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。
) t$ m! `' s  m. u0 V& W
& Z! c# u- y+ K+ C- p

3 H! T3 A1 p5 v# e% _  J

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. 
   
2. /* USER CODE BEGIN PTD */
   / W6 ?% n$ c5 _$ O, n% Q: a
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;
   ; A6 T4 M7 ^7 a: H0 t9 r  L6 X+ f
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 i4 `) r; c# J
7.                                                                     0xb2, 0x48, 0xf1, 0xf9, 0x99, 0xa0, 0x16, 0x81, 0xd1,
   
8.                                                                     0xe5, 0x1c, 0x70, 0xfe, 0x7c};
   5 \) J; d0 j, B  q7 A6 Y
9. /* USER CODE END PTD */
   
10. /* USER CODE BEGIN PV */
    4 w6 w% G0 F! A: N0 l
11. __IO uint32_t uwCRCValue = 0;
    
12. __IO uint32_t uwRNGValue = 0;
    * T( e2 r4 m, x, x" R- }6 |9 v4 @
13. /* USER CODE END PV */

复制代码

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. 
   
2. /**
   
3.   * @brief CRC Initialization Function
   7 g$ o$ V. T) C$ g) D0 D9 G
4.   * @param None
   
5.   * @retval None
   ) h, O( \1 V5 U" t" N
6.   */
   6 q; n8 }" z5 f
7. static void MX_CRC_Init(void)
   
8. {
   : t8 M- w4 y$ i# n
9. 
   
10.   /* USER CODE BEGIN CRC_Init 0 */
    
11. 
    
12.   /* USER CODE END CRC_Init 0 */
    
13. 
    % K# J9 g0 W; M9 e/ _
14.   /* USER CODE BEGIN CRC_Init 1 */
    
15. 
    , L0 T/ e5 f( L. d+ {% E
16.   /* USER CODE END CRC_Init 1 */
      U  M8 n$ _6 L' s5 s: o+ O0 f2 |6 f& e1 n' B
17.   hcrc.Instance = CRC;
    
18.   hcrc.Init.CRCLength = CRC_POLYLENGTH_16B; //as I have a 16bit polynome
    
19.   hcrc.Init.DefaultPolynomialUse = DEFAULT_POLYNOMIAL_ENABLE;
    - @) \1 s( S* ]/ z, I: D. V
20.   hcrc.Init.DefaultInitValueUse = DEFAULT_INIT_VALUE_ENABLE;
    
21.   hcrc.Init.InputDataInversionMode = CRC_INPUTDATA_INVERSION_NONE;
    
22.   hcrc.Init.OutputDataInversionMode = CRC_OUTPUTDATA_INVERSION_DISABLE;
    / H! X+ O$ g3 ^: ]) U3 @
23.   hcrc.InputDataFormat = CRC_INPUTDATA_FORMAT_BYTES;
    
24.   if (HAL_CRC_Init(&hcrc) != HAL_OK)
    8 a: y* m) n+ \* F! _
25.   {
    & j) B; l6 }& C: z
26.     Error_Handler();
    
27.   }
    
28.   /* USER CODE BEGIN CRC_Init 2 */
    
29. 
    0 K  z% E) Y! n2 T9 K0 e  t% K
30.   /* USER CODE END CRC_Init 2 */
    & _; v- Y1 }  R+ V" p
31. 
    3 I0 P* c' j! p; F% S4 Y
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。
2 L, O8 k: Y* g1 i

1. 
   
2. /**
   2 {4 l1 K: g: B$ q8 j# n
3.   * @brief HASH Initialization Function
   
4.   * @param None
   
5.   * @retval None
   4 Z$ o" C( u. b% F$ C( d+ ^: x4 U
6.   */static void MX_HASH_Init(void)
   ' K8 [0 L) E  ~% {, i$ j
7. {
   
8. 
   1 j  n- _0 C- G5 O0 Z
9.   /* USER CODE BEGIN HASH_Init 0 */
   
10. 
    
11.   /* USER CODE END HASH_Init 0 */
    0 k  M* y0 }6 S/ A
12. 
    ! C1 i0 ?2 d0 [% V9 M' V; E
13.   /* USER CODE BEGIN HASH_Init 1 */
    ' E) G% i: w6 N- b
14. 
    
15.   /* USER CODE END HASH_Init 1 */
    ! R0 k* A1 i6 _% D4 F
16.   hhash.Instance = HASH;
    
17.   hhash.Init.DataType = HASH_NO_SWAP;
    
18.   hhash.Init.Algorithm = HASH_ALGOSELECTION_SHA1;
    5 j$ S# {7 j' n  g* R) w" i! S
19.   if (HAL_HASH_Init(&hhash) != HAL_OK)
    
20.   {
    ' @" l0 q7 a0 s/ v9 D# e2 Y
21.     Error_Handler();
    & L+ ^* d. [/ W+ ~* F4 M
22.   }
    + _. {" u! f2 g+ j
23.   /* USER CODE BEGIN HASH_Init 2 */
    
24. 
    
25.   /* USER CODE END HASH_Init 2 */
    
26. 
    0 s+ f5 E5 k; Q
27. }

复制代码

$ G' J# C) X6 M3 q3 v7 J! c! W8 SHASH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。
3 U: ?4 }; S- Q3 I+ M; s0 [
* T+ u! A7 u7 }# R; v

1. 
   8 p3 i7 [/ q3 ~
2. /** @defgroup HASH_Algorithm_Selection   HASH algorithm selection
   , U, N) [- ^( o. a& z( }; [1 t9 _
3.   * @{
   . E. }5 U/ F+ ^' Z; g6 G; H- k% Q8 r
4.   */
   0 ^: R- B; K7 c. H* B
5.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA1         0x00000000U                         /*!< HASH function is SHA1   */
   " j" G. R4 s) ^$ H# ~2 N3 w9 M
6.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA224       HASH_CR_ALGO_1                      /*!< HASH function is SHA224 */
   + H* I7 z1 e3 O5 N: M
7.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA256       (HASH_CR_ALGO_0 | HASH_CR_ALGO_1)     /*!< HASH function is SHA256 */
   
8.   #if defined (HASH_CR_ALGO_2)
   ' M6 U# S8 t  B# ]$ k  s8 ?& J
9.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA384       (HASH_CR_ALGO_2 |  HASH_CR_ALGO_3)  /*!< HASH function is SHA384 */
   8 }' _0 E5 V1 O! [2 b2 H* l
10.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA512_224   (HASH_CR_ALGO_0 | HASH_CR_ALGO_2 |  HASH_CR_ALGO_3)
    
11.   /*!< HASH function is SHA512_224 */
    # q% h+ x4 z+ r$ N9 Q' b8 G- w/ u
12.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA512_256   (HASH_CR_ALGO_1 | HASH_CR_ALGO_2 |  HASH_CR_ALGO_3)
    
13.   /*!< HASH function is SHA512_256 */
    
14.   #define HASH_ALGOSELECTION_SHA512        HASH_CR_ALGO                       /*!< HASH function is SHA512 */
    1 X: A+ B" p" U1 F7 b
15.   #endif /* defined (HASH_CR_ALGO_2) */

复制代码

非常方便，hhash.Init.DataType = HASH_NO_SWAP; 是定义的数据格式。
7 w, t1 ?+ T: N+ I+ t" l随机数生成

1. 
   
2. /**
     a" |: p# l0 \  y3 [% A6 Z1 C
3.   * @brief RNG Initialization Function
   
4.   * @param None
   + Y( A2 m# T  _+ J, m+ W0 ^
5.   * @retval None
   
6.   */static void MX_RNG_Init(void)
   , u# m8 p3 @2 F
7. {
   1 T! i3 i1 J' j
8. 
   
9.   /* USER CODE BEGIN RNG_Init 0 */
   
10. 
    
11.   /* USER CODE END RNG_Init 0 */
    
12. 
    
13.   /* USER CODE BEGIN RNG_Init 1 */
    
14. 
    
15.   /* USER CODE END RNG_Init 1 */
    
16.   hrng.Instance = RNG;
    
17.   hrng.Init.ClockErrorDetection = RNG_CED_ENABLE;
    , r; U  G6 [' g
18.   if (HAL_RNG_Init(&hrng) != HAL_OK)
    " V5 l2 Y4 A  Z: q1 g4 N
19.   {
    
20.     Error_Handler();
    3 o8 q  i  Q; r0 q* ?
21.   }
    6 i* b+ j0 a1 g; K. b* d" U5 v
22.   /* USER CODE BEGIN RNG_Init 2 */
    ) x& d) \5 V: d2 M& Y
23. 
    : s; R+ A; ?! Y9 h
24.   /* USER CODE END RNG_Init 2 */
    * |8 E  ^$ J$ @
25. 
    
26. }

复制代码

0 W/ h- S6 u# `9 u* N3 m4 D  D
6 u; f, E) O; Q; l6 n: W0 z/ O8 j然后是调用各功能。

7 `9 t2 B4 I8 m

1. /* USER CODE BEGIN 2 */
   & G8 ~% q% M8 I1 H. [) J3 C. Z
2.   printf("Start a sha256!\n");
   3 Z: _5 F; v8 ]" y; L$ t) S
3.   /* Start HASH computation using DMA transfer */
   + f" m+ s* B# {: a, k8 z
4.   if (HAL_HASH_Start(&hhash, (uint8_t*)aInput, strlen((char const*)aInput), aSHA256Digest,0xFFFF) != HAL_OK)
   $ Y; T5 d( j! g) T8 @% A% I+ u
5.   {
     \3 G2 m- P" U5 G  v! R4 u" I; r
6.     Error_Handler();
   
7.   }
   3 b; ?2 T# a0 Y' o! _
8.   while (HAL_HASH_GetState(&hhash) != HAL_HASH_STATE_READY);
   ; N7 O* v( D2 {0 m4 U( U+ W) r
9. 
   
10.   if(HAL_RNG_GenerateRandomNumber(&hrng,(uint32_t*)&uwRNGValue) != HAL_OK)
    ' \0 T/ h2 |, _. f
11.   {
    , [; b3 ]- S% M1 J) u
12.     Error_Handler();
    
13.   }
    $ m, j2 ^3 [- g3 C7 U% F
14.   while (HAL_RNG_GetState(&hrng) != HAL_RNG_STATE_READY);
    ( [- r/ U/ d: p" A
15. 
    & {( P, v3 A. ]* c4 f' v4 J& U
16.   printf("Gnerate Random Number:0x%X\n",uwRNGValue);
    
17.   uwCRCValue = HAL_CRC_Calculate(&hcrc,(uint32_t*)aInput,strlen((char const*)aInput));  
    
18. 
    3 ^. q) b! c! _
19.   printf("Generate CRC Value:0x%X\n",uwCRCValue);
    
20. 
    
21.   printf("Gnerate SHA256\n Diges:");
    6 y! L" W' e1 B3 j
22.   for(int i=0;i<32;i++)
    + O& b& N8 f8 r
23.   {
    
24.     printf("%02X",aSHA256Digest[i]);
    
25.   }
    ( J7 U2 ^' h5 `3 k1 d5 I
26.   printf("\n");

复制代码

输出结果：

6 j" a% d& {$ {) ^5 {! |: x
5 V! C& G0 F5 y5 W+ {2 X/ ~& k3 k
0 Y: B% ^0 d2 V) u: [: _
0 u7 }" d. W  ^8 ^- T0 O' I. F2 J& Z来源：EEWORLD论坛网友 bigbat 版权归原作者所有

- ~" v& z+ V' [5 W, D4 A! D; {