2018-2019-1 20165211 20165230 20165208 實驗二 韌體程式設計

實驗步驟

1-MDK

實驗要求

1. 注意不經老師允許不準燒寫自己修改的程式碼
2. 兩人（個別三人）一組
3. 參考雲班課資源中“資訊安全系統實驗箱指導書.pdf “第一章，1.1-1.5安裝MDK，JLink驅動，注意，要用系統管理員身分執行uVision4，破解MDK（破解程式中target一定選ARM）
4. 提交破解程式中產生LIC的截圖
5. 提交破解成功的截圖

實驗過程

1. 找到exp2\軟體資料\MDK4.74路徑下的mdk474.exe檔案，點選並安裝。注意此過程中安裝目標路徑是自己建立的一個名為Keil 4的資料夾
2. 安裝Ulink驅動
3. 在桌面上建立的快捷方式“Keil uVision4”上右鍵，選擇“以管理員身份執行”
4. 點選File->License Management…，在彈出的視窗中複製CID

5.開啟exp2\軟體資料\keil-MDK註冊機\keil mdk474註冊機路徑下的KEIL MDK4.74crack.exe，執行Keil-MDK註冊機，將剛才複製的CID貼上到“CID”中，TARGET選擇ARM，然後點選Generate，生成LIC
6.將LIC複製並將其貼上到剛才License Management視窗中的New License ID Code（LID）一欄中即可得到結果

2-LED

實驗要求

1. 注意不經老師允許不準燒寫自己修改的程式碼
2. 參考雲班課資源中“資訊安全系統實驗箱指導書.pdf “第一章，1.4” KEIL-MDK 中新增 Z32 SC-000 晶片庫，提交安裝截圖
3. 參考雲班課資源中“資訊安全系統實驗箱指導書.pdf “第一章，1.9”完成LED實驗，注意“開啟Z32的電源開關前，按住Reboot按鍵不放，兩次開啟電源開關，Z32即可被電腦識別，進行下載除錯。提交執行結果截圖
4. 實驗報告中分析程式碼

實驗過程

1. 安裝SC000庫：在任務一完成的基礎上，開啟exp2\軟體資料\MDK-ARM-SC000庫支援路徑下的MDK-ARM_AddOn_SC000_Support.exe檔案，安裝路徑我們選擇剛才建立的Keil 4資料夾

1. 在 keil MDKkeil 工程選擇 SC000庫：用管理員身份開啟uVision4，選擇然後點選
   Project->New uVision Project
2. 新建一個資料夾作為新工程的儲存路徑
3. 在晶片庫 選擇框Generic SC000 Device Database
4. 點開 ARM 結構目錄，選擇 SC000
5. exp2\LED閃爍目錄下的Z32.uvproj工程檔案，然後編譯；

7.用USB公對公線連線電腦和試驗箱；
開啟exp2\軟體資料\Z32下載除錯工具目錄下的NZDloadTool.exe；
8.按住Reboot按鈕的同時兩次開關試驗箱左上角部分的電源開關；
9.左側顯示“1裝置已連線”後，下載LED專案編輯後生成的Z32HUA.bin檔案，目錄是exp2\LED閃爍\bin；

10.下載成功後關閉-開啟電源開關，即可看到LED燈L2閃爍的實驗現象。

3-UART

實驗要求

1. 注意不經老師允許不準燒寫自己修改的程式碼
2. 參考雲班課資源中“資訊安全系統實驗箱指導書.pdf “第一章，1.4” KEIL-MDK 中新增 Z32 SC-000 晶片庫，提交安裝截圖
3. 參考雲班課資源中“資訊安全系統實驗箱指導書.pdf “第一章，1.0”完成UART傳送與中斷接收實驗，注意“開啟Z32的電源開關前，按住Reboot按鍵不放，兩次開啟電源開關，Z32即可被電腦識別，進行下載除錯。提交執行結果截圖
4. 實驗報告中分析程式碼

實驗過程

1.開啟exp2\UART傳送與中斷接收目錄下的Z32HUA.uvproj工程檔案並編譯；將生成的.bin檔案下載到實驗箱

2.將實驗箱接入電源，連線實驗箱與電腦，用 9 針串列埠線將 Z32 模組的串列埠與電腦 USB 介面連線，開啟Z32下載除錯工具軟體資料\Z32下載除錯工具\NZDownloadTool.exe開啟Z32的電源開關前，按住Reboot按鍵不放，兩次開啟電源開關，Z32即可被電腦識別，顯示1裝置已連線後，點選瀏覽，選擇\實驗 2-UART 傳送與中斷接收\bin\Z32HUA.bin，點選下載，綠色進度條載入完成後，程式下載成功。
3.開啟串列埠助手，設定相應引數。

4.關閉Z32電源，再開啟，下載完的程式自動執行，在串列埠除錯助手的字串輸入框輸入字串abcdefgh，然後點擊發送按鈕。

分析程式碼

4-國密演算法

實驗要求

1. 網上搜集國密演算法標準SM1,SM2,SM3,SM4
2. 網上找一下相應的程式碼和標準測試程式碼，在Ubuntu中分別用gcc和gcc-arm編譯
3. 四個演算法的用途？
4. 《密碼學》課程中分別有哪些對應的演算法？
5. 提交2，3兩個問題的答案
6. 提交在Ubuntu中執行國密演算法測試程式的截圖

實驗過程

• SM1：對應密碼學中分組密碼演算法，是由國家密碼管理局編制的一種商用密碼分組標準對稱演算法。演算法安全保密強度及相關軟硬體實現效能與 AES 相當，該演算法不公開，僅以 IP 核的形式存在於晶片中，呼叫該演算法時，需要通過加密晶片的介面進行呼叫。廣泛應用於電子政務、電子商務及國民經濟的各個應用領域（包括國家政 務通、警務通等重要領域）。
• SM2：對應密碼學中公鑰密碼演算法RSA，是由國家密碼管理局於2010年12月17日釋出，全稱為橢圓曲線演算法，用於加解密及數字簽名。
• SM3：對應密碼學中摘要演算法MD5，是中國國家密碼管理局於2010年公佈的中國商用密碼雜湊演算法標準，適用於商用密碼應用中的數字簽名和驗證，是在SHA-256基礎上改進實現的一種演算法。
• SM4：對應密碼學中分組密碼演算法DES，於2006年公佈，用於無限區域網產品使用，這是我國第一次公佈自己的商用密碼演算法。

實驗截圖

5-SM1

實驗要求

1. 注意不經老師允許不準燒寫自己修改的程式碼
2. 參考雲班課資源中“資訊安全系統實驗箱指導書.pdf “第一章，1.4” KEIL-MDK 中新增 Z32 SC-000 晶片庫，提交安裝截圖
3. 參考雲班課資源中“資訊安全系統實驗箱指導書.pdf “第一章，1.16”完成SM1加密實驗，注意“開啟Z32的電源開關前，按住Reboot按鍵不放，兩次開啟電源開關，Z32即可被電腦識別，進行下載除錯。提交執行結果截圖
4. 實驗報告中分析程式碼

實驗過程

1.開啟exp2\SM1目錄下的Z32HUA.uvproj工程檔案並編譯；將生成的.bin檔案下載到實驗箱
2.用9針串列埠線將電腦與Z32部分連線
3.開啟exp2\軟體資料\串列埠除錯助手目錄下的sscom42.exe串列埠助手，完成相關設定後關閉再開啟實驗箱Z32部分的電源開關
4.按照電子屏的提示插入IC卡。
5.插入正確的卡後顯示相應資訊，然後按A校驗密碼

6.按照步驟進行進一步的加解密。

分析程式碼

實驗中的問題及解決過程

虛擬機器USB無法識別連結

在實驗過程中我們選擇使用了虛擬機器作為實驗環境，出現了虛擬機器無法識別實驗箱的USB公對公線。

解決方法：虛擬機器工具欄設定斷開主機連線。

新學到的知識點

1. 利用uVision4破解MDK
2. 通過串列埠助手實現試驗箱Z32和電腦之間的資料傳輸和通訊
3. 如何下載程式到試驗箱
4. 國密演算法標準SM1,SM2,SM3,SM4
   
   SM1：對應密碼學分組密碼演算法，廣泛應用於電子政務、電子商務及國民經濟的各個應用領域（包括國家政 務通、警務通等重要領域）。
   
   SM2：對應密碼學公鑰密碼演算法RSA，用於加解密及數字簽名。
   
   SM3：對應密碼學摘要演算法MD5，適用於商用密碼應用中的數字簽名和驗證。
   
   SM4：對應密碼學分組密碼演算法DES，用於無限區域網產品使用。