20175221-20175225-20175226  信息安全系统 实验二《固件程序设计》实验报告

实验小组成员：20175221 曾祥杰 20175225 张元瑞 20175226 王鹏雲

任务一【固件程序设计-1-MDK】

• 任务详情

• 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

• 实验步骤

• 在exp2\软件资料\MDK4.74找到mdk474.exe文件，点击并安装
• 安装Ulink驱动
• 以管理员身份运行Keil uVision4
• File->License Management…，在弹出的窗口中复制CID；
• 在exp2\软件资料\keil-MDK注册机\keil mdk474注册机找到“KEIL MDK4.74crack.exe”，运行Keil-MDK注册机。将CID粘贴，“TARGET”选择“ARM”，然后点击Generate，生成LIC；
• 将LIC复制并粘贴到License Management窗口中的“New License ID Code（LID）”一栏中，最后“ADD LIC”。
• 

• 任务二【固件程序设计-2-LED】

• •任务详情
  
  
  •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

• 实验步骤

• 在“exp2\软件资料\MDK-ARM-SC000库支持”中运行MDK-ARM_AddOn_SC000_Support.exe文件，安装路径选择Keil 4文件夹；
• 在 keil MDKkeil 工程选择 SC000库：用管理员身份打开uVision4
• Project->New uVision Project，并新建一个文件夹作为保存路径；
• 在芯片库选择Generic SC000 Device Database ；
• 点开 ARM 结构目录，选择 SC000；
• 
• 编译.“exp2\LED闪烁”下的Z32.uvproj
• 
• 用USB连接电脑和试验箱，并打开“exp2\软件资料\Z32下载调试工具”目录下的NZDloadTool.exe；
• 按住Reboot的同时两次开关试验箱左上角部分的电源开关；
• 
• 左侧显示“设备已连接”后，下载LED项目编辑后生成的Z32HUA.bin，目录是“exp2\LED闪烁\bin”；
• 下载成功后关闭-打开电源
• 

• 代码分析

  1) 系统初始化

  SystemInit ();

  2)通过返回 boot 条件，判断程序是否进行下载

   if(0 == GPIO_GetVal(0))
  {
      BtApiBack(0x55555555, 0xAAAAAAAA);
  }

  3) 将GPIO0设置为上拉输出

  GPIO_PuPdSel(0,0); 
  GPIO_InOutSet(0,0); 

  4) 设置LED 灯闪烁间隔

  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
  }

• 任务三【固件程序设计-3-UART】

• 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

• 

• 任务四【固件程序设计-4-国密算法】

• 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

• 算法的用途 ：

• 用于实现商用密码算法的加密、解密和认证。比如：企业门禁管理、敏感信息的传输加解密，数字签名等。

• 对应的算法

• 国密算法	对应的密码学算法
  SM1	未公布
  SM2	ECC
  SM3	MD5
  SM4	DES

• 

• 任务五【固件程序设计-5-SM1】

• 编译“exp2\SM1”中的Z32HUA.uvproj，并将生成的bin文件下载到实验箱；
• 使用串口线将电脑与Z32部分连接；
• 打开“exp2\软件资料\串口调试助手”中的“sscom42.exe”完成相关设定，关闭-打开实验箱Z32部分的电源开关；
• 按照电子屏的提示插入IC卡；
• 

• 按A校验密码，成功后按1加密，可以看到明文，密钥，密文；

• 

• 按A读取IC卡中的密文和密钥，读取成功后，按1选择用正确密钥加密

• 
• 按A返回，再经过相同的过程，选择用错误密钥解密，最终可看到经过错误密钥解密的错误明文。
• 

• 代码分析

  1) 初始化 IC卡，检测IC卡插入端口 ；

  GPIO_Config(6);     
      GPIO_PuPdSel(6,0);  
      GPIO_InOutSet(6,1);

  2) 串口初始化；

   UART_Init();

  3) LCD灯初始化；

   lcd_init();

  4) 矩阵键盘初始化；

   KEY_Init();

  5) 液晶屏第一行显示“ SLE4428 实验！”

  lcd_pos(0,0);
      lcd_string("SLE4428 实验！");

  程序A：

  6) 第二行显示“请插入 IC 卡”等待片插入；

  lcd_pos(1,0);
          lcd_string("请插入IC卡");
          delay(1000);
          if(GPIO_GetVal(6)==0) break;

  7)若SLE4428 IC卡正确插入 ，第二行显示“已插入SLE4428 ”；卡片插入错误则第二行显示“卡不正确 ”；

  if(SLE4428_InitAndRST(2)!=0xFFFFFFFF)  
      {
          lcd_pos(1,0);
          lcd_string("已插入SLE4428");
      }
      else
      {
          lcd_pos(1,0);
          lcd_string("卡不正确    ");
          SLE4428_Deactivation(); 
          delay(1000);
          goto A; 
      }

  8) IC卡正确插入，则显示“用户代码为： XXXXXXXXXX ，等待按下键盘“ A”键；

  lcd_pos(2,0);
      lcd_string("用户代码为：");
  
      SLE4428_ReadData(0x15,UserCode,6); 
      lcd_pos(3,0);
      for(UINT8 i=0;i<6;i++)
          lcd_Hex(UserCode[i]) ;
  
      while(KEY_ReadValue()!=‘A‘); 
      lcd_wcmd(0x01);

  9) 按下“A”键，第一行显示“按-A键校验密码”，第二行显示“校验0xFF,0xFF ”，等待“A”键按下。

  lcd_pos(0,0);
      lcd_string("按-A键校验密码");
      lcd_pos(1,0);
      lcd_string("校验0xFF,0xFF");
  
      while(KEY_ReadValue()!=‘A‘); 

  10) 按下“A”键，若密码正确第三行显示“校验成功”，否则显示“校验失败”。第四行显示剩余机会：X次，等待“A”键按下：

  lcd_pos(2,0);
      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);
      
      switch(SLE4428_ReadByte(0x03fd))  
      {
          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‘);

  B段程序：

  11) 按下“A”键，第一、二、三行分别显示“加密解密实验”，“ 1. 加密”，“ 2. 解密”三个选项。等待按键1或2按下：如果“1”按下，跳转至加密程序段，如果“2”按下，跳转至解密程序段；

  lcd_wcmd(0x01);
      lcd_pos(0,0);
      lcd_string("加密解密实验");
      lcd_pos(1,0);
      lcd_string("1.加密");
      lcd_pos(2,0);
      lcd_string("2.解密");
  
      do
      {
          C=KEY_ReadValue();
      }
      while(C!=‘1‘&&C!=‘2‘); 
      lcd_wcmd(0x01);
      if(C==‘1‘)  goto jiami;
      else if(C==‘2‘) goto jiemi;
      else ;

  加密程序段：

  12) 第一行显示“ 查看串口调试助手”，第二行显示“A键确认加密”，串口发送字符“将加密以下数据：”，并将加密前的数据发送至PC机，换行。串口继续发送“加密密钥：”，并将加密密钥数组发送至PC机，等待“A”键按下；

  lcd_pos(0,0);
      lcd_string("查看串口调试助手");
      lcd_pos(1,0);
      lcd_string("A 键确认加密");
      UART_SendString("将加密以下数据:\r\n");
      for(UINT8 i=0;i<16;i++)
      {
          UART_SendHex(jiamiqian[i]);
      }
      UART_SendString("\r\n");
      UART_SendString("加密密钥:\r\n");
      for(UINT8 i=0;i<16;i++)
      {
          UART_SendHex(jiamimiyue[i]);
      }
      UART_SendString("\r\n");
      while(KEY_ReadValue()!=‘A‘); 

  13) SM1 初始化；

   SM1_Init(jiamimiyue);

  14) 开始 SM1 加密；

   SM1_Crypto(jiamiqian, 16, 0, 0, 0,jiamihou);

  15) 关闭 SM1 加密；

   SM1_Close();

  16) 串口发送“加密后的数据：”，并将加密后的数据发送至PC机， 换行。第三行显示“ 加密完成”，第四行显示“A键存入IC卡”。当“A”键按下后，向 SLE4428 IC卡发送加密后的数据， 串口发送“已将数据写入IC卡”。

  UART_SendString("加密后的数据:\r\n");
      for(UINT8 i=0;i<16;i++)
      {
          UART_SendHex(jiamihou[i]);
      }
      UART_SendString("\r\n");
      lcd_pos(2,0);
      lcd_string("加密完成");
      lcd_pos(3,0);
      lcd_string("A键存入IC卡");
      while(KEY_ReadValue()!=‘A‘); 
      for(UINT8 i=0;i<16;i++)
      {
          SLE4428_Write_Byte(0x20+i,jiamihou[i]);
      }
      UART_SendString("已将数据写入IC卡。\r\n");
      UART_SendString("\r\n");
      goto B;

  解密：

  17) 初始化 SM1 ；

   SM1_Init(jiemimiyue); 

  18) SM1 解密；

  SM1_Crypto(jiemiqian, 16, 1, 0, 0,jiemihou);

  19) 关闭 SM1 ；

   SM1_Close();

  20) 第二行“ 解密完成”，第三行“ A键返回”，串口显示 “解密后的数据为：”，按下“A”键，跳转至B段程序。

  lcd_pos(1,0);
      lcd_string("解密完成");
      lcd_pos(2,0);
      lcd_string("A键返回");
      UART_SendString("解密后的数据为：\r\n");
      for(UINT8 i=0;i<16;i++)
      {
          UART_SendHex(jiemihou[i]);
      }
      UART_SendString("\r\n");
      UART_SendString("\r\n");
      while(KEY_ReadValue()!=‘A‘); 
  
      goto B;

   实验中的问题及解决过程

• 问题1：gcc编译国密时报错
• 
• 问题1解决方法：
• gcc编译时提示错误：openssl/*.h：没有那个文件或目录
  用sudo gcc *.c -o sm2test -lssl -lcrypto加上库。
  再次使用该命令发现依然出现相同情况，搜索发现原因是ubuntu下缺少了部分组件，输入命令sudo apt-get install libssl-dev
  arm-gcc编译时报错
  项目依赖:libcypto和libssl，但是这都是用基于linux编译的，不能再arm-gcc上用，所以需要重新编译

原文：https://www.cnblogs.com/zxja/p/11843586.html