2017-2018-1 20155309 20155220 实验二 固件程序设计

任务一

0． 注意不经老师允许不准烧写自己修改的代码

1． 两人（个别三人）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

步骤分析：

1.找到“exp2软件资料MDK4.74”路径下的mdk474.exe文件，点击并安装。注意此过程中“安装目标路径”是自己创建的一个名为“Keil 4”的文件夹；

2.安装Ulink驱动；

3.在桌面上创建的快捷方式“Keil uVision4”上右键，选择“以管理员身份运行”

上述步骤在实验指导书中写的十分详尽，我们只需要一步一步的去运行即可。

这就是我们以管理员身份运行的结果。
接下来就是看如何破解。
那么我们只需要再次按照实验指导书上的指导即可。

4.点击File->License Management…，在弹出的窗口中复制CID；

5.打开“exp2软件资料keil-MDK注册机keil mdk474注册机”路径下的“KEIL MDK4.74crack.exe”，运行Keil-MDK注册机，将刚才复制的CID粘贴到“CID”中，“TARGET”选择“ARM”，然后点击Generate，生成LIC；

6.将LIC复制并将其粘贴到刚才License Management窗口中的“New License ID Code（LID）”一栏中；

即可破解

任务二

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

步骤分析：

1.安装SC000库：在任务一完成的基础上，打开“exp2软件资料MDK-ARM-SC000库支持”路径下的MDK-ARM_AddOn_SC000_Support.exe文件，安装路径我们选择刚才创建的Keil 4文件夹；

2.在 keil MDKkeil 工程选择 SC000库：用管理员身份打开uVision4，选择然后点击
Project->New uVision Project；

3.新建一个文件夹作为新工程的保存路径；

4.在芯片库 选择框Generic SC000 Device Database ；

5.点开 ARM 结构目录，选择 SC000；

6.“exp2LED闪烁”目录下的Z32.uvproj工程文件，然后编译；

7.用USB公对公线连接电脑和试验箱；
打开“exp2软件资料32下载调试工具”目录下的NZDloadTool.exe；

8.按住Reboot按钮的同时两次开关试验箱左上角部分的电源开关；

9.左侧显示“1设备已连接”后，下载LED项目编辑后生成的Z32HUA.bin文件，目录是“exp2LED闪烁in”；

10.下载成功后关闭-打开电源开关，即可看到LED灯L2闪烁的实验现象。

代码分析：

1.首先是系统初始化：

    SystemInit ();

2.设置 GPIO0 状态为上拉输出；

GPIO_PuPdSel(0,0); // 设置 GPIO0 为上拉
GPIO_InOutSet(0,0); //  //设置 GPIO0为输出

3。为代码的关键，也就是先进入while循环，然后程序写出led灯的闪烁时间。

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
}

此外再附加配置芯片的截图：

任务三

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

步骤分析：

1.与任务二类似，不同的是要打开“exp2UART发送与中断接收”目录下的Z32HUA.uvproj工程文件并编译；将生成的.bin文件下载到实验箱；

2.除了要用USB公对公线连接电脑和实验箱，还需要用9针串口线将电脑与Z32部分连接；

3.打开“exp2软件资料串口调试助手”目录下的“sscom42.exe”即串口助手，完成相关设定后关闭再打开实验箱Z32部分的电源开关；

代码分析

实验三的代码比较多。

1.先从 PC 端串口调试助手发送数据至 Z32 ，Z32 再经串口 发送给 PC 机；

void UART_IrqService(void)
{
    //*****your code*****/
    UARTCR &= ~TRS_EN;
    {
        do
        {
            shuju[uart_rx_num] = UARTDR;
                if(shuju[uart_rx_num]=='
'||shuju[uart_rx_num]=='
')
                {
                    shuju_lens = uart_rx_num;
                    uart_rx_num=0;
                    uart_rx_end=1;
                }
                else uart_rx_num++;
        }
        while(FIFO_NE & UARTISR);               
    }
    UARTCR |= TRS_EN;
}

2.void UART_Init(void) 是串口初始化函数，，实现配 置串口时钟、使能中断；

void UART_Init(void)
{
    IOM->CRA |= (1<<0); //使能Uart接口
    SCU->MCGR2 |= (1<<3); //使能Uart总线时钟

    /******配置Uart时钟（建议使用外部晶振）******/
    SCU->SCFGOR |= (1<<6);//使用外部晶振
    SCU->UARTCLKCR |= (1<<7);//使用外部时钟
//  SCU->UARTCLKCR &= ~(1<<7);//使用默认OSC时钟

    UART_BrpSet(0);  //设置波特率为默认115200
    UARTISR = 0xFF;  //状态寄存器全部清除
    UARTCR |= FLUSH; //清除接收fifo
    UARTCR = 0;      //偶校验


    /******配置中断使能******/
    UARTIER |= FIFO_NE;
//  UARTIER |= FIFO_HF;
//  UARTIER |= FIFO_FU;
//  UARTIER |= FIFO_OV;
//  UARTIER |= TXEND;
//  UARTIER |= TRE; 
    ModuleIrqRegister(Uart_Exception, UART_IrqService); //挂载终端号
}               

此外还有专门发送函数的部分，以及发送字符串的部分。

任务四

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

步骤分析：

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。

由于SM1、SM4加解密的分组大小为128bit，故对消息进行加解密时，若消息长度过长，需要进行分组，要消息长度不足，则要进行填充。

密码学中对应的算法有ECC.MD5以及DES。

代码运行截图如下：

任务五

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

步骤分析：

1.与任务三类似，不同的是要打开“exp2SM1”目录下的Z32HUA.uvproj工程文件并编译；将生成的.bin文件下载到实验箱；

2.同样需要用9针串口线将电脑与Z32部分连接；

3.打开“exp2软件资料串口调试助手”目录下的“sscom42.exe”即串口助手，完成相关设定后关闭再打开实验箱Z32部分的电源开关；

4.按照电子屏的提示插入IC卡；

5.插入正确的卡后显示相应信息，然后按A校验密码；

6.显示校验成功后，先按1选择加密

7.按A确认加密，在串口助手上可以观察到明文、密钥，加密完成后还会看到密文；

8.按A将密文存入IC卡；串口助手上显示已经写入IC卡

9.按2 选择解密；

10.按A读取IC卡中的密文信息和密钥信息；串口助手上显示读取的密文信息；

11.读取成功后，先按1选择用正确密钥加密；串口助手上显示使用的正确密钥；

12.按A确认解密，串口助手上显示解密后的信息，与正确的明文相同；

13.按A返回，再经过相同的过程，选择用错误密钥解密；

14.最终在串口助手上可以观察到经过错误密钥解密的错误明文。

下图为插入SD卡正常：

还有破解成功的截图：

代码分析：

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.初始化 IC 卡插入检测端口 GPIO6 ；

第一段程序主要是判断是否校验成功：
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

第二段程序就是顺成第一段程序：
显示加解密：

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 ;

此外还有代码的加解密部分。

任务六

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

1. 提交你们小组使用的计算机的编号照片
2. 提交插好网线的照片
3. 提交盖好后盖的照片

遇到的问题

无

感悟与体会

这次的实验内容看似特别难，但是我们只有平心静气的按照知道书的步骤一步一步的往下走，那么我们是不会出任何差错的。而且这次的实验与密码学的联系特别大，也就是说，在实验的过程中，我们还可以复习密码学的知识，可以说得上是一举两得。