2019-2020信息安全系统设计基础 20175306 20175309 20175326 实验二 固件程序设计

2019-2020-1 20175306 20175309 20175326 实验二 固件程序设计

实验步骤

1-MDK

• 参考云班课资源中“信息安全系统实验箱指导书.pdf”第一章，1.1-1.5安装MDK，JLink驱动，注意，要用系统管理员身份运行uVision4，破解MDK（破解程序中target必定选ARM）
  File->License Management...->复制CID码->粘贴并选择“ARM”后再复制产生的LIC->将其粘贴回License Management的LIC框中->破解成功

• 提交破解程序中产生LIC的截图：
  

• 提交破解成功的截图
  

• 注意必定要用管理员身份运行uVision4，否则真的会失败！！！认真看好老师的任务细节！！

  2-LED

• 参考云班课资源中“信息安全系统实验箱指导书.pdf “第一章，1.4” KEIL-MDK 中添加 Z32 SC-000 芯片库，提交安装截图
  

• 参考云班课资源中“信息安全系统实验箱指导书.pdf “第一章，1.9”完成LED实验，注意“打开Z32的电源开关前，按住Reboot按键不放，两次打开电源开关，Z32便可被电脑识别，进行下载调试。提交运行结果截图
  

- 代码分析

主函数：

-SystemInit ()
系统初始化；

• if(0 == GPIO_GetVal(0))
  {
  BtApiBack(0x55555555, 0xAAAAAAAA);
  }
  判断按键，返回 boot 条件，确认是否进行程序下载；

• GPIO_PuPdSel(0,0);
  GPIO_InOutSet(0,0);
  设置 GPIO0 状态为上拉输出；

• while(1)
  {
  delay(100);
  GPIO_SetVal(0,0); //输出低电平，点亮 LED
  delay(100);
  GPIO_SetVal(0,1); //输出高电平，熄灭 LED
  }
  进入循环程序， LED 灯间隔 100ms 闪烁。

  3-UART

• 参考云班课资源中“信息安全系统实验箱指导书.pdf “第一章，1.4” KEIL-MDK 中添加 Z32 SC-000 芯片库，提交安装截图
  

• 参考云班课资源中“信息安全系统实验箱指导书.pdf “第一章，1.0”完成UART发送与中断接收实验，注意“打开Z32的电源开关前，按住Reboot按键不放，两次打开电源开关，Z32便可被电脑识别，进行下载调试。提交运行结果截图
  

- 代码分析

• void UART_Irq Service(void) 是进行串口中断服务；

• void UART_BrpSet(UINT16 set)是进行波特率设置；

• void UART_Init(void) 是进行串口初始化；

• void UART_SendByte(UINT8 dat) 是用于发送单字节；

• void UART_SendString(UINT8 * str) 是用于发送字符串；

• void uart_SendString(UINT8 buf[],length) 是用于发送某一长度的字符串；

• void UART_SendNum(INT32 num) 是用于发送单个十进制整数；

• void UART_SendHex(UINT8 dat) 是用于发送单个十六进制整数；

• UINT8 UART_GetByte(*data) 是用于接收单字节；

• void UART_Receive(UINT8 *receive, len) 是用于接收多字节；

  4-国密算法

• SM3杂凑算法：

SM3密码杂凑（哈希、散列）算法适用于商用密码应用中的数字签名和验证，消息认证码的生成与验证以及随机数的生成，可知足多种密码应用的安全需求。
对应MD5算法
运行截图

• SM4对称算法：

此算法采用非线性迭代结构，是一个分组算法，用于无线局域网产品。该算法的分组长度为128比特，密钥长度为128比特。
对应3DES算法
运行截图

• 代码来源:>https://blog.csdn.net/andylau00j/article/details/54427395
• 咱们又查找了一些关于这两个算法的其余资料

• SM3算法有消息填充、分块、迭代压缩三个步骤：
  

• SM4

1.基本运算：SM4密码算法使用模2加和循环移位做为基本运算。

2.基本密码部件：SM4密码算法使用了S盒、非线性变换τ、线性变换部件L、合成变换T基本密码部件。

3.轮函数：SM4密码算法采用对基本轮函数进行迭代的结构。利用上述基本密码部件，即可构成轮函数。SM4密码算法的轮函数是一种以字为处理单位的密码函数。

4.加密算法：SM4密码算法是一个分组算法。数据分组长度为128比特，密钥长度为128比特。加密算法采用32轮迭代结构，每轮使用一个轮密钥。

5.解密算法：SM4密码算法是对合运算，所以解密算法与加密算法的结构相同，只是轮密铝的使用顺序相反，解密轮密钥是加密轮密钥的逆序。

6.密钥扩展算法：SM4密码算法使用128位的加密密钥，并采用32轮法代加密结构，每一轮加密使用一个32位的轮密钥，共使用32个轮密钥。所以须要使用密钥扩展算法，从加密密钥产生出32个轮密钥。

7.SM4的安全性：SM4密码算法通过我国专业密码机构的充分分析测试，能够抵抗差分攻击、线性攻击等现有攻击，所以是安全的。

5-SM1

• 参考云班课资源中“信息安全系统实验箱指导书.pdf “第一章，1.4” KEIL-MDK 中添加 Z32 SC-000 芯片库，提交安装截图
  

• 参考云班课资源中“信息安全系统实验箱指导书.pdf “第一章，1.16”完成SM1加密实验，注意“打开Z32的电源开关前，按住Reboot按键不放，两次打开电源开关，Z32便可被电脑识别，进行下载调试。提交运行结果截图

• 链接与下载成功
  

• 剩下的步骤将用图片一张一张演示

按照提示插入SLE4428 IC卡；

按A键进行校验，校验成功后选择加密和解密；

按1选择加密，再按A确认加密，在串口助手上能够看到观察明文、秘钥和密文；

再按A键，将加密数据存入IC卡中；

按2选择解密，选择正确秘钥后，再按A键确认解密，串口助手上能够看到解密后的信息；

再按A键返回菜单。

- 代码分析

主函数：

• 系统初始化；
• 判断按键，返回 boot 条件；

• 初始化IC卡插入检测IO口GPIO6；
  B：

• 按下A键，显示屏第一行“加密解试验”，第2、三行分别示“ 1. 加密”“ 2. 解密”两个选项。
  加密：

• SM1初始化；
• 进行SM1加密；

• 关闭SM1加密安全模块；
  解密：

• SM1初始化；
• 进行SM1解密；

• 关闭SM1加密安全模块；

  实验体会：因为本次实验是第二次实验，因此小组成员更有默契，配合起来也驾轻就熟，在作实验的过程当中也分工明确，可让咱们更快更好的完成实验。可是仍是遇到了一些问题，首先就是试验箱等硬件问题，都经过更换和调试解决。其次就是在使用软件进行编译实验等问题，注意在使用软件时要用管理员身份运行。最后经过咱们共同的努力顺利完成本次实验！！！