Exp2_固件程序設計 20165226_20165310_20165315

時間  2019-11-07
標籤 exp2 exp 固件 程序設計 欄目 軟件設計 简体版
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Exp2_固件程序設計 20165226_20165310_20165315

  • Exp2_1 MDK

    • 實驗內容

    1. 注意不經老師容許不許燒寫本身修改的代碼
    2. 兩人（個別三人）一組
    3. 參考雲班課資源中「信息安全系統實驗箱指導書.pdf 「第一章，1.1-1.5安裝MDK，JLink驅動，注意，要用系統管理員身分運行uVision4，破解MDK（破解程序中target必定選ARM）
    4. 提交破解程序中產生LIC的截圖
    5. 提交破解成功的截圖

    • 實驗截圖

      一、安裝MDK算法

      二、安裝Jlink安全

      LIN

      三、進行破解函數

      解

      解

      解

  • Exp2_2 LED

    • 實驗內容

      1. 注意不經老師容許不許燒寫本身修改的代碼
      2. 參考雲班課資源中「信息安全系統實驗箱指導書.pdf 「第一章，1.4」 KEIL-MDK 中添加 Z32 SC-000 芯片庫，提交安裝截圖
      3. 參考雲班課資源中「信息安全系統實驗箱指導書.pdf 「第一章，1.9」完成LED實驗，注意「打開Z32的電源開關前，按住Reboot按鍵不放，兩次打開電源開關，Z32便可被電腦識別，進行下載調試。提交運行結果截圖
      4. 實驗報告中分析代碼

    • 實驗目的

      一、學習GPIO原理學習

      二、掌握Z32安全模塊驅動LED的工程原理測試

      三、學習GPIO原理，閱讀《ARM cortex-m0權威手冊》，參考Z32HUA_DEMO工程函數庫，經過設置GPIO0來控制核心板上L2燈的亮滅。加密

    • 程序分析

      主函數代碼的執行過程爲：
      1) 系統初始化，中斷設置使能全部；
      2) 判斷按鍵，返回 boot 條件，確認是否進行程序下載；
      3) 設置 GPIO0 狀態爲上拉輸出；
      4) 進入循環程序， LED 燈間隔 100ms 閃爍。設計

    • 程序代碼

      int main(void)
{
    //系統中斷向量設置，使能全部中斷
SystemInit ();
//返回boot條件
 if(0 == GPIO_GetVal(0))
{
    BtApiBack(0x55555555, 0xAAAAAAAA);
}
GPIO_PuPdSel(0,0); //設置 GPIO0 爲上拉
GPIO_InOutSet(0,0); //設置 GPIO0爲輸出
while(1) 
{
delay(100);
GPIO_SetVal(0,0); // 輸出低電平，點亮 LEDLED
delay(100);
GPIO_SetVal(0,1); // 輸出高電平，熄滅 LEDLED
}
}
//延時函數，當系統時鐘爲內部OSC時鐘時，延時1ms
void delay(int ms)
{
    int i;
while(ms--)
{
    for(i=0;i<950;i++)
}
}

    • 運行截圖3d

      一、設備鏈接調試

      信圖片_2018103116190

      二、實驗箱LED閃爍code

      信圖片_2018103116190

      信圖片_2018103116184

  • Exp2_3 UART

    • 實驗內容

      1. 注意不經老師容許不許燒寫本身修改的代碼
      2. 參考雲班課資源中「信息安全系統實驗箱指導書.pdf 「第一章，1.4」 KEIL-MDK 中添加 Z32 SC-000 芯片庫，提交安裝截圖
      3. 參考雲班課資源中「信息安全系統實驗箱指導書.pdf 「第一章，1.0」完成UART發送與中斷接收實驗，注意「打開Z32的電源開關前，按住Reboot按鍵不放，兩次打開電源開關，Z32便可被電腦識別，進行下載調試。提交運行結果截圖
      4. 實驗報告中分析代碼

    • 實驗目的

      一、學習串口通訊原理

      二、掌握 SP3232 芯片的使用方法

      三、掌握 Z32 的串行口工做原理

    • 程序步驟

      1. 打開「exp2\UART發送與中斷接收」目錄下的Z32HUA.uvproj工程文件。 編譯工程，產生後綴名爲.bin 的可執行代碼。
      2. 下載程序 將實驗箱接入電源，用 USB 公對公線將實驗箱的 USB 接口鏈接到電腦的 USB 接口上，在電腦上找到「exp2\軟件資料\串口調試助手」目錄,打開「sscom42.exe」,即串口助手。打開 Z32 的電源開關前， 按住 Reboot按鍵不放，兩次打開電源開關，Z32 便可被電腦識別，進行下 載調試。當左邊框出現「1 設備已鏈接」，設備選擇中顯示芯片型號，打開「exp2/UART 發送與中斷接收\bin\Z32HUA.bin」，點擊下載。左邊狀態提示框更新顯示「程序下載成功！」
      3. 用 9 針串口線將 Z32 模塊的串口與電腦 USB 接口鏈接。 在電腦上打開串口助手，選擇對應的串口號，設置波特率爲 115200， 偶校驗（Even），選中「發送新行」，而後打開串口。若是串口號未知的狀況下，能夠查看串口鏈接線所佔用的 PC 端口。方法如 下（以 Windows 7 系統爲例）：控制面板——設備管理器——端口，查看該 串口線所佔用的PC端口。
      4. 關閉 Z32 電源開關，再打開，程序自動運行，能夠在串口調試助手看到以下 實驗現象：顯示「A Welcome to Z32HUA! 1234567890 0xAA」，證實 PC 機 串口已經接收到 Z32 串口發送來的信息。
      5. 在串口調試助手的字符串輸入框輸入字符串「abcdefgh」，而後點擊發 送按鈕。 這時，能夠看到串口調試助手接收到發送輸入的字符串「abcdefgh」， 並顯示在串口助手上。

    • 實驗截圖

      信圖片_2018103117073

  • Exp2_4 國密算法

    • 實驗內容

      1. 網上搜集國密算法標準SM1,SM2,SM3,SM4
      2. 網上找一下相應的代碼和標準測試代碼，在Ubuntu中分別用gcc和gcc-arm編譯
      3. 四個算法的用途？
      4. 《密碼學》課程中分別有哪些對應的算法？
      5. 提交2，3兩個問題的答案
      6. 提交在Ubuntu中運行國密算法測試程序的截圖

    • 算法簡介

      （一）、算法用途

      一、SM1對稱分組算法
      用途：芯片、智能IC卡、智能密碼鑰匙、加密卡、加密機等安全產品，普遍應用於電子政務、電子商務及國民經濟的各個應用領域（包括國家政務通、警務通等重要領域）。
      密碼學對應算法：DES，AES
      二、SM2橢圓曲線公鑰密碼算法
      用途：密鑰管理，數字簽名，電子商務，PKI，信息及身份認證等信息安全應用領域
      密碼學對應算法：ECC橢圓曲線算法
      三、SM3雜湊算法
      用途：商用密碼應用中的數字簽名和驗證，消息認證碼的生成與驗證以及隨機數的生成。
      密碼學對應算法：SHA-1，SHA-3，MD5
      四、SM4對稱分組算法

      ​ 用途：無線局域網產品。

      （二）、密碼學對應算法

      ​ 密碼學對應算法：DES，AES

    • 運行結果

      信圖片_2018103118043

  • Exp2_5 SM1

    • 實驗內容

      1. 注意不經老師容許不許燒寫本身修改的代碼
      2. 參考雲班課資源中「信息安全系統實驗箱指導書.pdf 「第一章，1.4」 KEIL-MDK 中添加 Z32 SC-000 芯片庫，提交安裝截圖
      3. 參考雲班課資源中「信息安全系統實驗箱指導書.pdf 「第一章，1.16」完成SM1加密實驗，注意「打開Z32的電源開關前，按住Reboot按鍵不放，兩次打開電源開關，Z32便可被電腦識別，進行下載調試。提交運行結果截圖
      4. 實驗報告中分析代碼

    • 實驗目的

      一、學習 SM1 加解密算法原理

      二、掌握 SM1 加、解密算法用法

    • 程序代碼

      UINT8
jiamiqian[16]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x
04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0A,0x 
0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0F}; 
UINT8 
jiamimiyue[16]={0x00,0x01,0x02,0x03,0
x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0A, 
0x0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0F}; 
UINT8 
jiamihou[16];  
UINT8 
jiemiqian[16],jiemimiyue[16],jiemihou
[16]; 
UINT8 
cuowumiyue[16]={0x00,0x00,0x00,0x00,0
x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 
,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; 
UINT8 
UserCode[5];
UINT8 C;   
int main(void) 
{  
/*********************此段代碼勿動***
********************/  
//系統中斷向量設置，使能全部中斷  
SystemInit ();     
// 返回 boot 條件 
if(0 == GPIO_GetVal(0)) 
{   
BtApiBack(0x55555555, 0xAAAAAAAA);  
} 
/*********************此段代碼勿動***********************/     
/*初始化 IC 卡插入檢測 IO 口 GPIO6*/ 
GPIO_Config(6);    
PIO_PuPdSel(6,0); //上拉  
GPIO_InOutSet(6,1); //輸入      
 UART_Init();  
 lcd_init();  
 KEY_Init();  
 lcd_pos(0,0);//定位第一行  
 lcd_string("SLE4428 實驗！");  

A: while(1){   
lcd_pos(1,0);//定位第二行   
lcd_string("請插入 IC 卡.  ");   
delay(1000); 
   if(GPIO_GetVal(6)==0) 
   break;      
   lcd_pos(1,0);//定位第二行   
   lcd_string("請插入 IC 卡.. ");   
   delay(1000);   
   if(GPIO_GetVal(6)==0) 
   break;      
   lcd_pos(1,0);//定位第二行   
   lcd_string("請插入 IC 卡...");   
   delay(1000);   
   if(GPIO_GetVal(6)==0) 
   break;     
}  
 if(SLE4428_InitAndRST(2)!=0xFFFFFFFF
 )  
 //收到 ATR  
 {   
 lcd_pos(1,0);//定位第二行   
 lcd_string("已插入 SLE4428");  }  
 else  
 {   
 lcd_pos(1,0);//定位第二行   
 lcd_string("卡不正確     ");   
 SLE4428_Deactivation(); 
 //下電，去激活   
 delay(1000);   
 goto A;   
 }  
 lcd_pos(2,0);//定位第三行  
 lcd_string("用戶代碼爲：");  
 SLE4428_ReadData(0x15,UserCode,6); 
 //讀取用戶代碼  
 lcd_pos(3,0);//定位第四行  
 for(UINT8 i=0;i<6;i++) 

  lcd_Hex(UserCode[i]) ;  
 while(KEY_ReadValue()!='A'); 
 //等待 A 鍵按下  
 lcd_wcmd(0x01);
 //清屏    
 lcd_pos(0,0);//定位第一行  
 lcd_string("按-A 鍵校驗密碼");  
 lcd_pos(1,0);//定位第二行  
 lcd_string("校驗 0xFF,0xFF");  
 while(KEY_ReadValue()!='A'); 
 //等待 A 鍵按下  
 lcd_pos(2,0);//定位第三行  
 if(SLE4428_PassWord(0xFF,0xFF)==1)  
 lcd_string("校驗成功"); 
 else   
 {
 lcd_string("校驗失敗"); return 0;}  
 lcd_pos(3,0);//定位第四行    
 switch(SLE4428_ReadByte(0x03fd))   
 //查看剩餘密碼驗證機會 
 {   
 case 0xff: 
 lcd_string("剩餘機會： 8 次");
 break;   
 case 0x7f: 
 lcd_string("剩餘機會： 7 次");
 break;   case 0x3f: 
 lcd_string("剩餘機會： 6 次");
 break;   
 case 0x1f: 
 lcd_string("剩餘機會： 5 次");
 break;   
 case 0x0f: 
 lcd_string("剩餘機會： 4 次");
 break;   
 case 0x07: 
 lcd_string("剩餘機會： 3 次");
 break;   
 case 0x03: 
 lcd_string("剩餘機會： 2 次");
 break;   
 case 0x01: 
 lcd_string("剩餘機會： 1 次");
 break;   
 case 0x00: 
 lcd_string("剩餘機會： 0 次");
 break;   
 default: 
 break;  

 } 

   while(KEY_ReadValue()!='A'); 
   //等待 A 鍵按下 B: 
   lcd_wcmd(0x01);//清屏  
   lcd_pos(0,0);//定位第一行  
   lcd_string("加密解密實驗");  
   lcd_pos(1,0);//定位第二行  
   lcd_string("1.加密");  
   lcd_pos(2,0);//定位第三行  
   lcd_string("2.解密");  
 do{   
 C=KEY_ReadValue();  
 }  while(C!='1'&&C!='2'); 
 //等待 1 或 2 鍵按下  
 lcd_wcmd(0x01);//清屏  
 if(C=='1') 
 goto jiami;  
 else if(C=='2') goto jiemi;  
 else ;   
jiami:  
lcd_pos(0,0);//定位第一行  
lcd_string("觀看串口調試助手");  
lcd_pos(1,0);//定位第二行  
lcd_string("A 鍵確認加密");  
UART_SendString("將加密如下數據:\r\n");  
for(UINT8 i=0;i<16;i++) 
{   
UART_SendHex(jiamiqian[i]);  
}  
UART_SendString("\r\n");  
UART_SendString("加密密鑰:\r\n");  
for(UINT8 i=0;i<16;i++) 
 {   
 UART_SendHex(jiamimiyue[i]);  
 }  
 UART_SendString("\r\n");  
 while(KEY_ReadValue()!='A'); 
 //等待 A 鍵按下  
 SM1_Init(jiamimiyue);   //SM1 初始化
 SM1_Crypto(jiamiqian, 16, 0, 0,  0,jiamihou); //進行加密  
 SM1_Close(); //關閉安全模塊  
 UART_SendString("加密後的數據:\r\n");  
 for(UINT8 i=0;i<16;i++) 
 {   
 UART_SendHex(jiamihou[i]);  
 }  
 UART_SendString("\r\n");  
 lcd_pos(2,0);//定位第三行  
 lcd_string("加密完成");  
 lcd_pos(3,0);//定位第四行  
 lcd_string("A 鍵存入 IC 卡");  
 while(KEY_ReadValue()!='A'); 
 //等待 A 鍵按下  
 for(UINT8 i=0;i<16;i++)  
 {   
 SLE4428_Write_Byte(0x20+i,jiamihou[i]); 
 //設置IC卡 0x20地址爲存儲 加密數據的地址  
 }  
 UART_SendString("已將數據寫入 IC 卡。\r\n");  
 UART_SendString("\r\n");  
 goto B;   
jiemi:  
lcd_pos(0,0);//定位第一行  
lcd_string("觀看串口調試助手");  
lcd_pos(1,0);//定位第二行 
 lcd_string(" A 鍵讀取 IC 卡數據");  
 while(KEY_ReadValue()!='A'); 
 //等待 A 鍵按下  
 SLE4428_ReadData(0x20,jiemiqian,16);
 UART_SendString("讀取的數據爲：\r\n");  
 for(UINT8 i=0;i<16;i++)  
 {  
 UART_SendHex(jiemiqian[i]);  
 }  
 UART_SendString("\r\n");  
 lcd_wcmd(0x01);//清屏  
 lcd_pos(0,0);//定位第一行  
 lcd_string("讀取成功");  
 lcd_pos(1,0);//定位第二行  
 lcd_string("選擇密鑰解密：");  
 lcd_pos(2,0);//定位第三行  
 lcd_string("1.正確密鑰");  
 lcd_pos(3,0);//定位第四行  
 lcd_string("2.錯誤密鑰");   
 do{   
 C=KEY_ReadValue();  
 } while(C!='1'&&C!='2'); 
 //等待 1 或 2 鍵按下  
 lcd_wcmd(0x01);//清屏 
 if(C=='1')   
 { 
 for(UINT8 i=0;i<16;i++)   jiemimiyue[i] = jiamimiyue[i];   
 }  
 else if(C=='2')  
 {  
 for(UINT8 i=0;i<16;i++) 
  jiemimiyue[i] = cuowumiyue[i];  
 }  
  else ;  
 UART_SendString("將使用如下密鑰進行解密：\r\n");  
 for(UINT8 i=0;i<16;i++) 
 {  
 UART_SendHex(jiemimiyue[i]);  
 }  
 UART_SendString("\r\n");  
 lcd_pos(0,0);//定位第一行  
 lcd_string("A 鍵確認解密");  
 while(KEY_ReadValue()!='A'); 
 //等待 A 鍵按下  
 SM1_Init(jiemimiyue);   
 //SM1 初始化  
 SM1_Crypto(jiemiqian, 16, 1, 0, 0,jiemihou); 
 //進行解密  
 SM1_Close(); //關閉安全模塊  
 lcd_pos(1,0);//定位第二行  
 lcd_string("解密完成");  
 lcd_pos(2,0);//定位第三行  
 lcd_string("A 鍵返回");  
 UART_SendString("解密後的數據爲：\r\
 n");  for(UINT8 i=0;i<16;i++)  {   
 UART_SendHex(jiemihou[i]);  }  
 UART_SendString("\r\n");  
 UART_SendString("\r\n");  
 while(KEY_ReadValue()!='A');
 //等待 A 鍵按下  
 goto B;   
 SLE4428_Deactivation(); //下電，去激活,實驗結束   
 while(1) { 
 }   
}  
//延時函數，當系統時鐘爲內部 OSC 時鐘時，延時 1ms 
void delay(int ms)
{  
int i; 
while(ms--)  
{  
for(i=0;i<950;i++) ;  
} 
}

    • 實驗步驟

      1. 用 9 針串口線將 Z32 模塊的串口與電腦 USB 接口鏈接。

        首先在電腦上打開串口助手，選擇對應的串口號，設置波特率爲 115200， 偶校驗（Even），而後打開串口。

      2. 關閉 Z32 電源開關，再打開，程序自動運行，此時能夠看到實驗現象：顯示屏顯示「SLE4428 實驗！請插入 IC 卡」。

      3. 插入 SLE4428 IC 卡，顯示屏第三行顯示：「用戶代碼爲：」，第四行顯示用戶 代碼「D27600000400」。 若是插入錯誤的卡片，則顯示屏第二行顯示：「卡不正確」。

        若插入了正確的卡片，顯示出用戶代碼，再按下矩陣鍵盤的「A」鍵，屏幕 第一行顯示提示「按-A 鍵校驗密碼」並在第二行顯示兩個字節的校驗密碼 「校驗 0xFF，0xFF」。

      4. 按下矩陣鍵盤的「A」鍵，屏幕第三行顯示「校驗成功」，第四行顯示校驗 剩餘機會「剩餘機會：8 次」。

      5. 再按下矩陣鍵盤的「A」鍵，則屏幕第一行顯示「加密解密實驗」，第2、 三行分別顯示選項「1.加密」，「2.解密」。 首先進行加密實驗。按「1」鍵選擇加密，屏幕第一行顯示「觀看串口調試 助手」，第二行顯示「A 鍵確認加密」。此時，串口調試助手顯示原始數據和 加密密鑰。

      6. 按下「A」鍵確認加密後，屏幕第三行顯示「加密完成」，第四行顯示提示 「A 鍵存入 IC 卡」。串口調試助手顯示加密後的數據。

        按「A」鍵，將加密數據存入 IC 卡，此時串口顯示「已將數據寫入 IC 卡」。 屏幕回到加密解密實驗選擇菜單。

      7. 下面進行解密實驗。按「2」鍵選擇解密實驗後屏幕顯示「觀看串口調試助手 A 鍵讀取 IC 卡數據」。

      8. 按「A」鍵後，此時屏幕顯示「讀取成功 選擇密鑰解密：1.正確密鑰 2.錯 誤密鑰」。串口顯示「讀取的數據：爲：0x7E 0xDC 0xA3 0x7B 0xBA 0x53 0x84 0xAC 0x0B 0x75 0x50 0x45 0x2E 0xEC 0x4F 0x4F」。

        按「 1」鍵選擇正確的密鑰後，屏幕提示「A 鍵確認解密」，此時串口顯示「將 使用如下密鑰進行解密：0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x0F」。

        按「A」 鍵確認解密後，屏幕提示「解密完成 A 鍵返回」，此時串口顯示 「解密後的數據爲：0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x0F」。

      9. 按「A」鍵返回加/解密選擇菜單。
        若是使用錯誤祕鑰進行解密，解密後將不能獲得原始數據，在加/解密選擇
        菜單中按「2」進行解密實驗，用錯誤的祕鑰解密。屏幕提示「觀看串口調試助手 A 鍵讀取 IC 卡數據」。

      10. 按「A」鍵後，此時屏幕顯示「讀取成功 選擇密鑰解密：1.正確密鑰 2.錯 誤密鑰」。串口顯示「讀取的數據：爲：0x7E 0xDC 0xA3 0x7B 0xBA 0x53 0x84 0xAC 0x0B 0x75 0x50 0x45 0x2E 0xEC 0x4F 0x4F」。

        按「 2」鍵選擇錯誤的密鑰後，屏幕提示「A 鍵確認解密」，此時串口顯示「將 使用如下密鑰進行解密：0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00」。

        按「A」 鍵確認解密後，屏幕提示「解密完成 A 鍵返回」，此時串口顯示 「解密後的數據爲：0xB9 0x8C 0xB6 0x40 0xA2 0xD2 0x83 0xD0 0x64 0x6E 0x54 0x26 0x86 0x6D 0x5A 0xF5」。而正確的原始數據爲：「0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x0F」，所 以解密失敗。

    • 運行截圖

      信圖片_2018103116594

  • Exp2_6 清理

    • 實驗內容

      1. 只有用實驗室機器的小組作
      2. 提交大家小組使用的計算機的編號照片
      3. 提交插好網線的照片
      4. 提交蓋好後蓋的照片

    • 實驗截圖

      信圖片_2018103117145

  • 新學到的知識點

    • 如何利用uVision4破解MDK
    • 如何在 keil MDKkeil 工程選擇 SC000庫
    • 如何經過串口助手實現試驗箱Z32和電腦之間的數據傳輸和通訊
    • 如何下載程序到試驗箱
    • 國密算法SM一、SM二、SM三、SM4
      1. SM1：對應密碼學分組密碼算法，用於芯片、智能IC卡、智能密碼鑰匙、加密卡、加密機等安全產品，普遍應用於電子政務、電子商務及國民經濟的各個應用領域（包括國家政務通、警務通等重要領域）
      2. SM2:對應密碼學ECC橢圓曲線算法，用於密鑰管理，數字簽名，電子商務，PKI，信息及身份認證等信息安全應用領域
      3. SM3:對應密碼學SHA-1，SHA-3，MD5算法，用於商用密碼應用中的數字簽名和驗證，消息認證碼的生成與驗證以及隨機數的生成
      4. SM4:對應密碼學DES、AES算法，用於無線局域網產品

  • 遇到的問題與解決方案

    • 問題1：問題沒法接受串口信息

      問題1解決方案：
      發現沒有接usb的數據線，接上後再從新操做開關兩次後成功自動顯示串口信息

    • 問題2：沒法接受字符串

      問題2解決方案：屢次從新操做後成功

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