2019-2020-2-20175315 20175322 20175334-实验二固件程序设计
2019-2020-2-20175315 20175322 20175334-实验二固件程序设计
实验二 固件程序设计
实验二 固件程序设计-1-MDK
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
-
实验截图
实验二 固件程序设计-2-LED
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
程序分析 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、设置 GPIO0 状态为上拉输出；
4、进入循环程序， LED 灯间隔 100ms 闪烁。
int main(void)
{
//系统中断向量设置，使能所有中断
SystemInit ();
//返回boot条件
if(0 == GPIO_GetVal(0))
{
BtApiBack(0x55555555, 0xAAAAAAAA);
}
GPIO_PuPdSel(0,0); //设置 GPIO0 为上拉
GPIO_InOutSet(0,0); //设置 GPIO0为输出
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
}
}
//延时函数，当系统时钟为内部OSC时钟时，延时1ms
void delay(int ms)
{
int i;
while(ms--)
{
for(i=0;i<950;i++)
}
}
- 实验截图
实验二 固件程序设计-3-UART
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
代码分析
串口函数
extern UINT8 shuju[64];
extern UINT8 shuju_lens;
extern UINT8 uart_rx_num;
extern UINT8 uart_rx_end;
void UART_IrqService(void)
{ //*****your code*****/
UARTCR &= ~TRS_EN;
{
do{
shuju[uart_rx_num] = UARTDR;
if(shuju[uart_rx_num]=='\r'||shuju[ua
rt_rx_num]=='\n')
{
shuju_lens = uart_rx_num;
uart_rx_num=0;
uart_rx_end=1;
}
else uart_rx_num++;
}
while(FIFO_NE & UARTISR);
}
UARTCR |= TRS_EN;
}
/** * @函数：波特率设置 * @set：
0-默认波特率
115200，其他：需根据时钟源和分频计算
出 set = 时 钟(hz)/波特率 * @返回:
none */
void UART_BrpSet(UINT16 set)
{
UINT16 brp=0;
UINT8 fd=0;
if(0 == set)
{
//uartband@115200bps
fd = SCU->UARTCLKCR & 0x80;
switch(fd)
{
case 0x80:
/*外部时钟 12M 晶振*/
brp = 0x0068;
break;
case 0x00:
/*内部时钟*/
brp = 0x00AD;
break;
default:
brp = 0x00AD;
break;
}
fd = SCU->UARTCLKCR & 0x7f ;
brp = brp/(fd+1);
}
else
{
brp = set;
}
UARTBRPH = (UINT8)((brp >> 8) &
0xFF);
UARTBRPL = (UINT8)((brp) & 0xFF);
}
/** * @函数：初始化 * @返回：none
*/
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);
// 使能外部晶振
SCU->UARTCLKCR |= (1<<7);
//使用外部时钟 //
SCU->UARTCLKCR &= ~(1<<7);
//使用内部 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,UAT
_IrqService);
//挂载中断号
}
/** * @函数：Uart 发送一个字节 *
@dat: 要发送的数据字节 *
@返回：None */
void UART_SendByte(UINT8 dat)
{
UARTCR |= TRS_EN;
UARTDR = dat;
do{
if(UARTISR & TXEND)
{
UARTISR |= TXEND;
//清除发送完成标志，写 1 清除
break;
}
}
while (1);
UARTCR &= (~TRS_EN);
}
/** * @函数：Uart 发送一个字符串 *
@str: 要发送的字符串
* @返回：None */
void UART_SendString(UINT8 * str)
{
UINT8 *p ;
p=str;
while(*p!=0){
UART_SendByte(*p++);
}
}
/** * @函数：Uart
发送某一长度的字符串 * @buf:
要发送的字符串 * @length:
要发送的长度 * @返回：None */
void uart_SendString(UINT8buf[],UINT8
length)
{
UINT8 i=0;
while(length>i){
UART_SendByte(buf[i]);
i=i+1;
}
}
/** * @函数：Uart
发送一个十进制整数 * @num:
要发送的整数
* @返回：None */
void UART_SendNum(INT32 num)
{
INT32 cnt = num,k;
UINT8 i,j;
if(num<0) {
UART_SendByte('-');
num=-num;}
//计算出 i 为所发数据的位数
for(i=1;;i++)
{
cnt = cnt/10;
if(cnt == 0)
break;
}
//算出最大被除数从高位分离
k = 1;
for(j=0;j<i-1;j++)
{
k = k*10;
}
//分离并发送各个位
cnt = num;
for(j=0;j<i;j++)
{
cnt = num/k;
num = num%k;
UART_SendByte(0x30+cnt);
k /= 10;
}
}
/** * @函数：Uart 发送一个 16
进制整数 * @dat: 要发送的 16 进制数
* @返回：None */
void UART_SendHex(UINT8 dat)
{
UINT8 ge,shi;
UART_SendByte('0');
UART_SendByte('x');
ge = dat%16;
shi = dat/16;
if(ge>9) ge+=7;
//转换成大写字母
if(shi>9)
shi+=7;
UART_SendByte(0x30+shi);
UART_SendByte(0x30+ge);
UART_SendByte(' ');
}
/** * @函数：Uart 接收一个字节 *
@param receive addsress * @返回：
flag */
UINT8 UART_GetByte(UINT8 *data)
{
UINT8 ret= 0;
if(0 != (UARTISR & FIFO_NE))
{
*data = UARTDR;
ret = 1;
}
return ret;
}
/** * @函数：Uart 接收多个字节
* @param receive addsress * @len：
长度 * @返回：none */
void UART_Receive(UINT8 *receive,
UINT8 len)
{
while(len != 0){
if(len >= 4)
{
while (!(UARTISR & FIFO_FU));
*receive++ = UARTDR;
*receive++ = UARTDR;
*receive++ = UARTDR;
*receive++ = UARTDR;
len -= 4;
}
else if(len >= 2)
{
while (!(UARTISR & FIFO_HF));
*receive++ = UARTDR;
*receive++ = UARTDR;
len -= 2;
}
else
{
while (!(UARTISR & FIFO_NE));
*receive++ = UARTDR;
len--;
}
}
} 串口相关函数包括串口中断服务、波特率设置、串口初始化、发送/接收单 字节、发送字符串、发送单个十进制整数、发送单个十六进制整数、发送某一长度 的字符串、接收多字节函数：
1、void UART_IrqService(void)是串口中断服务函数，本实验中实现串口中 断执行子程序，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；
2、void UART_BrpSet(UINT16 set)是波特率设置函数，串口实验波特率 设置 为 115200； void
3、UART_Init(void)是串口初始化函数，实现配置串口时钟、使能中断；
4、void UART_SendByte(UINT8 dat)是发送单字节函数，使用此函数一次 发 送一个字节数据；
5、void UART_SendString(UINT8str)是发送字符串函数，使用此函数发送 字符串数据；
6、void uart_SendString(UINT8buf[],UINT8length)是发送某一长度的字符 串函数，实现发送一定长度的字符串数据 。
7、void UART_SendNum(INT32num)是发送单个十进制整数函数，使用此 函数发送一个十进制整数；
8、void UART_SendHex(UINT8dat)是发送单个十六进制整数函数，使用 此 函数发送一个十六进制整数；
9、UINT8 UART_GetByte(UINT8data)是接收单字节函数，使用此函数接 收单字节数据；
10、void UART_Receive(UINT8 *receive, UINT8
len)是接收多字节函数，使 用此函数接收多个字节数据；
主函数
UINT8 shuju_lens;
UINT8 shuju[64];
UINT8 uart_rx_num;
UINT8 uart_rx_end;
int main(void)
{ /*********************此段代码勿动*
**********************/
//系统中断向量设置，使能所有中断
SystemInit ();
// 返回 boot 条件
if(0 == GPIO_GetVal(0))
{
BtApiBack(0x55555555, 0xAAAAAAAA);
}
/*********************此段代码勿动***
********************/
UART_Init();
//初始化 Uart
UART_SendByte('A');
//Uart 发送一个字符 A
UART_SendByte('\r');
UART_SendByte('\n');
//换行
UART_SendString("Welcome to
Z32HUA!"); //Uart 发送字符串
UART_SendByte('\r');UART_SendByte('\n
');
//换行
UART_SendNum(1234567890);
//Uart 发送一个十进制数
UART_SendByte('\r');UART_SendByte('\n
');
//换行
UART_SendHex(0xAA);
//Uart 发送一个十六进制数
UART_SendByte('\r');UART_SendByte('\n
');
//换行
while(1)
{
if(uart_rx_end)
{
uart_rx_end=0;
uart_SendString(shuju,shuju_lens);
}
}
//等待接收中断
}
//延时函数，当系统时钟为内部 OSC
时钟时，延时 1ms
void delay(int ms)
{
int i;
while(ms--)
{
for(i=0;i<950;i++) ;
}
} 代码执行顺序
1、系统初始化，中断设置，使能所有中 ；
2、判断按键，返回 boot 条件，确认是否进行程序下载；
3、初始化 Uart，使能 Uart 接口，配置 Uart 中断并使能；
4、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“0xAA”，换 行。
5、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。
-
实验截图
实验二 固件程序设计-4-国密算法
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 - 国密算法标准的用途
- 国密算法是国家密码局制定标准的一系列算法。其中包括了对称加密算法，椭圆曲线非对称加密算法，杂凑算法。具体包括SM1,SM2,SM3等，其中：
1.SM2为国家密码管理局公布的公钥算法，其加密强度为256位。其它几个重要的商用密码算法包括：
2.SM1，对称加密算法，加密强度为128位，采用硬件实现；
3.SM3，密码杂凑算法，杂凑值长度为32字节，和SM2算法同期公布，参见《国家密码管理局公告（第 22 号）》；
4.SMS4，对称加密算法，随WAPI标准一起公布，可使用软件实现，加密强度为128位。
-密码学课程
公钥密码算法——SM4 -
实验截图
-
实验二 固件程序设计-5-SM1
-
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
代码分析
UINT8
jiamiqian[16]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x
04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0A,0x
0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0F};
UINT8
jiamimiyue[16]={0x00,0x01,0x02,0x03,0
x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0A,
0x0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0F};
UINT8
jiamihou[16];
UINT8
jiemiqian[16],jiemimiyue[16],jiemihou
[16];
UINT8
cuowumiyue[16]={0x00,0x00,0x00,0x00,0
x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
UINT8
UserCode[5];
UINT8 C;
int main(void)
{
/*********************此段代码勿动***
********************/
//系统中断向量设置，使能所有中断
SystemInit ();
// 返回 boot 条件
if(0 == GPIO_GetVal(0))
{
BtApiBack(0x55555555, 0xAAAAAAAA);
}
/*********************此段代码勿动***********************/
/*初始化 IC 卡插入检测 IO 口 GPIO6*/
GPIO_Config(6);
PIO_PuPdSel(6,0); //上拉
GPIO_InOutSet(6,1); //输入
UART_Init();
lcd_init();
KEY_Init();
lcd_pos(0,0);//定位第一行
lcd_string("SLE4428 实验！");
A: while(1){
lcd_pos(1,0);//定位第二行
lcd_string("请插入 IC 卡. ");
delay(1000);
if(GPIO_GetVal(6)==0)
break;
lcd_pos(1,0);//定位第二行
lcd_string("请插入 IC 卡.. ");
delay(1000);
if(GPIO_GetVal(6)==0)
break;
lcd_pos(1,0);//定位第二行
lcd_string("请插入 IC 卡...");
delay(1000);
if(GPIO_GetVal(6)==0)
break;
}
if(SLE4428_InitAndRST(2)!=0xFFFFFFFF
)
//收到 ATR
{
lcd_pos(1,0);//定位第二行
lcd_string("已插入 SLE4428"); }
else
{
lcd_pos(1,0);//定位第二行
lcd_string("卡不正确 ");
SLE4428_Deactivation();
//下电，去激活
delay(1000);
goto A;
}
lcd_pos(2,0);//定位第三行
lcd_string("用户代码为：");
SLE4428_ReadData(0x15,UserCode,6);
//读取用户代码
lcd_pos(3,0);//定位第四行
for(UINT8 i=0;i<6;i++)
lcd_Hex(UserCode[i]) ;
while(KEY_ReadValue()!='A');
//等待 A 键按下
lcd_wcmd(0x01);
//清屏
lcd_pos(0,0);//定位第一行
lcd_string("按-A 键校验密码");
lcd_pos(1,0);//定位第二行
lcd_string("校验 0xFF,0xFF");
while(KEY_ReadValue()!='A');
//等待 A 键按下
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 B:
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');