STM32单片机安全机制详解:加密、解密、认证,守护数据安全

发布时间: 2024-07-02 14:42:41 阅读量: 179 订阅数: 99
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芯片安全防护概论 第1章-芯片安全防护概论 第2章-侧信道攻击与防护 第3章-故障攻击与防护 第4章-侵入式及半侵入式攻击与防护

![STM32单片机安全机制详解:加密、解密、认证,守护数据安全](https://img-blog.csdnimg.cn/20191105183454149.jpg) # 1. STM32安全机制概述** STM32单片机集成了全面的安全机制,为设备和数据提供保护。这些机制包括加密、解密、认证和安全启动。通过利用这些功能,开发人员可以创建高度安全的嵌入式系统,保护其免受未经授权的访问和恶意攻击。 本章将介绍STM32安全机制的概述,包括其功能、优势和应用。我们将探讨加密和解密机制,了解对称和非对称加密算法之间的区别。此外,我们还将介绍认证机制,包括数字签名和消息认证码(MAC),以及它们在确保数据完整性和真实性中的作用。 # 2. 加密与解密机制 加密和解密是保护数据安全的核心技术,STM32单片机提供了多种加密和解密算法,满足不同安全需求。 ### 2.1 对称加密算法 对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密,常见的对称加密算法包括 AES 和 DES。 #### 2.1.1 AES算法 AES(高级加密标准)是一种分组密码算法,支持 128 位、192 位和 256 位密钥长度。AES 算法具有高安全性、高效率和易于实现等优点,广泛应用于数据加密领域。 ```c // AES 加密函数 int aes_encrypt(const uint8_t *plaintext, uint8_t *ciphertext, const uint8_t *key, int key_len) { // 初始化 AES 上下文 AES_KEY aes_key; if (AES_set_encrypt_key(key, key_len * 8, &aes_key) != 0) { return -1; } // 加密数据 AES_encrypt(plaintext, ciphertext, &aes_key); return 0; } ``` **逻辑分析:** * `AES_set_encrypt_key()` 函数设置 AES 加密密钥。 * `AES_encrypt()` 函数执行 AES 加密操作。 **参数说明:** * `plaintext`:明文数据指针。 * `ciphertext`:密文数据指针。 * `key`:加密密钥指针。 * `key_len`:加密密钥长度(以字节为单位)。 #### 2.1.2 DES算法 DES(数据加密标准)是一种分组密码算法,支持 56 位密钥长度。DES 算法安全性较低,但由于其简单易用,仍然在一些 legacy 系统中使用。 ```c // DES 加密函数 int des_encrypt(const uint8_t *plaintext, uint8_t *ciphertext, const uint8_t *key) { // 初始化 DES 上下文 DES_key_schedule key_schedule; DES_set_key_unchecked((const_DES_cblock *)key, &key_schedule); // 加密数据 DES_ecb_encrypt((const_DES_cblock *)plaintext, (DES_cblock *)ciphertext, &key_schedule, DES_ENCRYPT); return 0; } ``` **逻辑分析:** * `DES_set_key_unchecked()` 函数设置 DES 加密密钥。 * `DES_ecb_encrypt()` 函数执行 DES 加密操作。 **参数说明:** * `plaintext`:明文数据指针。 * `ciphertext`:密文数据指针。 * `key`:加密密钥指针。 ### 2.2 非对称加密算法 非对称加密算法使用一对密钥,一个公钥和一个私钥,公钥用于加密,私钥用于解密。非对称加密算法具有密钥管理灵活、安全性高的优点。 #### 2.2.1 RSA算法 RSA(Rivest-Shamir-Adleman)算法是一种非对称加密算法,支持任意长度的密钥。RSA 算法安全性较高,但加密和解密速度较慢。 ```c // RSA 加密函数 int rsa_encrypt(const uint8_t *plaintext, uint8_t *ciphertext, const uint8_t *public_key, int key_len) { // 初始化 RSA 上下文 RSA *rsa = RSA_new(); if (rsa == NULL) { return -1; } // 导入公钥 if (RSA_set0_key(rsa, BN_bin2bn(public_key, key_len, NULL), BN_bin2bn(public_key + key_len, key_len, NULL)) != 1) { RSA_free(rsa); return -1; } // 加密数据 int encrypted_len = RSA_public_encrypt(RSA_size(rsa), plaintext, ciphertext, rsa, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING); if (encrypted_len == -1) { RSA_free(rsa); return -1; } RSA_free(rsa); return encrypted_len ```
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广州大学计算机硕士,硬件开发资深技术专家,拥有超过10多年的工作经验。曾就职于全球知名的大型科技公司,担任硬件工程师一职。任职期间负责产品的整体架构设计、电路设计、原型制作和测试验证工作。对硬件开发领域有着深入的理解和独到的见解。
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专栏标题:32位单片机 stm32 本专栏深入探讨了 STM32 单片机的各个方面,从基础知识到高级应用。它涵盖了时钟系统、外设接口、中断机制、DMA 传输、定时器应用、看门狗机制、低功耗模式、调试技巧、项目实战、RTOS 应用、网络通信、图形显示、电机控制、传感器接口、电源管理、安全机制、故障诊断、性能优化和嵌入式 Linux 应用。通过深入浅出的讲解和丰富的实战案例,本专栏旨在帮助读者从新手成长为 STM32 单片机开发大师,解锁无限可能。

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