在物聯網（IoT）時代，無線通信在日常生活中越來越普及。在物聯網設備領域，ESP32是一種流行的低成本片上系統（SoC）微控制器，內置了EspressifSystems的混合WiFi和藍牙芯片。由于其穩健的設計和超低的功耗，它在物聯網應用中變得如此流行。但是當我們談論物聯網應用時，我們會想到物聯網的安全性，即數據安全和安全連接。ESP32支持基于X.509證書的HTTPs、IoT云（AWS-IoT、Azure、GoogleFirebase）的相互身份驗證等）身份驗證和數據通信。在Internet上，ESP32還為我們提供了存儲數據到FLASH存儲器和引導扇區的數據安全性，以防止數據被盜。今天我們來聊聊ESP32的安全特性，主要和Boot扇區有關。ESP32的兩個主要安全功能稱為安全啟動和閃存安全，也稱為閃存加密。

ESP32中有哪些eFUSE模塊？

ESP32有一個1024位一次性可編程（OTP）內存塊。此OTP內存塊分為4塊，每塊256位。

這些內存塊存儲閃存加密和安全啟動的密鑰。由于OTP內存塊，沒有軟件可以讀取這些內存塊。只有一個ESP32硬件可以讀取和驗證安全功能。

什么是Flash加密？如何在ESP32上啟用它？

ESP32FlashEncryption是EspressifSystem的ESP-IDF為ESP32提供的一項安全功能，用于保護閃存。Flash加密是對ESP32的SPI閃存的內容進行加密，啟用該功能后，默認加密以下類型的數據：

固件引導加載程序

分區表

“app”類型分區或應用程序分區

分區表中任何標有“已加密”標志的分區也會被加密。

在ESP-IDF項目中，用戶可以通過項目配置輕松啟用Flash加密

idf.py菜單配置

打開ESP32項目配置菜單后，現在導航到

“安全功能”--〉

“啟動時啟用閃存加密”--〉

“啟用使用模式（開發（非安全））”/“啟用使用模式（發布）”

在Flash加密中，有兩種模式：

開發模式：該模式下，ESP32閃存分區全部加密并開放修改，也可通過UART讀取閃存。

發布模式：此模式特別推薦用于制造和生產階段。在此模式下，UART/JTAG對閃存的讀取完全被阻止，新固件只能通過無線（OTA）更新。

啟用閃存加密后，當前代碼的二進制文件以純文本文件的形式閃存到ESP32的內存中。但是刷機過程完成后，ESP32第一次啟動時，設備本身使用刷機時存儲在eFUSE-BLK1中的AES刷機加密密鑰，對每一個上面提到的分區進行了加密。。加密分區后，ESP32設備會自行重啟并使用編程邏輯進行處理。

當ESP32的執行單元嘗試讀取時，ESP32的flash執行過程會解密flash存儲器數據，而對于寫入過程，flash執行過程會在寫入flash存儲器之前對數據進行加密。

什么是安全啟動？如何在ESP32上啟用它？

ESP32Secure-boot是一項安全功能，可為在ESP32硬件上運行正確的應用程序提供安全保障。啟用安全啟動后，在使用基于RSA-3072的安全啟動的簽名密鑰加載之前，會驗證每個閃存的二進制文件［軟件引導加載程序和應用程序固件］。我們可以將Secure-boot稱為“ESP32的守護者”。

為了啟用Flash加密，在相同的步驟中，我們可以從項目menuconfig啟用Secure-boot。

“安全功能”-〉

“在引導加載程序中啟用硬件安全啟動”

安全啟動如何工作？

當ESP32設備啟動時，ESP32硬件的受信任ROM或者我們所說的第一階段引導加載程序在軟件引導加載程序上使用基于RSA-3072的安全引導密鑰運行驗證，然后軟件引導加載程序使用相同的簽名密鑰驗證應用程序固件和啟動應用程序。

結論

ESP32帶有一個安全環境［Secure-boot&Flash-Encryption］，我們需要在刷新代碼時啟用它。為了提高安全性，我們需要同時啟用它們。