STM32H5硬件配置有SHA1、SHA224、SHA256、SHA384、SHA512、HMAC 等更高级的运算硬件加速单元，SHA算法是常用的安全验证算法，在密码、加密等方面较为常用。如果使用单片机进行算法的演算会占用很长的机时，而且效率也较差。本次测试主要是测试SHA256的运算，同时也测试真随机数的生成和CRC16的计算加速等。


1 n7 x+ z4 T: e8 }, j  W/ ~) e8 n' p
5 M3 ~6 R0 z2 F: {

首先 打开HASH哈希、RNG随机数生成、CRC校验等功能，程序还需要将结果通过串口输出，打开了LED1和USART3端口。

代码生成后进入printf的定义和准备测试数据。

1. 
   0 z1 Y& C. f2 e/ P, `2 `# l. w  W
2. /* USER CODE BEGIN PTD */
   . K" I- g! B8 B0 ?. F* p( K
3. __ALIGN_BEGIN const uint8_t aInput[] __ALIGN_END = "STM32H5 is a high-performance microcontrollers family based on Arm Cortex-M33 32-bit RISC core. It offers native and installable security services.";
   
4. __ALIGN_BEGIN static uint8_t aSHA256Digest[32] __ALIGN_END;
   ! f4 F) Y" s" P( o. j" B3 b
5. __ALIGN_BEGIN static uint8_t aExpectSHA256Digest[32] __ALIGN_END = {0x02, 0xfc, 0xa4, 0x29, 0x66, 0x37, 0xc1, 0xb0, 0xc2,
   
6.                                                                     0x8a, 0xbb, 0xe4, 0xc4, 0x15, 0x40, 0xfb, 0x8c, 0x0a,
   5 h3 N1 }: m3 I& W( K3 ~% V
7.                                                                     0xb2, 0x48, 0xf1, 0xf9, 0x99, 0xa0, 0x16, 0x81, 0xd1,
   8 N. w/ F& `: V; X
8.                                                                     0xe5, 0x1c, 0x70, 0xfe, 0x7c};
   
9. /* USER CODE END PTD */
   
10. /* USER CODE BEGIN PV */
    ( b$ c* L& L0 b
11. __IO uint32_t uwCRCValue = 0;
    
12. __IO uint32_t uwRNGValue = 0;
    
13. /* USER CODE END PV */

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: v' t( r" l8 w: U2 ~) Z' O准备数据时需要注意HASH算法的结果需要做对齐操作。

初始化程序注意事项：

1 M# x( n; H* E6 Z- y) G+ l" ?- W

1. 
   
2. /**
   
3.   * @brief CRC Initialization Function
   
4.   * @param None
   ! D& c. a* @$ U8 t' U( x
5.   * @retval None
   9 H# w( U, E2 I( Z" {7 z8 x3 ^: O1 Y
6.   */
   . @  q$ L4 Z( Q7 w2 c+ F$ M% V6 e
7. static void MX_CRC_Init(void)
   , k' E5 N& e' S0 Q& U
8. {
   
9. 
   
10.   /* USER CODE BEGIN CRC_Init 0 */
    
11. 
    3 w) d5 _7 }, C4 w( D4 Z5 e% S
12.   /* USER CODE END CRC_Init 0 */
    3 ^; Z9 t7 Y( _  z+ U9 x! r. H
13. 
    ( w  x2 X5 i/ W" x( S
14.   /* USER CODE BEGIN CRC_Init 1 */
    
15. 
    ) `7 ~- q. m4 q. d+ L" R; B6 ?1 ]
16.   /* USER CODE END CRC_Init 1 */
    9 T; E4 V9 m3 _( Z$ a
17.   hcrc.Instance = CRC;
    + M) K# W# ^! f* R' w
18.   hcrc.Init.CRCLength = CRC_POLYLENGTH_16B; //as I have a 16bit polynome
    - H  G7 X& l8 i# \/ e. x& K5 [
19.   hcrc.Init.DefaultPolynomialUse = DEFAULT_POLYNOMIAL_ENABLE;
    
20.   hcrc.Init.DefaultInitValueUse = DEFAULT_INIT_VALUE_ENABLE;
    
21.   hcrc.Init.InputDataInversionMode = CRC_INPUTDATA_INVERSION_NONE;
    6 J: D0 I7 s6 n
22.   hcrc.Init.OutputDataInversionMode = CRC_OUTPUTDATA_INVERSION_DISABLE;
    
23.   hcrc.InputDataFormat = CRC_INPUTDATA_FORMAT_BYTES;
    + ^0 f; F, I- F$ c1 N  t3 p
24.   if (HAL_CRC_Init(&hcrc) != HAL_OK)
    , @  f. g6 Q$ O, C" ?) }$ ?5 T
25.   {
    + W9 n" j0 ]6 C8 v: P0 r6 g* q1 n
26.     Error_Handler();
    
27.   }
    
28.   /* USER CODE BEGIN CRC_Init 2 */
    - a) S2 k  h: F
29. 
    6 _6 o. J  Y7 B1 `2 R  k, T4 F- j
30.   /* USER CODE END CRC_Init 2 */
    : _$ q0 B$ q! L$ e8 \2 `- K
31. 
    7 ]* ^6 j, k* [6 R/ E
32. }

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CRC程序位数的设置通过hcrc.Init.CRCLength = CRC_POLYLENGTH_16B; //as I have a 16bit polynome 达成，如果使用其它的位数需更换定义。默认是32B，如果使用自定义的“校验和式”通过 hcrc.Init.GeneratingPolynomial=进行定义，这个CRC功能非常完善。

3 E: n  F# d5 U8 f$ N

1. 
   6 J! B. g2 r# J+ ~
2. /**
   
3.   * @brief HASH Initialization Function
   ! `* p, q. i2 o( c1 z  {& y2 h
4.   * @param None
   
5.   * @retval None
   $ b  e5 |9 D# H' p
6.   */static void MX_HASH_Init(void)
   % P0 n2 A" b$ ?# }
7. {
   
8. 
   ! w5 `6 i$ d/ q. I
9.   /* USER CODE BEGIN HASH_Init 0 */
   
10. 
    4 R4 [% \+ X. Z1 ~2 t' D5 S5 }( D
11.   /* USER CODE END HASH_Init 0 */
    ( D9 P/ U" [: {& N( K
12. 
    : I) h/ n+ G9 S" e1 O  Q1 j
13.   /* USER CODE BEGIN HASH_Init 1 */
    
14. 
    2 h* h! o5 ?/ Q8 [4 B" i8 R) a
15.   /* USER CODE END HASH_Init 1 */
    8 c+ P  u0 H  O$ g
16.   hhash.Instance = HASH;
    1 T0 `: k3 v. w8 ?$ @0 G& r
17.   hhash.Init.DataType = HASH_NO_SWAP;
    + U( z/ P) A2 \/ [; ?, V$ T% V  L
18.   hhash.Init.Algorithm = HASH_ALGOSELECTION_SHA1;
    6 b/ X$ D9 P) D3 D# J* z
19.   if (HAL_HASH_Init(&hhash) != HAL_OK)
    + n- Z# J! y0 j; r
20.   {
    . \0 d6 y) b- T( p
21.     Error_Handler();
    
22.   }
    6 v$ [% P1 [) u2 J5 f
23.   /* USER CODE BEGIN HASH_Init 2 */
    
24. 
    6 |8 B, k7 _- a& ~
25.   /* USER CODE END HASH_Init 2 */
    , J2 u2 e, R) R, I1 O" R" R2 L
26. 
    / K1 E3 d# l# c$ [& ^
27. }

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. p" \' q3 |0 |  {HASH加速单元的设置，也是可以通过初始化来选择算法地。hhash.Init.Algorithm = HASH_ALGOSELECTION_SHA1; 定义使用何种算法，其它的可以更换。

4 K  q( {( D8 u- E6 `( b$ y- x5 h

1. 
   
2. /** @defgroup HASH_Algorithm_Selection   HASH algorithm selection
     g  }5 Q3 k7 ^0 s
3.   * @{
   , Z- ~1 a/ b: I) L& Y4 r
4.   */
   6 a4 e: }0 J( E; u3 m$ O
5.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA1         0x00000000U                         /*!< HASH function is SHA1   */
   
6.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA224       HASH_CR_ALGO_1                      /*!< HASH function is SHA224 */
   $ c: o; i# j6 P: T6 s7 [! ?. F) z
7.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA256       (HASH_CR_ALGO_0 | HASH_CR_ALGO_1)     /*!< HASH function is SHA256 */
   
8.   #if defined (HASH_CR_ALGO_2)
   
9.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA384       (HASH_CR_ALGO_2 |  HASH_CR_ALGO_3)  /*!< HASH function is SHA384 */
   
10.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA512_224   (HASH_CR_ALGO_0 | HASH_CR_ALGO_2 |  HASH_CR_ALGO_3)
    
11.   /*!< HASH function is SHA512_224 */
    ' i: [- N. @( Y0 Q
12.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA512_256   (HASH_CR_ALGO_1 | HASH_CR_ALGO_2 |  HASH_CR_ALGO_3)
    ( `- k5 B, a: G1 v
13.   /*!< HASH function is SHA512_256 */
      i+ m0 I3 p5 I; g, S# w1 ?8 I, u
14.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA512        HASH_CR_ALGO                       /*!< HASH function is SHA512 */
    
15.   #endif /* defined (HASH_CR_ALGO_2) */

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非常方便，hhash.Init.DataType = HASH_NO_SWAP; 是定义的数据格式。
随机数生成
, V1 X8 [9 u9 g# U! r$ ~$ j

1. 
   
2. /**
   
3.   * @brief RNG Initialization Function
   : u5 r, f0 J  \' l& e
4.   * @param None
   1 p8 w( Z/ g' [3 D2 c  {( F/ o$ A
5.   * @retval None
   
6.   */static void MX_RNG_Init(void)
   
7. {
   
8. 
   
9.   /* USER CODE BEGIN RNG_Init 0 */
   
10. 
    
11.   /* USER CODE END RNG_Init 0 */
    1 p8 L3 Y7 D' j1 g  \. i
12. 
    
13.   /* USER CODE BEGIN RNG_Init 1 */
    5 ]$ y0 n$ c3 x( F" O5 P
14. 
      S9 A; g6 F0 Q+ ]! Z4 _* b
15.   /* USER CODE END RNG_Init 1 */
    3 a1 S8 b( C+ m" O( ^! A. {: m
16.   hrng.Instance = RNG;
    % k' u; \: p% [* ^
17.   hrng.Init.ClockErrorDetection = RNG_CED_ENABLE;
    
18.   if (HAL_RNG_Init(&hrng) != HAL_OK)
    
19.   {
    + s- ^0 _# J3 \" W: H( q
20.     Error_Handler();
    " b5 N( P5 y5 i: i3 G
21.   }
    2 n4 O5 o" n- \' s- S
22.   /* USER CODE BEGIN RNG_Init 2 */
    
23. 
    ) l7 j6 R. x. Q* `  z! m6 s
24.   /* USER CODE END RNG_Init 2 */
    - _. e& l9 Q4 A/ P$ i( Q
25. 
    1 t1 \" G1 [* k1 N7 I
26. }

复制代码

! G( _5 F" X6 D. ?, g+ H, [! E$ L
0 j- ~, ?" q8 F# a然后是调用各功能。
* x. X% A" s+ a5 U) ]+ w
2 |- q! F0 Z6 [; Y  l

1. /* USER CODE BEGIN 2 */
   
2.   printf("Start a sha256!\n");
   5 M; x8 _2 A8 P, C3 D# @
3.   /* Start HASH computation using DMA transfer */
   + e& B" w" ^2 x' O+ \/ n. S
4.   if (HAL_HASH_Start(&hhash, (uint8_t*)aInput, strlen((char const*)aInput), aSHA256Digest,0xFFFF) != HAL_OK)
   
5.   {
   
6.     Error_Handler();
   : T' x7 @) \! ^; P
7.   }
   ) b7 s% q$ |5 x+ Q7 ^9 ]6 E2 F! x! f
8.   while (HAL_HASH_GetState(&hhash) != HAL_HASH_STATE_READY);
   
9. 
   $ {) L( L. u5 _
10.   if(HAL_RNG_GenerateRandomNumber(&hrng,(uint32_t*)&uwRNGValue) != HAL_OK)
    
11.   {
    - @4 \: I# S8 ^% A0 d
12.     Error_Handler();
    
13.   }
    
14.   while (HAL_RNG_GetState(&hrng) != HAL_RNG_STATE_READY);
    : F% J' Z7 f3 A8 S+ j; @4 v
15. 
    
16.   printf("Gnerate Random Number:0x%X\n",uwRNGValue);
    
17.   uwCRCValue = HAL_CRC_Calculate(&hcrc,(uint32_t*)aInput,strlen((char const*)aInput));  
    
18. 
    
19.   printf("Generate CRC Value:0x%X\n",uwCRCValue);
    
20. 
    
21.   printf("Gnerate SHA256\n Diges:");
    $ C, g1 |3 C6 Y  A/ ^
22.   for(int i=0;i<32;i++)
    
23.   {
    7 _! f/ G0 X, d2 c% N
24.     printf("%02X",aSHA256Digest[i]);
    + N1 B/ L* o- S5 x2 m
25.   }
    1 M8 x4 y, X4 [' ?& b& J
26.   printf("\n");

复制代码

输出结果：



0 c. ^; z" ?% D+ P$ V
来源：EEWORLD论坛网友 bigbat 版权归原作者所有

2 A- T, ~0 k4 P5 L0 @1 _; j/ f" ^& J! {