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绕过Windows驱动签名限制：让CH340、CP2102等USB转串口设备正常工作

你有没有遇到过这样的场景？

刚插上一个开发板，打开设备管理器却发现它躺在“其他设备”里，名字叫“USB Serial Device”，旁边还挂着一个刺眼的黄色感叹号。你想手动更新驱动，系统却弹出警告：“驱动程序无法验证发布者”——点“仍然安装”？按钮是灰的。

别急，这不是硬件坏了，也不是电脑中毒了。这是现代Windows操作系统在严格执行一项安全策略：所有内核级驱动必须具备有效的数字签名，否则一律不准加载。

而我们常用的那些便宜又好用的USB转串口芯片——比如CH340、老版CP2102、甚至某些PL2303模块——恰恰就卡在这个环节上。

为什么我的串口设备被系统“封杀”了？

安全机制 vs. 开发便利性的冲突

从Windows Vista开始，微软引入了内核模式代码签名（KMCS）机制；到了Windows 8以后，尤其是64位系统，这一规则变得强制执行。简单来说：

如果你的.sys驱动文件没有经过受信任CA签发的数字签名，Windows就不让你加载。

这对普通用户是好事——防止恶意驱动伪装成硬件驱动潜入系统底层，造成蓝屏或后门攻击。但对于嵌入式开发者而言，这就成了实实在在的“拦路虎”。

特别是像南京沁恒的CH340系列，虽然性能稳定、成本低廉、应用广泛，但其官方驱动长期未提交WHQL认证（微软硬件质量实验室认证），导致在默认设置下根本无法安装。

类似的还有早期版本的Silicon Labs CP210x、Prolific PL2303TA等。

驱动签名到底是怎么一回事？

当你插入一个USB设备时，Windows会走一套完整的即插即用（PnP）流程：

1. 识别VID/PID→ 确认这是哪家厂商的什么设备；
2. 查找.inf文件→ 指导如何安装驱动；
3. 提取.sys和.cat文件→.sys是真正的驱动二进制，.cat是包含哈希签名的信息文件；
4. 验证签名链→ 检查这个签名是否能追溯到微软信任的根证书颁发机构（Trusted Root CA）；
5. 决定是否加载→ 成功则创建COM端口，失败则禁用设备。

关键点在于第4步：如果你的驱动是由个人编译、社区魔改、或者厂商未申请WHQL认证发布的，那它的签名就不会被系统认可。

而且，在启用UEFI安全启动（Secure Boot）的机器上，连“测试签名”这条路都会被堵死。

别慌！这里有4种实战解决方案

根据使用场景和技术水平，我们可以选择不同的应对策略。下面由浅入深，逐一拆解。

方案一：临时开启“测试模式”——最快见效的方法

适合人群：个人开发者、调试阶段、快速验证

这个方法的核心思路是告诉Windows：“我知道这驱动没正式签名，但我信它，放行吧。”

具体操作步骤（以管理员身份运行）

# 打开命令提示符（管理员） Win + X → 终端(管理员) # 输入以下命令 bcdedit /set testsigning on

然后重启电脑。

你会发现桌面右下角多了一个水印：“测试模式”。这意味着系统现在允许加载带有“测试签名”的驱动。

接下来回到设备管理器：

• 找到那个带感叹号的设备；
• 右键 → 更新驱动程序 → 浏览我的计算机查找驱动软件；
• 指向你下载的CH340驱动目录（确保里面有.inf和.sys文件）；
• 即使提示“未通过徽标测试”，也可以点击“仍然安装”。

✅ 成功标志：设备变成“USB-SERIAL CH340 (COMx)”，并且可以在串口工具中正常使用。

注意事项

• 这个模式会降低系统安全性，不要用于联网办公机或生产环境；
• 某些Windows更新后可能会自动关闭此模式，需要重新执行命令；
• 若BIOS中启用了Secure Boot，部分主板会阻止测试签名生效（需进BIOS关闭Secure Boot，不推荐）。

方案二：换用已签署的成熟驱动 —— 最稳妥的长期方案

适合人群：项目立项阶段、产品设计、企业部署

与其天天折腾签名问题，不如一开始就选用生态完善、驱动合规的方案。

推荐芯片与驱动组合

下载地址汇总：

• Silicon Labs VCP Drivers
• FTDI Virtual COM Port Driver
• WCH CH343驱动

这些驱动不仅签名完整，还能自动识别多种PID/VID，兼容性强，即插即用。

💡 小技巧：即使你手里的是CH340模块，也可以尝试修改INF文件中的Hardware ID，让它“冒充”CP2102设备，从而强制使用Silicon Labs的已签署驱动。当然，前提是功能兼容。

示例（修改.inf中的Section）：

%SinglePort% = SERIAL, USB\VID_1A86&PID_7523

改为：

%SinglePort% = SERIAL, USB\VID_10C4&PID_EA60 ; 模拟CP210x

然后重新安装即可。不过要注意稳定性风险。

方案三：自己给驱动“盖章”——高级用户的自由之路

适合人群：有定制需求、需要频繁部署私有驱动的团队

如果你手头只有原始驱动源码，或者想为内部设备构建统一可信的签名体系，可以考虑自建测试证书并签署驱动。

实现流程（PowerShell + SignTool）

步骤1：生成自签名证书

$cert = New-SelfSignedCertificate ` -Subject "CN=WCH Test Signing Certificate" ` -Type CodeSigning ` -KeyUsage DigitalSignature ` -Provider "Microsoft Software Key Storage Provider" ` -HashAlgorithm SHA256 ` -CertStoreLocation "Cert:\CurrentUser\My"

执行后会在当前用户的个人证书库中生成一个可用于代码签名的证书。

步骤2：导出公钥证书（用于信任安装）

Export-Certificate -Cert $cert -FilePath "wch-driver.cer"

步骤3：使用SignTool对.sys文件签名

先安装Windows SDK或WDK，获取signtool.exe。

signtool sign /v ^ /s My ^ /n "WCH Test Signing Certificate" ^ /t http://timestamp.digicert.com ^ /fd SHA256 ^ ch341ser.sys

参数说明：
-/s My：从当前用户“个人”证书存储读取；
-/n：指定证书主题名称；
-/t：添加时间戳，避免证书过期失效；
-/fd SHA256：使用SHA256哈希算法（必须）；

步骤4：将证书安装到“受信任的根证书颁发机构”

Import-Certificate -FilePath "wch-driver.cer" -CertStoreLocation "Cert:\LocalMachine\Root"

⚠️ 必须导入到本地计算机的“Root”存储区，否则无效。

步骤5：启用测试签名并安装

依然要执行：

bcdedit /set testsigning on

并重启。

此时再安装驱动，系统就会认为它是“可信”的了。

方案四：企业级批量管理 —— IT运维的正确姿势

适合人群：研发团队、工厂产线、集中管控环境

如果你们公司有几十台开发机都需要连接同类设备，一个个去改设置显然不现实。这时候应该用组策略（Group Policy）统一控制。

方法一：通过组策略编辑器（gpedit.msc）

1. 运行gpedit.msc
2. 导航至：
   计算机配置 → 管理模板 → 系统 → 驱动程序安装
3. 启用策略：
   -“代码签名对于驱动程序安装的要求”
   - 设置为：“忽略” 或 “警告”

📌 效果：允许用户绕过签名警告进行手动安装（但仍需测试签名模式才能加载）。

方法二：注册表批量推送（适用于无Pro版系统的环境）

新建.reg文件内容如下：

Windows Registry Editor Version 5.00 [HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\CI\Policy] "UpgradedSystem"=dword:00000001 "MaxKernelPolicyVersion"=dword:00000001

可通过脚本或域控制器推送到所有目标机器。

❗ 警告：注册表操作有风险，务必提前备份系统或使用SCCM/DSC等专业工具。

此外，建议结合驱动白名单策略，只允许可信驱动加载，兼顾安全与效率。

实战案例：STM32下载器插上去没反应怎么办？

故障现象

• 设备管理器显示“未知USB设备（设备描述符请求失败）”或“USB Serial Device”；
• 更新驱动时报错：“Windows无法验证发布者的合法性”；
• 已确认USB线和开发板供电正常。

排查流程

1. 查看设备属性 → “详细信息” → 选择“硬件ID”；
   - 得到类似VID_1A86&PID_7523→ 确认为CH340；
2. 搜索该VID/PID对应的厂商和芯片；
3. 下载最新版WCH驱动（注意选含测试签名的版本）；
4. 执行bcdedit /set testsigning on并重启；
5. 手动指定驱动路径安装；
6. 观察是否成功生成COM端口；
7. 使用串口助手（如SSCOM、Tera Term）测试通信。

✅ 解决！

设计建议：从源头规避签名问题

作为硬件工程师，在做产品设计时就可以避免后续麻烦：

长远来看，推动国产芯片厂商完成WHQL认证，也是整个生态走向成熟的必经之路。

写在最后：技术自由与系统安全的平衡

我们绕过签名限制，并非为了对抗系统安全机制，而是为了在可控环境下恢复必要的开发能力。

正如一把钥匙既能开门也能撬锁，技术本身没有对错，关键在于使用场景。

所以请记住：

✅ 在实验室里，你可以大胆启用测试签名来调试设备；
❌ 但绝不应在公网服务器或客户终端上这样做。

最好的解决方式永远是从根源入手：选用合规芯片、使用认证驱动、建立可信发布流程。

当你不再需要“破解”就能让设备即插即用时，才是真正实现了工程上的优雅。

如果你也在用CH340踩过坑，或者有更好的解决方案，欢迎在评论区分享交流！