的而重新分配的，这些细节就只能去翻代码了。

有些efuse存储了全志出厂时的芯片校正信息，比如温度传感器校正参数，TVOUT校正，各种AD，DA，内部RC补偿等等，这些没有文档，只能自己去寻找蛛丝马迹了。

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楼主 #9 2023-07-12 12:50:28

xboot
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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

扩展XFEL，支持V851/V853芯片的EFUSE读写操作

$ xfel extra efuse dump
chipid:(0x0000 128-bits)
    62c07800 cc004820 0145c519 204e1a8c 
brom-conf-try:(0x0010 32-bits)
    00000000 
thermal-sensor:(0x0014 64-bits)
    2291c0f9 007c9279 
ft-zone:(0x001c 128-bits)
    100f1109 13210de2 00278600 00691510 
reserved1:(0x002c 96-bits)
    00000000 00000000 00000000 
write-protect:(0x0038 32-bits)
    00000000 
read-protect:(0x003c 32-bits)
    00000000 
lcjs:(0x0040 32-bits)
    00000000 
reserved2:(0x0044 800-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
    00000000 
rotpk:(0x00a8 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
reserved3:(0x00c8 448-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

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楼主 #10 2023-07-12 15:57:03

xboot
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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

在F133芯片上，烧写ECDSA256 64字节签名文件到EFUSE，偏移为0x00c0区域，也就是2048bit的最后面的512bit，efuse前面的bit有各种隐藏用途，需小心使用，但后面的bit就随便整了。无需担心变砖。

经验证，是可以通过efuse来存储签名文件，并能够验签通过。

1，通过write指令烧写64字节签名文件，烧写到0xc0这个偏移位置

xfel extra efuse write 0x00c0 sign.bin

2，查看烧写好的efuse，发现0xc0偏移，已经储存了签名文件，与sign.bin的内容保持一致

xfel extra efuse dump
chipid:(0x0000 128-bits)
    93005c00 ac004814 01425a4c 1c5318cb 
brom-conf-try:(0x0010 32-bits)
    00000000 
thermal-sensor:(0x0014 64-bits)
    7906c10a 019db011 
ft-zone:(0x001c 128-bits)
    83883119 0ef00f02 2b06111c 87180a0b 
tvout:(0x002c 32-bits)
    00000285 
tvout-gamma:(0x0030 64-bits)
    00000000 00000000 
oem-program:(0x0038 64-bits)
    11223344 55667788 
write-protect:(0x0040 32-bits)
    00000000 
read-protect:(0x0044 32-bits)
    00000000 
reserved1:(0x0048 64-bits)
    00000000 00000000 
huk:(0x0050 192-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
reserved2:(0x0068 64-bits)
    00000000 00000000 
rotpk:(0x0070 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
ssk:(0x0090 256-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 
rssk:(0x00b0 128-bits)
    00000000 00000000 00000000 00000000 
hdcp-hash:(0x00c0 128-bits)
    e133aa93 7aaf3227 14b10f12 06b71c6c 
nv1:(0x00d0 32-bits)
    ef80e46e 
nv2:(0x00d4 32-bits)
    e0ba33d4 
reserved3:(0x00d8 96-bits)
    a6fe6c3c f65c2d60 915ae6c7 
oem-program-secure:(0x00e4 224-bits)
    90ce9b07 94906489 3e39dce8 d06473aa 1dda2501 1f940484 36a770d8

3， 验签，将efuse里的签名读出来，用ECDSA256公钥进行验签，这里是对CPU唯一序列号的SHA256摘要进行验签。经过这样的操作，只要你没有ECDSA256私钥，你是无法生成正确的签名文件的，那么验签就无法通过。当别人想抄板或更换CPU，因序列号变了，且没有正确的签名，就无法启动运行，实现放盗版保护。

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楼主 #11 2023-07-12 16:32:31

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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

上面的验签过程，有两种应用场景，需求不同，思路也会不同。

第一种，自己的产品防盗版，没有升级需求，或者loader没有升级需求，也就是某部分固件，完全不变化，且需防盗版抄袭。
这种需求，你需要将CPU ID + 固件或者loader，两者所有信息进行sha256摘要运算，并用ECDSA256对SHA256的摘要进行签名，存储在EFUSE里。当别人复制产品时，复制了SPI NOR FLASH，复制了EFUSE 签名，因CPU ID不同，也无法正常验签。

第二种，自己是方案商仅出主控芯片，客户自行烧录生产，有固件及各种烧写工具。这种情况要求客户必须从你这里走芯片，而不能从市面上随便购买。
对于这种需求，仅需要对CPU ID 进行SHA256摘要运算，并用ECDSA256对SHA256的摘要进行签名，存储在EFUSE里，烧录好，出给客户就可以了。客户可以随便刷机，升级，但不能随便购买芯片。

当然，固件完整性，固件防逆向，这些需求，可结合坑网之前的讨论的帖子，来实现。

最后一句话，攻防手段千千万，但几千年来，唯一不变的，还是人心，人性。

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楼主 #13 2023-07-12 21:21:58

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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

有厂家提前烧好的区域，比如chipid，thermal-sensor，但这些都还是可见的，全志在启用加密引导功能后，有部分EFUSE就不可见了，读取会直接返回0。

全志SOC，写EFUSE，必须通过SID控制器，通过寄存器操作来写入，但读取EFUSE，有两种方案，一种是比较简单的SRAM映射，直接用MMIO来访问就可以了，这里有个细节需要注意，仅支持word字访问，不支持byte字节访问，还有一种方案，就是用SID控制器来读取。

SRAM映射方案，只有在SOC重启时更新一次，所以，如果新写入了efuse，想不重启来查看的话，就需要用SID控制器来读取。

启用加密模式后，SID控制器访问也会受限，需要用SMC相关指令来访问，具体还没有研究加密后的SID控制器。

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楼主 #14 2023-07-12 21:23:49

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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

当烧写了加密引导，如果所有固件都引导失败了，会自动进入非加密模式的FEL。

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楼主 #16 2023-07-12 21:34:54

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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

要启用加密引导模式，需要将LCJS段里面的某个bit写1,就启用加密引导了，如果这个时候rotpk段还没有写入，那么全志的会引导任何一个加密引导固件，不进行任何校验，但只要写入了rotpk（非全0），就需要校验了。

rotpk，其实就是RSA2048公钥的SHA256摘要，总共256bit，这个在烧写时，必须保留好RSA2048私钥，否则就像锁门并焊死锁孔。

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楼主 #17 2023-07-12 21:38:12

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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

memory 说：

chipid 0状态的bit 可以重写吗？

我觉得应该是可写的，只是还没有这样去操作过，此过程，跟全志芯片出厂时流程一致。之前实验过OEM段，多次写入，0值bit可以再次编程到1。

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楼主 #20 2023-07-12 22:04:21

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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

受影响，我们常用的非加密模式引导头是egon，如果修改成加密引导，那么加密头就需要toc0,这个部分有些差异，toc头信息比egon信息要多一些，能否兼容，这个还没有深入研究，现在只知道，两个头信息不一样的，这些操作都是SBROM里面来实现的，而且全志的BROM有两套，一个是普通的BROM，另一个是SBROM，根据EFUSE配置，自动选择对应的BROM，SBROM也是可以dump出来的。前提是烧写LCJS后，用程序dump出来，FEL模式是无法dump SBROM，fel仅存在与非加密模式

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楼主 #21 2023-07-12 22:22:45

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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

在DUMP EFUSE后，有一个ft-zone字段，一直不能明白ft是啥意思，现在终于搞明白了，原来是final test (FT) stage的缩写，芯片终测后，写入的EFUSE值，总共128bit，具体是干啥的，就不得而知了。

ft-zone:(0x001c 128-bits)
    898f1919 0f760f6c 3108126c 811a0a0e

final test (FT) stage

最近编辑记录 xboot (2023-07-12 22:23:06)

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楼主 #22 2023-07-12 22:43:13

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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

TVOUT efuse是用于设置TVE模块的bias

tvout:(0x002c 32-bits)
    0000028f

1_20230712-2242.png

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楼主 #24 2023-07-12 23:38:29

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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

ubuntu 说：

就是说编程 LCJS 之后，是启动SBROM，否则是启动BROM？

是的，关于rotpk，准确的表达是，全0,全1,或者没个字节都一样时，可以运行加密固件而不需要校验签名。只有每个字节，有一个不同时，才启用校验功能。

额，我发现加密安全引导漏洞了，我仅需将rotpk字段再次烧写为全1,那么就可以引导我自己的加密固件了，这全志的安全引导，真值得商榷。在加密模式只要可以引导自己的加密固件，那么所有的安全都形同虚设。

额，好吧，安全芯片，做好真心不太容易。

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楼主 #26 2023-07-13 13:37:31

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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

zjswuyunbo 说：

@xboot


chipid是efuse,那岂不是所有芯片的chipid都可以被修改成ffffff,那岂不是只要有ffffff设备的密钥或证书,就能全部运行了?

是的，可以这么说，谁要愿意，可以去写一下chip id 看看

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楼主 #27 2023-07-13 15:04:28

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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

我来当小白鼠了，CHIP ID是可以改写的。在T113芯片上测试

先读取出厂的CHIP ID，前4个字节为93406000

$ xfel extra efuse dump
chipid:(0x0000 128-bits)
    93406000 0c004814 01426250 48671b4b

将前4个字节修改为0xffffffff

$ xfel extra efuse write32 0x00 0xffffffff

再次查看芯片的CHIP ID，已经被修改为0xffffffff了。

$ xfel extra efuse dump
chipid:(0x0000 128-bits)
    ffffffff 0c004814 01426250 48671b4b

结论，关于CHIP ID，你真的可以用xfel工具，自己重写一个。如果全志出厂时，CHIP ID全0的话，你是真的可以完美复制出两个一模一样的芯片。
我印象中，当时还在研究D1，手上拿到了一颗F133样片，里面的SID就是全0，当时还很奇怪，为何没有SID呢，原来仅仅是没烧写。

一转眼，距离离研究D1芯片，已经过去2年了， 这该死的时间，也不慢一点。

最近编辑记录 xboot (2023-07-13 15:09:28)

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楼主 #28 2023-07-13 15:25:15

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Re: 深入研究T113 EFUSE，现已扩展XFEL工具，并支持烧写T113熔丝位

翻了一下，当时的《全志D1芯片之终极探索》，尽然记录了这个异常的CHIP ID。算是在两年后给了一个交代。

123_20230713-1523.png

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