2019-2020信息安全系統設計基礎 20175306 20175309 20175326 實驗二 固件程序設計

2019-2020-1 20175306 20175309 20175326 實驗二 固件程序設計

實驗步驟

1-MDK

• 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，要用系統管理員身份運行uVision4，破解MDK（破解程序中target必定選ARM）
  File->License Management...->複製CID碼->粘貼並選擇「ARM」後再複製產生的LIC->將其粘貼回License Management的LIC框中->破解成功

• 提交破解程序中產生LIC的截圖：
  

• 提交破解成功的截圖
  

• 注意必定要用管理員身份運行uVision4，否則真的會失敗！！！認真看好老師的任務細節！！

  2-LED

• 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
  

• 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
  

- 代碼分析

主函數：

-SystemInit ()
系統初始化；

• if(0 == GPIO_GetVal(0))
  {
  BtApiBack(0x55555555, 0xAAAAAAAA);
  }
  判斷按鍵，返回 boot 條件，確認是否進行程序下載；

• GPIO_PuPdSel(0,0);
  GPIO_InOutSet(0,0);
  設置 GPIO0 狀態爲上拉輸出；

• while(1)
  {
  delay(100);
  GPIO_SetVal(0,0); //輸出低電平，點亮 LED
  delay(100);
  GPIO_SetVal(0,1); //輸出高電平，熄滅 LED
  }
  進入循環程序， LED 燈間隔 100ms 閃爍。

  3-UART

• 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
  

• 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
  

- 代碼分析

• void UART_Irq Service(void) 是進行串口中斷服務；

• void UART_BrpSet(UINT16 set)是進行波特率設置；

• void UART_Init(void) 是進行串口初始化；

• void UART_SendByte(UINT8 dat) 是用於發送單字節；

• void UART_SendString(UINT8 * str) 是用於發送字符串；

• void uart_SendString(UINT8 buf[],length) 是用於發送某一長度的字符串；

• void UART_SendNum(INT32 num) 是用於發送單個十進制整數；

• void UART_SendHex(UINT8 dat) 是用於發送單個十六進制整數；

• UINT8 UART_GetByte(*data) 是用於接收單字節；

• void UART_Receive(UINT8 *receive, len) 是用於接收多字節；

  4-國密算法

• SM3雜湊算法：

SM3密碼雜湊（哈希、散列）算法適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，可知足多種密碼應用的安全需求。
對應MD5算法
運行截圖

• SM4對稱算法：

此算法採用非線性迭代結構，是一個分組算法，用於無線局域網產品。該算法的分組長度爲128比特，密鑰長度爲128比特。
對應3DES算法
運行截圖

• 代碼來源:>https://blog.csdn.net/andylau00j/article/details/54427395
• 咱們又查找了一些關於這兩個算法的其餘資料

• SM3算法有消息填充、分塊、迭代壓縮三個步驟：
  

• SM4

1.基本運算：SM4密碼算法使用模2加和循環移位做爲基本運算。

2.基本密碼部件：SM4密碼算法使用了S盒、非線性變換τ、線性變換部件L、合成變換T基本密碼部件。

3.輪函數：SM4密碼算法採用對基本輪函數進行迭代的結構。利用上述基本密碼部件，即可構成輪函數。SM4密碼算法的輪函數是一種以字爲處理單位的密碼函數。

4.加密算法：SM4密碼算法是一個分組算法。數據分組長度爲128比特，密鑰長度爲128比特。加密算法採用32輪迭代結構，每輪使用一個輪密鑰。

5.解密算法：SM4密碼算法是對合運算，所以解密算法與加密算法的結構相同，只是輪密鋁的使用順序相反，解密輪密鑰是加密輪密鑰的逆序。

6.密鑰擴展算法：SM4密碼算法使用128位的加密密鑰，並採用32輪法代加密結構，每一輪加密使用一個32位的輪密鑰，共使用32個輪密鑰。所以須要使用密鑰擴展算法，從加密密鑰產生出32個輪密鑰。

7.SM4的安全性：SM4密碼算法通過我國專業密碼機構的充分分析測試，能夠抵抗差分攻擊、線性攻擊等現有攻擊，所以是安全的。

5-SM1

• 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
  

• 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

• 鏈接與下載成功
  

• 剩下的步驟將用圖片一張一張演示

按照提示插入SLE4428 IC卡；

按A鍵進行校驗，校驗成功後選擇加密和解密；

按1選擇加密，再按A確認加密，在串口助手上能夠看到觀察明文、祕鑰和密文；

再按A鍵，將加密數據存入IC卡中；

按2選擇解密，選擇正確祕鑰後，再按A鍵確認解密，串口助手上能夠看到解密後的信息；

再按A鍵返回菜單。

- 代碼分析

主函數：

• 系統初始化；
• 判斷按鍵，返回 boot 條件；

• 初始化IC卡插入檢測IO口GPIO6；
  B：

• 按下A鍵，顯示屏第一行「加密解試驗」，第2、三行分別示「 1. 加密」「 2. 解密」兩個選項。
  加密：

• SM1初始化；
• 進行SM1加密；

• 關閉SM1加密安全模塊；
  解密：

• SM1初始化；
• 進行SM1解密；

• 關閉SM1加密安全模塊；

  實驗體會：因爲本次實驗是第二次實驗，因此小組成員更有默契，配合起來也駕輕就熟，在作實驗的過程當中也分工明確，可讓咱們更快更好的完成實驗。可是仍是遇到了一些問題，首先就是試驗箱等硬件問題，都經過更換和調試解決。其次就是在使用軟件進行編譯實驗等問題，注意在使用軟件時要用管理員身份運行。最後經過咱們共同的努力順利完成本次實驗！！！