• Exp2_固件程序设计 20165226_20165310_20165315


    Exp2_固件程序设计 20165226_20165310_20165315

    • Exp2_1 MDK

      • 实验内容

      1. 注意不经老师允许不准烧写自己修改的代码
      2. 两人(个别三人)一组
      3. 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,要用系统管理员身分运行uVision4,破解MDK(破解程序中target一定选ARM)
      4. 提交破解程序中产生LIC的截图
      5. 提交破解成功的截图
      • 实验截图

        1、安装MDK

        2、安装Jlink

        LIN

        3、进行破解

        解

        解

        解

    • Exp2_2 LED

      • 实验内容

        1. 注意不经老师允许不准烧写自己修改的代码
        2. 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
        3. 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即可被电脑识别,进行下载调试。提交运行结果截图
        4. 实验报告中分析代码
      • 实验目的

        1、学习GPIO原理

        2、掌握Z32安全模块驱动LED的工程原理

        3、学习GPIO原理,阅读《ARM cortex-m0权威手册》,参考Z32HUA_DEMO工程函数库,通过设置GPIO0来控制核心板上L2灯的亮灭。

      • 程序分析

        主函数代码的执行过程为:

        1. 系统初始化,中断设置使能所有;
        2. 判断按键,返回 boot 条件,确认是否进行程序下载;
        3. 设置 GPIO0 状态为上拉输出;
        4. 进入循环程序, LED 灯间隔 100ms 闪烁。
      • 程序代码

        int main(void)
        {
            //系统中断向量设置,使能所有中断
        SystemInit ();
        //返回boot条件
         if(0 == GPIO_GetVal(0))
        {
            BtApiBack(0x55555555, 0xAAAAAAAA);
        }
        GPIO_PuPdSel(0,0); //设置 GPIO0 为上拉
        GPIO_InOutSet(0,0); //设置 GPIO0为输出
        while(1) 
        {
        delay(100);
        GPIO_SetVal(0,0); // 输出低电平,点亮 LEDLED
        delay(100);
        GPIO_SetVal(0,1); // 输出高电平,熄灭 LEDLED
        }
        }
        //延时函数,当系统时钟为内部OSC时钟时,延时1ms
        void delay(int ms)
        {
            int i;
        while(ms--)
        {
            for(i=0;i<950;i++)
        }
        }
        
      • 运行截图

        1、设备连接

        信图片_2018103116190

        2、实验箱LED闪烁

        信图片_2018103116190

        信图片_2018103116184

    • Exp2_3 UART

      • 实验内容

        1. 注意不经老师允许不准烧写自己修改的代码
        2. 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
        3. 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即可被电脑识别,进行下载调试。提交运行结果截图
        4. 实验报告中分析代码
      • 实验目的

        1、学习串口通信原理

        2、掌握 SP3232 芯片的使用方法

        3、掌握 Z32 的串行口工作原理

      • 程序步骤

        1. 打开“exp2UART发送与中断接收”目录下的Z32HUA.uvproj工程文件。 编译工程,产生后缀名为.bin 的可执行代码。
        2. 下载程序 将实验箱接入电源,用 USB 公对公线将实验箱的 USB 接口连接到电脑的 USB 接口上,在电脑上找到“exp2软件资料串口调试助手”目录,打开“sscom42.exe”,即串口助手。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 即可被电脑识别,进行下 载调试。当左边框出现“1 设备已连接”,设备选择中显示芯片型号,打开“exp2/UART 发送与中断接收in32HUA.bin”,点击下载。左边状态提示框更新显示“程序下载成功!”
        3. 用 9 针串口线将 Z32 模块的串口与电脑 USB 接口连接。 在电脑上打开串口助手,选择对应的串口号,设置波特率为 115200, 偶校验(Even),选中“发送新行”,然后打开串口。如果串口号未知的情况下,可以查看串口连接线所占用的 PC 端口。方法如 下(以 Windows 7 系统为例):控制面板——设备管理器——端口,查看该 串口线所占用的PC端口。
        4. 关闭 Z32 电源开关,再打开,程序自动运行,可以在串口调试助手看到如下 实验现象:显示“A Welcome to Z32HUA! 1234567890 0xAA”,证明 PC 机 串口已经接收到 Z32 串口发送来的信息。
        5. 在串口调试助手的字符串输入框输入字符串“abcdefgh”,然后点击发 送按钮。 这时,可以看到串口调试助手接收到发送输入的字符串“abcdefgh”, 并显示在串口助手上。
      • 实验截图

        信图片_2018103117073

    • Exp2_4 国密算法

      • 实验内容

        1. 网上搜集国密算法标准SM1,SM2,SM3,SM4
        2. 网上找一下相应的代码和标准测试代码,在Ubuntu中分别用gcc和gcc-arm编译
        3. 四个算法的用途?
        4. 《密码学》课程中分别有哪些对应的算法?
        5. 提交2,3两个问题的答案
        6. 提交在Ubuntu中运行国密算法测试程序的截图
      • 算法简介

        (一)、算法用途

        1、SM1对称分组算法
        用途:芯片、智能IC卡、智能密码钥匙、加密卡、加密机等安全产品,广泛应用于电子政务、电子商务及国民经济的各个应用领域(包括国家政务通、警务通等重要领域)。
        密码学对应算法:DES,AES
        2、SM2椭圆曲线公钥密码算法
        用途:密钥管理,数字签名,电子商务,PKI,信息及身份认证等信息安全应用领域
        密码学对应算法:ECC椭圆曲线算法
        3、SM3杂凑算法
        用途: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。
        密码学对应算法:SHA-1,SHA-3,MD5
        4、SM4对称分组算法

        ​ 用途:无线局域网产品。

        (二)、密码学对应算法

        ​ 密码学对应算法:DES,AES

      • 运行结果

        信图片_2018103118043

    • Exp2_5 SM1

      • 实验内容

        1. 注意不经老师允许不准烧写自己修改的代码
        2. 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
        3. 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即可被电脑识别,进行下载调试。提交运行结果截图
        4. 实验报告中分析代码
      • 实验目的

        1、学习 SM1 加解密算法原理

        2、掌握 SM1 加、解密算法用法

      • 程序代码

        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) 
        {  
        /*********************此段代码勿动***
        ********************/  
        //系统中断向量设置,使能所有中断  
        SystemInit ();     
        // 返回 boot 条件 
        if(0 == GPIO_GetVal(0)) 
        {   
        BtApiBack(0x55555555, 0xAAAAAAAA);  
        } 
        /*********************此段代码勿动***********************/     
        /*初始化 IC 卡插入检测 IO 口 GPIO6*/ 
        GPIO_Config(6);    
        PIO_PuPdSel(6,0); //上拉  
        GPIO_InOutSet(6,1); //输入      
         UART_Init();  
         lcd_init();  
         KEY_Init();  
         lcd_pos(0,0);//定位第一行  
         lcd_string("SLE4428 实验!");  
        
        A: while(1){   
        lcd_pos(1,0);//定位第二行   
        lcd_string("请插入 IC 卡.  ");   
        delay(1000); 
           if(GPIO_GetVal(6)==0) 
           break;      
           lcd_pos(1,0);//定位第二行   
           lcd_string("请插入 IC 卡.. ");   
           delay(1000);   
           if(GPIO_GetVal(6)==0) 
           break;      
           lcd_pos(1,0);//定位第二行   
           lcd_string("请插入 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("卡不正确     ");   
         SLE4428_Deactivation(); 
         //下电,去激活   
         delay(1000);   
         goto A;   
         }  
         lcd_pos(2,0);//定位第三行  
         lcd_string("用户代码为:");  
         SLE4428_ReadData(0x15,UserCode,6); 
         //读取用户代码  
         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 键按下  
         lcd_wcmd(0x01);
         //清屏    
         lcd_pos(0,0);//定位第一行  
         lcd_string("按-A 键校验密码");  
         lcd_pos(1,0);//定位第二行  
         lcd_string("校验 0xFF,0xFF");  
         while(KEY_ReadValue()!='A'); 
         //等待 A 键按下  
         lcd_pos(2,0);//定位第三行  
         if(SLE4428_PassWord(0xFF,0xFF)==1)  
         lcd_string("校验成功"); 
         else   
         {
         lcd_string("校验失败"); return 0;}  
         lcd_pos(3,0);//定位第四行    
         switch(SLE4428_ReadByte(0x03fd))   
         //查看剩余密码验证机会 
         {   
         case 0xff: 
         lcd_string("剩余机会: 8 次");
         break;   
         case 0x7f: 
         lcd_string("剩余机会: 7 次");
         break;   case 0x3f: 
         lcd_string("剩余机会: 6 次");
         break;   
         case 0x1f: 
         lcd_string("剩余机会: 5 次");
         break;   
         case 0x0f: 
         lcd_string("剩余机会: 4 次");
         break;   
         case 0x07: 
         lcd_string("剩余机会: 3 次");
         break;   
         case 0x03: 
         lcd_string("剩余机会: 2 次");
         break;   
         case 0x01: 
         lcd_string("剩余机会: 1 次");
         break;   
         case 0x00: 
         lcd_string("剩余机会: 0 次");
         break;   
         default: 
         break;  
             
         } 
         
           while(KEY_ReadValue()!='A'); 
           //等待 A 键按下 B: 
           lcd_wcmd(0x01);//清屏  
           lcd_pos(0,0);//定位第一行  
           lcd_string("加密解密实验");  
           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 键按下  
         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("观看串口调试助手");  
        lcd_pos(1,0);//定位第二行  
        lcd_string("A 键确认加密");  
        UART_SendString("将加密以下数据:
        ");  
        for(UINT8 i=0;i<16;i++) 
        {   
        UART_SendHex(jiamiqian[i]);  
        }  
        UART_SendString("
        ");  
        UART_SendString("加密密钥:
        ");  
        for(UINT8 i=0;i<16;i++) 
         {   
         UART_SendHex(jiamimiyue[i]);  
         }  
         UART_SendString("
        ");  
         while(KEY_ReadValue()!='A'); 
         //等待 A 键按下  
         SM1_Init(jiamimiyue);   //SM1 初始化
         SM1_Crypto(jiamiqian, 16, 0, 0,  0,jiamihou); //进行加密  
         SM1_Close(); //关闭安全模块  
         UART_SendString("加密后的数据:
        ");  
         for(UINT8 i=0;i<16;i++) 
         {   
         UART_SendHex(jiamihou[i]);  
         }  
         UART_SendString("
        ");  
         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 键存入 IC 卡");  
         while(KEY_ReadValue()!='A'); 
         //等待 A 键按下  
         for(UINT8 i=0;i<16;i++)  
         {   
         SLE4428_Write_Byte(0x20+i,jiamihou[i]); 
         //设置IC卡 0x20地址为存储 加密数据的地址  
         }  
         UART_SendString("已将数据写入 IC 卡。
        ");  
         UART_SendString("
        ");  
         goto B;   
        jiemi:  
        lcd_pos(0,0);//定位第一行  
        lcd_string("观看串口调试助手");  
        lcd_pos(1,0);//定位第二行 
         lcd_string(" A 键读取 IC 卡数据");  
         while(KEY_ReadValue()!='A'); 
         //等待 A 键按下  
         SLE4428_ReadData(0x20,jiemiqian,16);
         UART_SendString("读取的数据为:
        ");  
         for(UINT8 i=0;i<16;i++)  
         {  
         UART_SendHex(jiemiqian[i]);  
         }  
         UART_SendString("
        ");  
         lcd_wcmd(0x01);//清屏  
         lcd_pos(0,0);//定位第一行  
         lcd_string("读取成功");  
         lcd_pos(1,0);//定位第二行  
         lcd_string("选择密钥解密:");  
         lcd_pos(2,0);//定位第三行  
         lcd_string("1.正确密钥");  
         lcd_pos(3,0);//定位第四行  
         lcd_string("2.错误密钥");   
         do{   
         C=KEY_ReadValue();  
         } while(C!='1'&&C!='2'); 
         //等待 1 或 2 键按下  
         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("将使用以下密钥进行解密:
        ");  
         for(UINT8 i=0;i<16;i++) 
         {  
         UART_SendHex(jiemimiyue[i]);  
         }  
         UART_SendString("
        ");  
         lcd_pos(0,0);//定位第一行  
         lcd_string("A 键确认解密");  
         while(KEY_ReadValue()!='A'); 
         //等待 A 键按下  
         SM1_Init(jiemimiyue);   
         //SM1 初始化  
         SM1_Crypto(jiemiqian, 16, 1, 0, 0,jiemihou); 
         //进行解密  
         SM1_Close(); //关闭安全模块  
         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 键返回");  
         UART_SendString("解密后的数据为:
         n");  for(UINT8 i=0;i<16;i++)  {   
         UART_SendHex(jiemihou[i]);  }  
         UART_SendString("
        ");  
         UART_SendString("
        ");  
         while(KEY_ReadValue()!='A');
         //等待 A 键按下  
         goto B;   
         SLE4428_Deactivation(); //下电,去激活,实验结束   
         while(1) { 
         }   
        }  
        //延时函数,当系统时钟为内部 OSC 时钟时,延时 1ms 
        void delay(int ms)
        {  
        int i; 
        while(ms--)  
        {  
        for(i=0;i<950;i++) ;  
        } 
        } 
        
      • 实验步骤

        1. 用 9 针串口线将 Z32 模块的串口与电脑 USB 接口连接。

          首先在电脑上打开串口助手,选择对应的串口号,设置波特率为 115200, 偶校验(Even),然后打开串口。

        2. 关闭 Z32 电源开关,再打开,程序自动运行,此时可以看到实验现象:显示屏显示“SLE4428 实验!请插入 IC 卡”。

        3. 插入 SLE4428 IC 卡,显示屏第三行显示:“用户代码为:”,第四行显示用户 代码“D27600000400”。 如果插入错误的卡片,则显示屏第二行显示:“卡不正确”。

          若插入了正确的卡片,显示出用户代码,再按下矩阵键盘的“A”键,屏幕 第一行显示提示“按-A 键校验密码”并在第二行显示两个字节的校验密码 “校验 0xFF,0xFF”。

        4. 按下矩阵键盘的“A”键,屏幕第三行显示“校验成功”,第四行显示校验 剩余机会“剩余机会:8 次”。

        5. 再按下矩阵键盘的“A”键,则屏幕第一行显示“加密解密实验”,第二、 三行分别显示选项“1.加密”,“2.解密”。 首先进行加密实验。按“1”键选择加密,屏幕第一行显示“观看串口调试 助手”,第二行显示“A 键确认加密”。此时,串口调试助手显示原始数据和 加密密钥。

        6. 按下“A”键确认加密后,屏幕第三行显示“加密完成”,第四行显示提示 “A 键存入 IC 卡”。串口调试助手显示加密后的数据。

          按“A”键,将加密数据存入 IC 卡,此时串口显示“已将数据写入 IC 卡”。 屏幕回到加密解密实验选择菜单。

        7. 下面进行解密实验。按“2”键选择解密实验后屏幕显示“观看串口调试助手 A 键读取 IC 卡数据”。

        8. 按“A”键后,此时屏幕显示“读取成功 选择密钥解密:1.正确密钥 2.错 误密钥”。串口显示“读取的数据:为:0x7E 0xDC 0xA3 0x7B 0xBA 0x53 0x84 0xAC 0x0B 0x75 0x50 0x45 0x2E 0xEC 0x4F 0x4F”。

          按“ 1”键选择正确的密钥后,屏幕提示“A 键确认解密”,此时串口显示“将 使用以下密钥进行解密:0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x0F”。

          按“A” 键确认解密后,屏幕提示“解密完成 A 键返回”,此时串口显示 “解密后的数据为:0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x0F”。

        9. 按“A”键返回加/解密选择菜单。
          如果使用错误秘钥进行解密,解密后将不能得到原始数据,在加/解密选择
          菜单中按“2”进行解密实验,用错误的秘钥解密。屏幕提示“观看串口调试助手 A 键读取 IC 卡数据”。

        10. 按“A”键后,此时屏幕显示“读取成功 选择密钥解密:1.正确密钥 2.错 误密钥”。串口显示“读取的数据:为:0x7E 0xDC 0xA3 0x7B 0xBA 0x53 0x84 0xAC 0x0B 0x75 0x50 0x45 0x2E 0xEC 0x4F 0x4F”。

          按“ 2”键选择错误的密钥后,屏幕提示“A 键确认解密”,此时串口显示“将 使用以下密钥进行解密:0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00”。

          按“A” 键确认解密后,屏幕提示“解密完成 A 键返回”,此时串口显示 “解密后的数据为:0xB9 0x8C 0xB6 0x40 0xA2 0xD2 0x83 0xD0 0x64 0x6E 0x54 0x26 0x86 0x6D 0x5A 0xF5”。而正确的原始数据为:“0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x0F”,所 以解密失败。

      • 运行截图

        信图片_2018103116594

    • Exp2_6 清理

      • 实验内容

        1. 只有用实验室机器的小组做
        2. 提交你们小组使用的计算机的编号照片
        3. 提交插好网线的照片
        4. 提交盖好后盖的照片
      • 实验截图

        信图片_2018103117145

    • 新学到的知识点

      • 如何利用uVision4破解MDK
      • 如何在 keil MDKkeil 工程选择 SC000库
      • 如何通过串口助手实现试验箱Z32和电脑之间的数据传输和通信
      • 如何下载程序到试验箱
      • 国密算法SM1、SM2、SM3、SM4
        1. SM1:对应密码学分组密码算法,用于芯片、智能IC卡、智能密码钥匙、加密卡、加密机等安全产品,广泛应用于电子政务、电子商务及国民经济的各个应用领域(包括国家政务通、警务通等重要领域)
        2. SM2:对应密码学ECC椭圆曲线算法,用于密钥管理,数字签名,电子商务,PKI,信息及身份认证等信息安全应用领域
        3. SM3:对应密码学SHA-1,SHA-3,MD5算法,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
        4. SM4:对应密码学DES、AES算法,用于无线局域网产品
    • 遇到的问题与解决方案

      • 问题1:问题无法接受串口信息

        问题1解决方案:
        发现没有接usb的数据线,接上后再重新操作开关两次后成功自动显示串口信息

      • 问题2:无法接受字符串

        问题2解决方案:多次重新操作后成功

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