无线网显示密码错误 无线通信系统波形文件加载的安全策略

原标题：无线通信系统波形文件加载的安全策略

软件定义技术（SDR）是在指定的硬件平台上通过软件重构技术来实现不同的通信标准的技术。SDR 强调以商用化、开放性的硬件设计为通用平台，尽可能地用可升级、可重配的组件来实现各种功能 。

波形文件的加载是 SDR 在软件方面的重要体现和重要组成部分，它支持了 SDR 的多业务能力、性能提升能力以及通信设备的未来扩展能力等复杂要求。在军用和民用通信领域，波形的动态加载技术应用非常广泛。近年来，针对通信设备的安全攻击也愈加频繁。提升波形加载的安全性、防止非授权修改等，成为无线通信产品设计与开发时的一个重要研究方向。

波形技术是对数字信息进行调制 / 解调的技术集合。波形文件是波形技术实现的目标文件。本文将以 vxworks 操作系统作为通用处理器的基础软件环境，以 FPGA 目标文件、DSP 目标文件以及 GPP 目标文件组成的波形文件为目标，通过分析一般波形加载流程及其面临的安全风险，提出一种基于无线通信系统的波形文件加载技术的安全策略，以提升无线通信系统的安全性和可靠性。

1 波形文件加载的现状及安全风险

1.1 硬件平台

本 文 采 用 以 GPP 通 用 处 理器、FPGA 芯 片、 DSP 芯片为基础环境的硬件架构，如图 1 所示。

系统上电后，利用电路的配置使 DSP 芯片处于主机加载模式（HPI 接口）；GPP 通用处理器通过 HPI 接口加载 DSP 芯片执行程序，通过串行加载接口加载 FPGA 芯片执行代码。图 1 中，GPP 通用处理器与 FPGA 芯片之间采用并行接口连接， GPP 通用处理器与 DSP 芯片之间通过 HPI 接口连接， DSP 芯片与 FPGA 芯片之间采用并行接口连接。

1.2 波形文件加载的现状

波形文件加载程序是基于 vxworks 操作系统的一组程序，作用是加载存储于 vxworks 文件系统的波形文件的一组应用或者系统程序。波形加载的一般流程是：加载程序分别读取并加载 FPGA 目标文件、DSP 目标文件、GPP 目标文件。

相比 FPGA 和 GPP 的加载，DSP 目标文件加载的显著特征是：加载 DSP 目标文件前必须加载 DSP bootloader 程序。DSP 目标文件的加载过程，如图 2 所示。

DSP 系 统 的 bootloader 是 指 在 系 统 上 电 时， DSP 将一段存储在外部的非易失性存储器中的代码搬移到内部的高速存储单元中执行 。因此，DSP bootloader 程序对于 DSP 程序的正常运行和再次加 载是极其重要的，是 DSP 目标文件加载、运行的前提。

DSP 目标文件的加载采用的是主机加载模式。当加载程序完成所有代码和数据的写入后，加载程序将产生一个主机中断（HPI），然后 DSP 开始执行已加载的程序 。

在众多的实际目标系统设计过程中，因为功能、性能以及经济性等的考虑，设计人员未采用上述典型的三种类型目标芯片的硬件设计。但在软件设计上，波形加载的一般过程与上述流程基本一致。

1.3 波形文件加载面临的安全风险

在未对 vxworks 操作系统进行安全强化的前提下，波形文件加载的一般流程可能带来的安全风险有：

（1）非授权访问：通过访问 vxworks 文件系统进行非授权篡改；加载过程无法保证波形文件的正确性，即波形文件可能会被替换为其他非法的但格式正确的文件；

（2）文件系统损坏或者存储单元物理损坏极有可能导致波形文件的损坏；

（3）DSP 芯片加载并运行 bootloader 后，波形文件加载程序无法获取其运行状态，增加了 DSP 运行的不确定性。

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