嵌入式设备遍布工业控制、智能家居、汽车电子等关键领域，其固件的安全性直接关系到设备功能与用户安全。某智能摄像头厂商因未对固件实施代码签名，导致黑客篡改固件植入监听程序，波及百万用户；某工业机器人因固件被恶意替换，引发生产线误操作造成重大损失。代码签名技术通过为固件赋予“数字指纹”，成为抵御篡改与替换的核心手段，其在嵌入式场景的应用需兼顾硬件资源约束与安全强度，构建从开发到部署的全链路防护。
固件完整性验证：从 “被动检测” 到 “主动防御”。嵌入式设备的固件在传输、存储、升级过程中易被篡改，代码签名通过哈希算法生成固件唯一摘要，再用私钥加密形成数字签名。设备启动或升级时，内置的验证程序会用公钥解密签名，与当前固件的哈希值比对，不一致则拒绝运行。某智能家居厂商的实践显示，该机制使固件篡改拦截率达到 100%，成功阻止了通过钓鱼链接传播的恶意固件。针对资源受限的低端设备（如传感器），可采用轻量化算法（如 SHA-256），在保证安全的同时将验证耗时控制在 100 毫秒内，避免影响设备启动速度。
硬件级密钥存储：杜绝私钥泄露的“最后防线”。嵌入式设备的代码签名私钥若泄露，黑客可伪造合法签名植入恶意固件。针对这一风险，需将私钥存储在设备的硬件安全模块中，实现物理隔离与防导出。对于无硬件安全模块的低成本设备，可采用 “密钥分片存储” 策略 —— 将私钥拆分为多部分，分别存入 CPU 寄存器、闪存加密分区与外部加密芯片，需多组件协同才能完成签名，某智能门锁厂商通过该方式，将私钥泄露风险降低 90% 以上。
分级签名机制：适配嵌入式设备的“多样化场景”。嵌入式设备类型繁杂（从微型传感器到工业控制器），需根据设备重要性实施分级签名。对核心设备（如医疗仪器、核电站控制器），采用双签名机制 —— 固件需同时通过厂商根证书与设备型号证书签名，验证时二者缺一不可。对非核心设备（如智能灯泡），可采用单签名 + 定期校验模式，在保证基础安全的同时降低资源消耗。
升级流程防护：堵住 “动态更新” 中的漏洞。固件升级是嵌入式设备的高风险环节，黑客常通过劫持升级包实施替换攻击。代码签名需贯穿升级全流程：升级包在服务器端签名，传输过程中用 TLS 加密，设备端验证签名通过后才写入闪存。对于支持 OTA（空中下载）升级的设备，需在 bootloader 中固化公钥，确保即使主系统被篡改，仍能验证新固件的合法性，某无人机厂商通过该设计，成功抵御了针对 OTA 通道的定向攻击。
供应链防护：从 “源头” 保障固件纯净。嵌入式设备的固件开发常涉及多方协作（芯片厂商、方案商、整机厂），任一环节的疏漏都可能导致固件被污染。代码签名需延伸至供应链上游：芯片厂商为底层驱动签名，方案商集成时验证驱动签名，整机厂最终签名固件，形成 “链式信任”。同时，需建立签名日志审计系统，记录所有签名操作（包括签名者、时间、固件版本），某汽车 Tier1 供应商通过分析签名日志，追溯到一起内部员工误签测试固件的事件，挽回潜在损失超千万元。
嵌入式设备的代码签名，本质是在“有限资源” 与 “极高安全需求” 之间找到平衡。它不仅是技术手段，更是一套贯穿设备全生命周期的安全规范 —— 从芯片设计阶段的密钥规划，到固件开发时的签名集成，再到设备运行中的验证执行，每个环节都需紧密衔接。随着嵌入式设备联网率的提升，固件安全将直接影响整个物联网生态的可信性，而代码签名作为防御篡改与替换的 “第一道防线”，其价值将在数字化浪潮中愈发凸显。对企业而言，在嵌入式设备中落地代码签名，既是应对安全威胁的必然选择，也是赢得用户信任的核心竞争力。