STM32 的无线通信系统数据加密技术

只看该作者 · 2021-6-9 08:24

STM32 的无线通信系统数据加密技术
SM4 分组算法是我国第一个用于无线局域网领域的国家密码算法。算法易于软、
硬件实现，适合应用在嵌入式设备上。SM4 算法虽然在理论上有很高的安全性，但不
少研究表明其仍存在被攻击的可能。为了提升 SM4 算法的安全性，本文对算法中 S 盒
应用和密钥生成方式进行改进，将轮函数中使用的单个 S 盒修改为两个 S 盒交替，将
密钥扩展函数中使用的系统参数修改为随机确定参数。在软件和嵌入式系统平台上实
现提升算法的加密及解密，并从密文安全性和算法效率的角度将提升的算法与常用于
嵌入式系统的 AES 算法作对比、分析。结果表明，提升后的 SM4 算法以稍长于原算法
的加密时间为代价提高算法的复杂度。

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随着时间的推移和技术发展的需要，越来越多的 ARM7 以及 ARM9 内核被使用在
微处理器芯片中，对支持该类 CPU 的开发工具的研究也就越来越多，现有的编译平台
使用较为广泛是 Keil、IAR 等。本文选用 Keil MDK 作为 STM32 的软件开发环境。Keil
MDK 是来自德国的 Keil 公司，不仅支持原先的 ARM7 和 ARM9 核还支持
Cortex-M0/M1/M3/M4 内核，启动代码可以自动配置，集成多种具有强大功能的模块
如 Flash、Simulation 等。由于其在价格和性能上的优势，目前的市场占用已经达到非
常高的水平。Keil MDK 启动代码是和硬件结合最紧密的部分，都必须是汇编语言完成，
μ Vision5 可以自动生成，并带有图形化显示。自带的软件模拟仿真器，可以实现整个
目标硬件的仿真，软硬件可以同步进行，缩短开发时间。作为第一款支持 Cortex 内核
的开发平台，为即将成为 MCU 热点和主流的 Cortex-M3 等内核开发提供了方便，也
是 STM32 处理器进行开发的基础。
ST 公司出于对 STM32 开发的方便和通用性考虑，提供了一个设备固件驱动库，
该库为 STM32 提供外设的底层驱动函数接口，基于这类基础函数，可以根据实际需求
编写函数代码，完成软件应用程序设计。同时随着 STM32 应用越越广泛，功能也越来
越复杂，项目开发存在一定的困难性，在开发过程中不仅需要考虑开发平台的选择，
还要考虑是否具有协议栈的支持。

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STM32 的无线通信系统 数据加密技术

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