文章总结： 本文介绍了OCP安全工作组提出的三种服务器安全启动流程：嵌入式公钥流程将公钥哈希值写入eFuse确保信任根不可篡改但密钥更新困难；密钥清单流程实现签名密钥与硬件信任根解耦，允许通过更新清单而非硬件来管理密钥；带哈希表的清单流程进一步优化，存储公钥哈希值节省空间适合大规模密钥管理。文章还提到汽车ECU采用AES128-CMAC安全启动结合一机一密方案，通过非对称验证建立初始信任后转为对称验证提升启动速度，是安全性与效率的平衡产物。
综合评分： 75
文章分类： IoT安全,安全建设,应用安全,二进制安全,解决方案
三种安全启动流程浅析
谈思实验室
2025年12月21日 00:00
上海
以下文章来源于汽车MCU软件设计
，作者快乐的肌肉
汽车MCU软件设计
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首先了解下OCP是什么。
OCP，全称Open Compute Project，这是一个由Meta、微软、谷歌、英特尔等在2011年发起开源硬件组织，目标是是将开源协作的模式引入硬件领域，打造高效、可扩展的数据中心硬件。
我看的这份文档文档叫做《Hardware Secure Boot》，由OCP安全工作组发布。通篇就解决一个核心问题：如何确保服务器里成千上万个组件加载的固件都是可信、未被篡改的？
这个文档了描述了三种安全启动流程，我们来看看。
01
Embedded Public Key Flow
这种流程最基础也最容易理解，核心思路就是一锤子买卖，全部焊死。
整体流程比较简单，总结下来就是：
- 锚定信任根： 在芯片制造或设备出厂时，将固件签名者的公钥的哈希值写入eFuse中，确保信任根不可篡改。
- 加载与校验： 上电后，BootROM（不可变）从外部存储器加载Image以及其签名对应的公钥到内部SRAM，然后BootROM计算公钥的哈希值，并与eFuse中的基准值进行比对，这一步确保了公钥本身的完整性。
- 签名验证： 如果公钥验证通过，BootROM就使用该公钥去验证Image的数字签名。成功后，信任链建立。
一般来讲，Image通常指的是一级Bootloader，然后用它来继续校验OS、APP，整个系统的信任链就搞定了。
这个流程逻辑清晰，实现简单，但是有个问题，公钥与硬件强绑定，如果要更新或者轮换根密钥，就必须修改eFuse，这不可能实现。
所以就有了该方案的变种。
02
Key Manifest Flow
为了实现签名密钥与硬件信任根的解耦，该规范提出了基于密钥清单的启动流程。
所谓密钥清单就是一个结构体，包含了1把或者多把固件签名公钥以及其他校验所需的信息数据。
这个流程做了一个变化，存到eFuse的Hash变成了给密钥清单签名的公钥Hash。
具体流程如下：
- 信任根锚定： 设备出厂时eFuse存储一个“清单签名公钥”的哈希。
- 验证清单：设备上电后，BootROM首先验证“密钥清单”中公钥Hash，验证通过后再继续验证密钥清单的签名。
- 信任传递： 清单验证通过后，BootROM从清单中提取出本次启动需要使用的“固件签名公钥”。由于清单是可信的，其内部的公钥也可信。
- 固件验证： 后续流程就和第一种类似了，使用提取出的公钥验证引导程序。
这个流程优势就是实现了固件签名密钥和硬件根密钥的解耦，存在efuse的硬件根密钥（Hash）仅用于验证密钥清单，而固件签名密钥的更新、追加或销毁，只需发布一份由根私钥签署的新清单即可，硬件根本不用操心。
03
Manifest with Hash Table Flow
最后一种更神奇，它这图有点问题，先看流程：
密钥清单里装的不再是公钥，而是所有公钥的Hash，前置流程不变，BootRom仍会去校验对这个密钥清单的签名的公钥Hash，以及密钥清单签名，然后再去比较固件签名公钥的Hash，最后再去校验固件的签名。
这样做理论上可以管理更大规模的密钥，因为Hash值所占空间会比公钥要小，特别是RSA这种。
04
小结
为了加快启动速度，很多车上ECU会采用AES128-CMAC的安全启动，而且特别强调的是一机一密。
但我理解这套本质上也是应该是建立在非对称验签通过之上：
首次启动，使用非对称签名验证固件，建立“这个固件来自可信供应商”的身份；然后ECU内部生成一把密钥重新对固件计算MAC值，并存放在受保护区域，后续启动就用该值进行验证。
不过，之前用非对称验证是确保签署者身份和数据完整性，后面用对称验证的方式其实验证了的是设备（ECU）身份和数据完整性，安全模型是不是就悄悄改变了。
仔细想想，好像也没啥问题，估摸着这种启动也是各方平衡的产物。
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本文转载自：谈思实验室 《三种安全启动流程浅析》