2019-2020-1 20175313 20175328 20175329 实验二 固件程序设计

一、实验内容

(1)MDK

• 安装MDK，JLink驱动，用系统管理员身份运行uVision4
• 在“File”中选择“License Management”，在弹出的对话框中复制 CID，然后运行keil-MDK注册机，将CID 粘贴进去，产生LIC

• 将产生的LTC粘贴到“License Management”对话框中，开始破解

  
  

  (2)LED

• KEIL-MDK 中添加 Z32 SC-000芯片库
• 在“Project”中选择“New uVision”以新建工程，在弹出的安装路径窗口中选择安装路径文件夹，并为工程命名，在芯片库选择框中选择库“Generic SC000 Device Database”，在“ARM” 结构目录中选择“SC000”，点击 OK，搭建完成
• 打开并编译“Z32开发指南\实验1-LED闪烁”目录的工程文件，产生后缀名为.bin 的可执行代码
• 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，打开Z32下载调试工具NZDownloadTool.exe。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，
• 当“NZDownloadTool”对话框中出现“1设备已连接”时，在“设备选择”中显示芯片型号，在“确认下载”一栏的“浏览”，选择Z32HUA.bin文件的文件路径，然后点击下载
• LED灯闪烁情况
• 代码分析：
• 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

  
  
  
  

  (3)UART

• KEIL-MDK 中添加 Z32 SC-000芯片库
• 打开并编译“Z32开发指南\实验8-SM1”目录的工程文件，产生后缀名为.bin 的可执行代码
• 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，打开Z32下载调试工具NZDownloadTool.exe。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
• 当“NZDownloadTool”对话框中出现“1设备已连接”时，在“设备选择”中显示芯片型号，在“确认下载”一栏的“浏览”，选择Z32HUA.bin文件的文件路径，然后点击下载
• sscom接受和发送情况
• 代码分析：
• 1.系统初始化，中断设置，使能所有中断
• 判断按键，返回boot条件，确认是否进行程序下载
• 初始化Uart，使能Uart接口，配置Uart中断并使能
• 先发送单个字符“A”，换行，再发送字符串“Welcome to Z32HUA!”，换行，发送数字串“1234567890”，换行，再发送 16位数“0x AA”，换行

• 进入while循环程序，等待串口中断到来并判断数据是否接收完毕，若中断到来，转入执行串口中断服务程序，待接收数据完毕，Z32将数据发回串口助手

(4)国密算法

• 网上搜集国密算法标准SM1,SM2,SM3,SM4
• 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
• 四个算法的用途？
• 《密码学》课程中分别有哪些对应的算法？

SM1：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。
• 对应算法：AES

SM2：非对称加密。

• 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。
• 对应算法：ECC
• 编译运行截图：
  

SM3：消息摘要。

• SM3密码摘要算法是中国国家密码管理局2010年公布的中国商用密码杂凑算法标准。SM3算法适用于商用密码应用中的数字签名和验证，是在SHA-256基础上改进实现的一种算法。SM3算法采用Merkle-Damgard结构，消息分组长度为512位，摘要值长度为256位。
• 对应算法：MD5、SHA-1
• 编译运行截图：
  

SM4：对称加密。

• 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。
• 对应算法：DES
• 编译运行截图：
  

• 代码来源：
  关于国密算法 SM1，SM2，SM3，SM4 的笔记

(5)SM1

• 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
• 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
• 实验报告中分析代码

• 打开并编译“Z32开发指南\实验8-SM1”目录的工程文件，产生后缀名为.bin 的可执行代码
• 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，打开Z32下载调试工具NZDownloadTool.exe。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
• 插入IC卡
• 加密后使用正确密钥解密
• 加密后使用错误密钥解密

二、实验过程中遇到的问题及其解决方法

• 问题1：在对SM2的源代码进行编译时出现致命错误。
• 解决方法1：原因是ubuntu下缺少了部分组件，输入命令sudo apt-get install libssl-dev

• 问题2：编译SM4源代码时，出现"collect2:ld返回1"
• 解决方法2：查看Linux编译时出现的错误提示，发现多了一个sms4.c文件，于是将其移除。

• 问题3：未使用系统管理员身份运行uVision4，导致无法获得密钥。

  

• 解决方法3：使用管理员身份重新进行如上操作，运行成功截图：

  

三、心得体会

• 有了上一次的教训，这次的实验我们提前进行的充分的预习，所以完成的较为迅速。中途也出现过一些问题，我们也都一同解决了。
• 三人组队，真的是"组队"，没有那种一人单干的感觉。"臭皮匠们"已经逐渐踏上诸葛亮的道路了。

四、参考资料

• openssl动态库生成以及交叉编译
• 2018-2019-1 20165318 20165322 20165326 实验二 固件程序设计
• 关于国密算法 SM1，SM2，SM3，SM4 的笔记