雙區(qū)域代碼安全模塊（Dual Code Security Module），通常簡稱為DCSM，是一種用于增強(qiáng)微控制器（MCU）代碼安全性的設(shè)計(jì)。

雙區(qū)域代碼安全模塊的設(shè)計(jì)提供了將關(guān)鍵程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在隔離的內(nèi)存部分的功能，防止未經(jīng)授權(quán)讀取或修改專有代碼。該功能通過將內(nèi)部存儲(chǔ)劃分為兩個(gè)獨(dú)立區(qū)域（區(qū)域一和區(qū)域二）并分別配置其信息來控制片上資源的訪問權(quán)限。每個(gè)區(qū)域可設(shè)置獨(dú)立的128位解鎖密鑰，可將片上資源的安全級(jí)別進(jìn)行分級(jí)：在訪問較低安全級(jí)別的資源時(shí)，芯片可保持對(duì)較高安全級(jí)別資源的加密保護(hù)。

該技術(shù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的芯片安全級(jí)別如表1所示。雙區(qū)域的設(shè)計(jì)，表示對(duì)于任何一個(gè)區(qū)域來說，另一個(gè)區(qū)域和未被配置為安全區(qū)的區(qū)域皆為“安全區(qū)外”。每個(gè)區(qū)域歸屬于一個(gè)用戶，用戶可以為各自的區(qū)域分配存儲(chǔ)區(qū)域，并通過在USER OTP中對(duì)相應(yīng)地址進(jìn)行編程來配置每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域的安全設(shè)置。兩個(gè)獨(dú)立的區(qū)域保證了兩位用戶可以在同一器件上編寫各自的專有代碼，而且保證了其專有代碼的秘密性，防止對(duì)方或其他潛在黑客對(duì)代碼進(jìn)行攻擊。

表1芯片安全級(jí)別 以中科本原FDM320R0049芯片為例，該芯片中可配置為安全區(qū)域的資源包括Flash和LS0-LS7 RAM。用戶可在Flash的USER OTP中將上述資源（包括Flash中的32各扇區(qū)和LS0-LS7 RAM共40個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域）配置為區(qū)域一或區(qū)域二的安全資源。用戶可選擇將配置為安全資源的存儲(chǔ)區(qū)域的訪問權(quán)限設(shè)置為“僅執(zhí)行”，此狀態(tài)將禁用對(duì)該存儲(chǔ)區(qū)域的讀寫訪問，僅允許執(zhí)行CPU的取指訪問。同時(shí)USER OTP中還可配置密碼鎖，CRC鎖和JTAG鎖，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)各區(qū)域128位密碼的保護(hù)，對(duì)安全區(qū)域資源CRC功能執(zhí)行的禁用和對(duì)整個(gè)芯片JTAG功能的禁用。

圖1 DCSM與核和外設(shè)交互

用戶通過總線向DCSM輸入128位密鑰，該密鑰與其中存放的128位密碼比較，產(chǎn)生解鎖結(jié)果。該結(jié)果結(jié)合Flash各扇區(qū)和RAM各塊的從屬配置信息產(chǎn)生各存儲(chǔ)區(qū)域最終的從屬狀態(tài)、僅執(zhí)行保護(hù)狀態(tài)和不可訪問狀態(tài)，同時(shí)不可訪問的狀態(tài)信息將發(fā)送給Flash和RAM。

CPU向DCSM發(fā)送讀寫訪問地址，經(jīng)過地址判斷，結(jié)合區(qū)域配置信息產(chǎn)生該訪問地址從屬于區(qū)域一或區(qū)域二或非安全區(qū)的結(jié)果。該結(jié)果結(jié)合區(qū)域解鎖狀態(tài)產(chǎn)生訪問是否可以執(zhí)行的判斷。最終DCSM將訪問使能結(jié)果返回CPU。CLA的訪問使能同CPU一樣，就不再贅述。

雙區(qū)域代碼安全架構(gòu)提供的安全級(jí)別能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)訪問權(quán)限的分級(jí)管理，提高了芯片的數(shù)據(jù)安全性和可用性，通過合理配置和使用DCSM，開發(fā)者可以有效保護(hù)其知識(shí)產(chǎn)權(quán)，防止未授權(quán)的代碼訪問和篡改。如圖2，在工業(yè)控制領(lǐng)域，DCSM可以用于保護(hù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的專有算法和關(guān)鍵操作程序：通過將控制邏輯劃分為兩個(gè)獨(dú)立的安全區(qū)域，可以將安全關(guān)鍵的控制代碼和非安全關(guān)鍵的維護(hù)代碼分別存儲(chǔ)在不同的安全區(qū)域中，并使用兩套獨(dú)立的密碼進(jìn)行保護(hù)，確保只有授權(quán)的工程師能夠訪問和修改控制邏輯。這樣可以有效防止未授權(quán)的訪問和潛在的工業(yè)間諜活動(dòng)，同時(shí)也便于軟件的維護(hù)和升級(jí)。

圖2 DCSM對(duì)資源分區(qū)域管理示例