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STM32F417xx 微控制器的安全套接字层 (SSL)

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STMCU小助手 发布时间:2022-7-17 23:11
1前言( J1 T" ?4 t' t. A/ r% c
STM32F417xx 微控制器的特点是具有完整的 10/100 Mb/s 以太网外设,可支持介质独立接口 (MII) 和精简的介质独立接口 (RMII),通过这些接口可以连接物理层 (PHY);此外还支持 IP、UDP、TCP 及 ICMP 协议的硬件校验。& L; k! T1 M  _
STM32F417xx 的高级特性之一是采用硬件加密处理器,用于实现 AES/128/192/256、三重DES、DES、SHA-1、MD5 和 RNG。3 k7 T5 M! z2 [. I" E  y0 V) {
它支持安全套接字层 (SSL) 与传输层安全性 (TLS) 密码协议,可确保网络(如 Internet)通信安全,使得客户端和服务器应用程序能够以私密、安全的方式通信。
& q8 N# C' L+ p. e; E8 v' q9 p6 b% B本应用笔记的目的在于提供以免费 SSL/TLS 库(即 PolarSSL 库)为基础创建的演示包。
5 Q# r5 E1 |' h* c$ r本应用笔记的结构如下:) Y1 ~' o7 a2 O
●第 2 节提供缩略语表。) }9 Q  `# a$ c) X% ~4 d% |9 j
●第 3 节对 SSL/TLS 进行了综合介绍。7 Q# r* A0 h% d8 @$ k
●第 4 节介绍了 PolarSSL 库。
! l, |5 |' N. i4 o●第 5 节介绍了 STM32F417xx 硬件加密处理器。
$ S/ v8 P3 Y) S1 D  L0 m9 g) i●最后,第 6 节介绍 STM32F417xx 的演示包。/ n7 y% F4 e' G2 l! }  f5 n( p' j
注: 本应用笔记仅适用于 STM32F417xx 器件并使用 STM3241G-EVAL 板作为硬件平台,因为
2 o/ p4 ~' T' L. `% L+ d在 STM32F407xx 器件中并未嵌入加速加密功能
% x; x& {7 K  a1 L
( T' C) p5 @$ F' W7 ^, m+ s( C

0 p/ V0 [9 Y& ~* s  V2缩写和定义: ]7 Q# Y& L' o5 F- z: r9 a

$ R" O9 z0 v( j$ ^, K
! W4 J( v' x: b. x% A- A
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1 [9 h+ l+ P" y  z1 Q% p1 i
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: L  S- X2 D- h; k9 `8 e$ a
& u+ P* r7 ^1 s  t9 S

% F: {" n4 A' B/ y% y, @" N) z
: Q  j! A; |. Z# i, l8 u$ @: n; d( q1 z. e2 ^$ D
3 SSL/TLS 协议概述( ]2 t7 j' P  e0 a  ?+ Q/ l- z
安全套接字层 (SSL) 协议与传输层安全性 (TLS) 协议可确保 Internet 通信安全,使得客户端和服务器应用程序能够以私密、安全的方式通信。这些协议层位于传输协议(如 TCP/IP)之上。, ~, C7 D: {' d; j
SSL 是用于在服务器与客户端间创建加密链路的标准安全技术。此链路可确保所有通信数据的私密与安全。6 ~* U" m* ?$ `$ j
SSL/TLS 主要有如下目标:
! N# n+ e. \1 d; u2 q$ @●保持数据在通信应用程序双方之间的完整性。
$ b& J8 Z4 F9 H●保护服务器与客户端之间传送的信息安全。. b! }2 o5 E& ]  g
●验证与客户端通信的服务器。- ^( }$ X; Y: y' G4 R2 Y% I, d4 N
●允许客户端与服务器选择双方都支持的加密算法。
5 i6 p) z% F' f& o: e7 F) j5 P●验证(可选)与服务器通信的客户端。
. B' D: r; U0 x* L●使用公钥加密技术生成共享密钥。& L: h: r1 z% Q4 c7 s! a  v0 C- Y, O/ e
●建立加密的 SSL 连接。( n: k6 x+ y# g* ^; ?+ ^3 u

" U7 L1 `" E, m

, [+ R$ B  F+ o, r3.1 SSL 应用层* Q: \6 D' B( b4 b
SSL/TLS 应用包括以下五层:
. K/ D1 Y/ W) {6 `3 u# |4 P●应用层:应用层指大多数应用程序进行网络通信所使用的高层级协议。( n3 v5 E% c( ?
●SSL/TLS 层:SSL/TLS 层确保 Internet 通信安全。
6 v" F/ v5 s0 }9 w2 _●TCP 层:传输层负责独立于底层网络的端到端消息传输以及差错控制、分段、流控制、拥塞控制和应用程序寻址。
" a; N' E$ Q. R* T●IP 层:Internet 协议层负责主机寻址以及将数据包从源主机路由到目的主机。
& L* j# _! M( B, D, N+ |5 R% A●物理层:物理层包含网络的基本硬件传输技术。7 \( c# D; j* m  G- e# z8 p3 K: u
# V. D0 g/ E0 H' V
& v, [# x7 q, R2 t
I7_{SGG0QEBSPB$[U4G5_(U.png 6 ^, T( r. K8 w- s

" K; w& T  x7 j) b

( X; A; `) J+ @7 N, A# ]& i
5 B# u8 Y  C$ X" t0 [- W% w. _3.2 SSL/TLS 协议的历史
/ \0 i4 T, p2 }4 x4 i1994 年,Netscape 开发了 SSL 用于确保 Internet 通信安全。不久之后,Internet 工程任务
1 V& t- ?4 ~4 {" B0 R0 V! [组 (IETF) 开始开发具有相同功能的标准协议。
$ }9 K; P, W( X●SSL 1.0(Netscape,1993):Netscape 内部设计。& `6 X) y, t; p+ r: n
●SSL 2.0(Netscape,1994):该版本存在大量安全性缺陷。
" s; q9 [" r* u) K- E7 p- i●SSL 3.0(Netscape,1996):所有 Internet 浏览器都支持该版本的协议。
( W5 L% z% T7 d- F" S●TLS 1.0(IETF,1999):该版本在 RFC 2246 中被定义为 SSL 3.0 的升级版。“尽管
: N$ S' {. i  G- P7 B2 ^! OTLS 1.0 与 SSL 3.0 区别不大,但它们显然不支持相互操作”:[1]:RFC 2246:TLS协议 1.0 版
, _5 K7 `/ K' u8 j) ~, V+ \注: 本文档中将“SSL/TLS”协议称为“SSL”。; v2 @% z1 y7 T0 z' `
- I9 C2 H: \: s  ~& _5 z7 d- }) x$ S
: m; @% ^+ H7 v& _( ^$ j: y- h& b
3.3 SSL/TLS 子协议+ c. Z$ Y. y( X, W
SSL 协议包括四个子协议:SSL 记录协议、SSL 握手协议、SSL 报警协议和 SSL 密码规格变更协议。
2 _/ t8 u% X8 E- s' w& K% G! y. b! j$ H- n% G1 D0 w
8 x) I; w. V/ v0 B# d& I
, N, `" p( F( u6 H- R! u
V]T[XW@RG4D7UA71OZRHE8D.png 1 Q: _5 x% G, J& }" D1 P

1 r1 }3 ~& n- e5 J2 B8 R  h5 s
$ n5 S) N- g: R7 _- H4 x完整版请查看:附件4 _9 L1 p9 T. J4 H4 G/ i. d

9 [# ~! V& o% a3 f5 N: Z
; B, f6 D# G. u3 S' |% I: }% D! e
9 B, D9 }% A% c' O3 }

3 [1 V! t, v$ Y# w% h4 T8 d1 p8 x

DM00036053_ZHV1.pdf

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