可信平臺模塊（TPM）概念介紹

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RPMB（Replay Protected Memory Block）Partition 是 eMMC 中的一個具有安全特性的分區。

eMMC 在寫入數據到 RPMB 時，會校驗數據的合法性，只有指定的 Host 才能夠寫入，同時在讀數據時，也提供了簽名機制，保證 Host 讀取到的數據是 RPMB 內部數據，而不是攻擊者偽造的數據。

RPMB 在實際應用中，通常用于存儲一些有防止非法篡改需求的數據，例如手機上指紋支付相關的公鑰、序列號等。RPMB 可以對寫入操作進行鑒權，但是讀取并不需要鑒權，任何人都可以進行讀取的操作，因此存儲到 RPMB 的數據通常會進行加密后再存儲。

容量大小

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兩個RPMB Partition 的大小是由Extended CSD register 的 BOOT_SIZE_MULT Field 決定，大小的計算公式如下：

Size = 128Kbytes x BOOT_SIZE_MULT

一般情況下，Boot Area Partition 的大小是128KB的倍數，EMMC中默認為 4 MB，即 RPMB_SIZE_MULT 為 32，部分芯片廠家會提供改寫 RPMB_SIZE_MULT 的功能來改變 RPMB Partition 的容量大小。RPMB_SIZE_MULT 最大可以為 128，即 Boot Area Partition 的最大容量大小可以為 128 x 128 KB = 16384 KB = 16 MB。

Replay Protect 原理

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使用 eMMC 的產品，在產線生產時，會為每一個產品生產一個唯一的 256 bits 的 Secure Key，燒寫到 eMMC 的 OTP 區域（只能燒寫一次的區域），同時 Host 在安全區域中（例如：TEE）也會保留該 Secure Key。

在 eMMC 內部，還有一個RPMB Write Counter。RPMB 每進行一次合法的寫入操作時，Write Counter 就會自動加一 。

通過 Secure Key 和 Write Counter 的應用，RMPB 可以實現數據讀取和寫入的 Replay Protect。

RPMB 數據讀取

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1、 Host 向 eMMC 發起讀 RPMB 的請求，同時生成一個 16 bytes 的隨機數，發送給 eMMC。

2、 eMMC 將請求的數據從 RPMB 中讀出，并使用 Secure Key 通過 HMAC SHA-256 算法，計算讀取到的數據和接收到的隨機數拼接到一起后的簽名。然后，eMMC 將讀取到的數據、接收到的隨機數、計算得到的簽名一并發送給 Host。

3、 Host 接收到 RPMB 的數據、隨機數以及簽名后，首先比較隨機數是否與自己發送的一致，如果一致，再用同樣的 Secure Key 通過 HMAC SHA-256 算法對數據和隨機數組合到一起進行簽名，如果簽名與 eMMC 發送的簽名是一致的，那么就可以確定該數據是從 RPMB 中讀取到的正確數據，而不是攻擊者偽造的數據。

通過上述的讀取流程，可以保證 Host 正確的讀取到 RPMB 的數據。

RPMB 數據寫入

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1、Host 按照上面的讀數據流程，讀取 RPMB 的 Write Counter（通過Write Counter來識別數據的有效性）。

2、 Host 將需要寫入的數據和 Write Counter 拼接到一起并計算簽名，然后將數據、Write Counter 以及簽名一并發給 eMMC。

3、eMMC 接收到數據后，先對比 Write Counter 是否與當前的值相同，如果相同那么再對數據和 Write Counter 的組合進行簽名，然后和 Host 發送過來的簽名進行比較，如果簽名相同則鑒權通過，將數據寫入到 RPMB 中。

通過上述的寫入流程，可以保證 RPMB 不會被非法篡改。

注意：UFS中RPMB也采用了和EMMC相同的原理。