- 2018-2019-1 20165201 20165203 20165206 实验二 固件程序设计
- 任务一 固件程序设计-1-MDK
- 任务要求
0． 注意不经老师允许不准烧写自己修改的代码
1． 三人一组
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，1.1-1.5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）
3． 提交破解程序中产生LIC的截图
4． 提交破解成功的截图
- 实验过程
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运行mdk474.exe，安装MDK-ARM；
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安装ULINK驱动；
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以管理员身份运行Keil uVision4，点击File->License Management，复制CID；
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运行Keil-MDK注册机，在CID中粘贴CID，在Target中选择ARM，生成LIC；
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将注册机生成的LIC复制粘贴到keil4的“New License ID Code（LIC）”一栏中，点击“ADD LIC”，破解完成。
- 任务二 固件程序设计-2-LED
- 任务要求
0． 注意不经老师允许不准烧写自己修改的代码
1． 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
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，1.9”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
3． 实验报告中分析代码
- 实验过程
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运行MDK-ARM_AddOn_SC000_Support.exe文件，安装SCOOO库；
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用管理员身份打keil uVision4 MDK，点击Project->New uVision Project，选择安装路径文件夹；
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在芯片库选择框选择库Generic SC000 Device Database，点开ARM目录，选择SCOOO；
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打开Z32.uvproj工程文件并编译；
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连接电脑和实验箱，打开NZDownloadTool文件，按住核心板上的Reboot按键，开两次电源，识别z32芯片，并下载Z32HUA.bin文件；
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下载成功后，开关电源，就可以看到LED灯L2闪烁。
- 代码分析
主函数：
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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。
- 任务三 固件程序设计-3-UART
- 任务要求
0． 注意不经老师允许不准烧写自己修改的代码
1． 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
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，1.0”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
3． 实验报告中分析代码
- 实验过程
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打开Z32HUA.uvproj，并编译；
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下载生成的bin文件，并连接电脑和实验箱；
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打开sscom42即串口调试助手，进行配置，串口号选择COM10，选择波特率为115200，选择校验位为Even，勾选“发送新行”和“打开串口”；
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关闭电源再打开，程序自动运行，可以在串口调试助手看到实验现象。
- 代码分析
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void UART_Irq Service(void) 是进行串口中断服务；
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void UART_BrpSet(UINT16 set)是进行波特率设置；
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void UART_Init(void) 是进行串口初始化；
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void UART_SendByte(UINT8 dat) 是用于发送单字节；
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void UART_SendString(UINT8 * str) 是用于发送字符串；
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void uart_SendString(UINT8 buf[],length) 是用于发送某一长度的字符串；
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void UART_SendNum(INT32 num) 是用于发送单个十进制整数；
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void UART_SendHex(UINT8 dat) 是用于发送单个十六进制整数；
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UINT8 UART_GetByte(*data) 是用于接收单字节；
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void UART_Receive(UINT8 *receive, len) 是用于接收多字节；
- 任务四 固件程序设计-4-国密算法
- 任务要求
0． 网上搜集国密算法标准SM1,SM2,SM3,SM4
1． 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
2． 四个算法的用途？
3． 《密码学》课程中分别有哪些对应的算法？
4． 提交2，3两个问题的答案
5． 提交在Ubuntu中运行国密算法测试程序的截图
- 实验过程
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用途：SM1、SM2、SM3、SM4算法，从固件安全和数据安全两个维度，为数据存储安全建立了一道坚实的保护墙。将自主研发的国家商用密码算法应用到数据存储安全，是顺应了国产化需求的，也是实现数据安全自主可控道路上重要的一步。
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对应算法：
SM1 算法未公开
SM2 算法ECC
SM3 算法MD5
SM4 算法DES
3. 在Ubuntu中运行国密算法测试程序：
学习补充：
国密即国家密码局认定的国产密码算法。主要有SM1，SM2，SM3，SM4。密钥长度和分组长度均为128位。
SM1 为对称加密。其加密强度与AES相当。该算法不公开，调用该算法时，需要通过加密芯片的接口进行调用。
SM2为非对称加密，基于ECC。该算法已公开。由于该算法基于ECC，故其签名速度与秘钥生成速度都快于RSA。ECC 256位（SM2采用的就是ECC 256位的一种）安全强度比RSA 2048位高，但运算速度快于RSA。
SM3 消息摘要。可以用MD5作为对比理解。该算法已公开。校验结果为256位。
SM4 无线局域网标准的分组数据算法。对称加密，密钥长度和分组长度均为128位。
- 任务五 固件程序设计-5-SM1
- 任务要求
0． 注意不经老师允许不准烧写自己修改的代码
1． 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
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，1.16”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
3． 实验报告中分析代码
- 实验过程
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打开Z32HUA.uvproj文件并编译；
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将生成的.bin文件下载到实验箱，连接电脑与实验箱；
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打开sscom42即串口助手，完成相关配置后，关闭再打开实验箱电源开关，
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按照提示插入SLE4428 IC卡；
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按A键进行校验，校验成功后选择加密和解密；
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按1选择加密，再按A确认加密，在串口助手上可以看到观察明文、秘钥和密文；
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再按A键，将加密数据存入IC卡中；
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按2选择解密，选择正确秘钥后，再按A键确认解密，串口助手上可以看到解密后的信息；
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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”，第二、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；
- 任务六 固件程序设计-6-清理
- 任务要求
实验结束后，把实验室原来的网线插回，否则以后做实验的同学无法开机
0. 只有用实验室机器的小组做
- 提交你们小组使用的计算机的编号照片
- 提交插好网线的照片
- 提交盖好后盖的照片
- 实验过程
