2018-2019-1 20165309 20165312 20165330 實驗二 韌體程式設計

實驗步驟

1-MDK

• 參考雲班課資源中“資訊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執行uVision4，破解MDK（破解程式中target一定選ARM）
  • File->License Management...->複製CID碼->貼上並選擇“ARM”後再複製產生的LIC->將其貼上回License Management的LIC框中->破解成功

• 提交破解程式中產生LIC的截圖：
  

• 提交破解成功的截圖
  

• 注意一定要用管理員身份執行uVision4，不然真的會失敗！！！認真看好老師的任務細節！！

2-LED

• 參考雲班課資源中“資訊安全系統實驗箱指導書.pdf “第一章，1.4” KEIL-MDK 中新增 Z32 SC-000 晶片庫
  • 提交安裝截圖
    
• 參考雲班課資源中“資訊安全系統實驗箱指導書.pdf “第一章，1.9”完成LED實驗，注意“開啟Z32的電源開關前，按住Reboot按鍵不放，兩次開啟電源開關，Z32即可被電腦識別，進行下載除錯。
  • 連線與下載成功
    
  • 燈閃爍——燈亮
    
  • 燈閃爍——燈滅
    

3-UART

• 參考雲班課資源中“資訊安全系統實驗箱指導書.pdf “第一章，1.4” KEIL-MDK 中新增 Z32 SC-000 晶片庫
  • 提交安裝截圖
    
• 參考雲班課資源中“資訊安全系統實驗箱指導書.pdf “第一章，1.0”完成UART傳送與中斷接收實驗，注意“開啟Z32的電源開關前，按住Reboot按鍵不放，兩次開啟電源開關，Z32即可被電腦識別，進行下載除錯。
  • 連線與下載成功
    
  • 接收與傳送
    

4-國密演算法

• SM1對稱密碼：
  SM1 演算法是分組密碼演算法，分組長度為128位，金鑰長度都為 128 位元，演算法不公開，僅以IP核的形式存在於晶片中。採用該演算法已經研製了系列晶片、智慧IC卡、智慧密碼鑰匙、加密卡、加密機等安全產品，廣泛應用於電子政務、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）。
  • 對應AES演算法
• SM2橢圓曲線公鑰密碼演算法：
  SM2演算法就是ECC橢圓曲線密碼機制，推薦了一條256位的曲線作為標準曲線。包括SM2-1橢圓曲線數字簽名演算法，SM2-2橢圓曲線金鑰交換協議，SM2-3橢圓曲線公鑰加密演算法，分別用於實現數字簽名金鑰協商和資料加密等功能。
  • 對應ECC演算法
  • 執行截圖
    
• SM3雜湊演算法：
  SM3密碼雜湊（雜湊、雜湊）演算法適用於商用密碼應用中的數字簽名和驗證，訊息認證碼的生成與驗證以及隨機數的生成，可滿足多種密碼應用的安全需求。
  • 對應MD5演算法
  • 執行截圖
    
• SM4對稱演算法：
  此演算法採用非線性迭代結構，是一個分組演算法，用於無線區域網產品。該演算法的分組長度為128位元，金鑰長度為128位元。
  • 對應3DES演算法
  • 執行截圖
    
• 程式碼來源：關於國密演算法 SM1，SM2，SM3，SM4 的筆記
• 由於學術不精，直接看這幾個演算法的程式碼我並沒有看懂，下面大致是我找到的相關資料及嘗試理解程式碼的過程：
  • SM2
    
    
  • SM3演算法有訊息填充、分塊、迭代壓縮三個步驟：
    

  • SM4

    1.基本運算：SM4密碼演算法使用模2加和迴圈移位作為基本運算。

  2.基本密碼部件：SM4密碼演算法使用了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.輪函式：SM4密碼演算法採用對基本輪函式進行迭代的結構。利用上述基本密碼部件，便可構成輪函式。SM4密碼演算法的輪函式是一種以字為處理單位的密碼函式。

  4.加密演算法：SM4密碼演算法是一個分組演算法。資料分組長度為128位元，金鑰長度為128位元。加密演算法採用32輪迭代結構，每輪使用一個輪金鑰。

  5.解密演算法：SM4密碼演算法是對合運算，因此解密演算法與加密演算法的結構相同，只是輪密鋁的使用順序相反，解密輪金鑰是加密輪金鑰的逆序。

  6.金鑰擴充套件演算法：SM4密碼演算法使用128位的加密金鑰，並採用32輪法代加密結構，每一輪加密使用一個32位的輪金鑰，共使用32個輪金鑰。因此需要使用金鑰擴充套件演算法，從加密金鑰產生出32個輪金鑰。

  7.SM4的安全性：SM4密碼演算法經過我國專業密碼機構的充分分析測試，可以抵抗差分攻擊、線性攻擊等現有攻擊，因此是安全的。

5-SM1

• 參考雲班課資源中“資訊安全系統實驗箱指導書.pdf “第一章，1.4” KEIL-MDK 中新增 Z32 SC-000 晶片庫
  • 提交安裝截圖
    
• 參考雲班課資源中“資訊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“開啟Z32的電源開關前，按住Reboot按鍵不放，兩次開啟電源開關，Z32即可被電腦識別，進行下載除錯。
  • 連線與下載成功
    
  • 插入IC卡
    
  • 加密後使用正確金鑰解密
    
  • 加密後使用錯誤金鑰解密
    

實驗中遇到的問題及解決方法

• 問題：在編譯SM2演算法時遇到“未定義的引用”問題

• 解決辦法：參考了以往學長學姐的部落格，得知在編譯時新增引數-lssl -lcrypto即能解決：

實驗感受

• 跟著老師的PDF版《資訊安全系統實驗箱指導書》很容易就能完成實驗，有趣:)
• 團隊合作的重要性，特別是在進行連線的時候。三個人一起做實驗提高了效率。