2019-2020-1 20175210 20175211 20175219 实验二 固件程序设计

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实验内容

(1)MDK

• 实验要求
  • 两人（个别三人）一组
  • 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，要用系统管理员身份运行uVision4，破解MDK（破解程序中target一定选ARM）
  • 提交破解程序中产生LIC的截图
  • 提交破解成功的截图
• 实验步骤
  • 安装并破解uVision4
    

(2)LED

• 实验要求
  • 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，1.9”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
  • 实验报告中分析代码
• 实验步骤

  • 安装SC000芯片库
    

  • 打开LED闪烁的工程文件，点击编译，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，在电脑上找到“Z32开发指南\2.软件资料\Z32下载调试工具”目录打开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，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，此时就可以下载程序了。我们点击窗口右下方“确认下载”一栏的“浏览”，选择bin目录打开，最后点击下载

  • 重启试验箱，即可看到LED灯闪烁
    

  • 代码分析
    • 死循环中不断输出高、低电平，使LED闪烁

(3)UART

• 实验要求
  • 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，1.0”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
  • 实验报告中分析代码
• 实验步骤
  • SC000芯片库上一实验已安装

  • 打开UART发送与中断接收的工程文件，点击编译，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，在电脑上找到“Z32开发指南\2.软件资料\Z32下载调试工具”目录打开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，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，此时就可以下载程序了。我们点击窗口右下方“确认下载”一栏的“浏览”，选择bin目录打开，最后点击下载

  • 重启试验箱，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，看到以下信息
    

  • 代码分析
    • 首先初始化：清除接收fifo、清除寄存器状态、将偶校验置零
    • UART_SendString、UART_SendNum等最后都是将输送内容转化后调用UART_SendByte发送

(4)国密算法

• 实验要求
  • 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？
  • 提交2，3两个问题的答案
  • 提交在Ubuntu中运行国密算法测试程序的截图
• 实验步骤

  • SM1
    SM1 算法是由国家密码管理局编制的一种商用密码分组标准对称算法
    算法安全保密强度及相关软硬件实现性能与 AES 相当，该算法不公开，仅以 IP 核的形式 存在于芯片中
    对应AES、DES等分组加密

  • SM2
    SM2算法和RSA算法都是公钥密码算法，SM2算法是一种更先进安全的算法，在我们国家商用密码体系中被用来替换RSA算法。
    随着密码技术和计算机技术的发展，目前常用的1024位RSA算法面临严重的安全威胁，我们国家密码管理部门经过研究，决定采用SM2椭圆曲线算法替换RSA算法。
    

  • SM3
    SM3是中华人民共和国政府采用的一种密码散列函数标准，由国家密码管理局于2010年12月17日发布。相关标准为“GM/T 0004-2012 《SM3密码杂凑算法》”。在商用密码体系中，SM3主要用于数字签名及验证、消息认证码生成及验证、随机数生成等，其算法公开。据国家密码管理局表示，其安全性及效率与SHA-256相当。
    

  • SM4
    SM4.0（原名SMS4.0）是中华人民共和国政府采用的一种分组密码标准，由国家密码管理局于2012年3月21日发布。相关标准为“GM/T 0002-2012《SM4分组密码算法》（原SMS4分组密码算法）”
    

(5)SM1

• 实验要求
  • 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
• 实验步骤
  • 打开并编译SM1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