STM32实现SSL通讯_stm32tls资源-CSDN文库

4星 · 超过85%的资源需积分: 50 41 浏览量 2014-05-31 16:01:51 上传评论 8 收藏 1.24MB PDF 举报

### STM32 实现SSL通讯 #### 一、引言随着网络安全日益受到重视，确保数据传输的安全性成为了一个不容忽视的问题。对于嵌入式系统而言，如何在资源受限的条件下实现安全通信变得尤为重要。本篇文章将基于STM32F217xx微控制器的应用笔记（AN3365），探讨其如何实现SSL（Secure Sockets Layer）/TLS（Transport Layer Security）加密通讯，并提供详细的背景介绍、技术分析及实际应用案例。 #### 二、SSL/TLS协议概述 ##### 2.1 SSL应用层 SSL协议主要应用于网络通信中，用于建立一个安全的通道来保护数据不被窃听或篡改。它位于TCP/IP协议之上，提供了数据加密、认证及完整性保护等功能。 ##### 2.2 SSL/TLS协议的历史 - **SSL**：由Netscape公司在1994年开发，最初版本为SSL 1.0，但由于存在安全漏洞并未发布。后续版本SSL 2.0和SSL 3.0相继发布，广泛应用于Web浏览器与服务器之间。 - **TLS**：作为SSL的继任者，TLS 1.0于1999年由IETF（Internet Engineering Task Force）发布，之后TLS 1.1、TLS 1.2相继推出，目前最新版本为TLS 1.3。 ##### 2.3 SSL/TLS子协议 SSL/TLS协议包含多个子协议，共同协作完成加密通信过程： - **SSL Handshake Protocol**：负责在客户端与服务器之间交换证书、协商加密算法以及生成会话密钥等操作。 - **SSL Record Protocol**：定义了如何将上层协议的数据封装成SSL记录，并对数据进行压缩、加密处理。 - **SSL Alert Protocol**：用于在发生错误时发送警告信息，帮助双方了解通信失败的原因。 - **Change Cipher Spec Protocol**：用于通知对方从当前的加密模式切换到新的加密模式。 #### 三、PolarSSL库简介 PolarSSL是一个轻量级的开源SSL/TLS库，非常适合嵌入式系统使用。它支持多种加密算法，并且具有高度可移植性。本项目中使用的PolarSSL库版本为v1.3.9。 ##### 3.1 许可证 PolarSSL采用MIT许可证发布，允许自由地使用和分发，但需保留版权声明。 #### 四、STM32F217xx硬件加密特性 STM32F217xx系列微控制器集成了强大的硬件加密处理器，支持多种加密算法，包括但不限于AES（128/192/256位）、Triple DES、DES、SHA-1、MD5以及随机数生成器（RNG）。 ##### 4.1 加密处理器 - **AES/128/192/256**：支持不同密钥长度的高级加密标准。 - **Triple DES/DES**：提供双重和三重DES加密支持。 - **SHA-1/MD5**：支持常见的哈希算法，用于数据完整性的校验。 ##### 4.2 随机数生成器 STM32F217xx内置了高质量的随机数生成器，可以生成真正随机的数字序列，这对于加密算法的安全性至关重要。 ##### 4.3 哈希处理器 STM32F217xx还集成了专门的哈希处理器，支持SHA-1和MD5算法，提高了哈希运算的速度。 #### 五、STM32F217xx实现SSL通讯的实际案例本节将详细介绍STM32F217xx实现SSL加密通讯的具体步骤。 ##### 5.1 包目录与固件组件 - **包目录**：本项目提供的软件包包括多个目录，如“src”、“inc”等，分别存放源代码文件和头文件。 - **固件组件**：主要组件包括STM32 HAL库、PolarSSL库以及特定的应用程序代码。 ##### 5.2 演示设置 - **PHY接口配置**：根据所使用的物理层接口（如MII或RMII）进行相应的配置。 - **MAC与IP地址设置**：设置STM32的MAC与IP地址，以便在网络中唯一标识该设备。 - **STM3221G-EVAL设置**：如果使用的是STM3221G-EVAL评估板，则还需对其进行必要的设置，比如时钟配置等。 ##### 5.3 如何使用演示 - **编译与烧录**：使用STM32CubeIDE或其他IDE工具编译项目并烧录到目标板上。 - **运行测试**：通过串口或网络连接观察演示结果，验证SSL通讯是否成功建立。 #### 六、总结通过上述介绍，我们可以看出STM32F217xx凭借其强大的硬件加密能力以及PolarSSL库的支持，能够有效地实现SSL加密通讯。这对于嵌入式系统的安全通信来说是非常重要的。未来，随着物联网技术的发展，SSL/TLS加密将成为更多嵌入式设备的标准配置。

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October 2011 Doc ID 018609 Rev 2 1/42

AN3365

Application note

Secure socket layer (SSL) for STM32F217xx microcontroller

1 Introduction

STM32F217xx microcontrollers feature a complete 10/100 Ethernet MAC, supporting MII

and RMII to interface the PHY, with hardware checksums of the IP, UDP, TCP and ICMP

protocols.

One of the advanced features of the STM32F217xx is the hardware cryptographic processor

for AES/128/192/256, Triple DES, DES, SHA-1, MD5 and RNG.

Secure Sockets Layer (SSL) and Transport Layer Security (TLS) cryptographic protocols

provide security for communications over networks, such as the Internet, and allow client

and server applications to communicate in a way that is private and secure.

The purpose of this application note is to present a demonstration package built on top of a

free SSL/TLS library: the PolarSSL library.

This application note is structured as follows:

● A short glossary is provided in Section 2.

● A general introduction to SSL/TLS is presented in Section 3.

● Section 4 introduces the PolarSSL library.

● Section 5 describes the STM32F217xx hardware cryptographic processors.

● Lastly, Section 6 describes the demonstration package for STM32F217xx.

Note: This application targets only STM32F217xx devices, since the cryptographic acceleration is

not embedded in STM32F207xx devices, and it uses the STM3221G-EVAL board as a

hardware platform.

www.st.com

Contents AN3365

2/42 Doc ID 018609 Rev 2

Contents

1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3 SSL/TLS protocol overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.1 SSL application layers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.2 History of the SSL/TLS protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.3 SSL/TLS sub-protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.3.1 SSL Handshake protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.3.2 SSL Record protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.3.3 SSL Alert protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.3.4 Change Cipher Spec protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

4 PolarSSL library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.1 License . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5 STM32F217xx hardware cryptography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5.1 Cryptographic processor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5.2 Random number generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5.3 Hash processor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

6 Description of the demonstration package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

6.1 Package directories and firmware components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

6.1.1 Package directories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

6.1.2 Firmware components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

6.2 Demonstration settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

6.2.1 PHY interface configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

6.2.2 MAC and IP address settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

6.2.3 STM3221G-EVAL settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

6.3 How to use the demonstration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

6.3.1 SSL client demonstration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

6.3.2 SSL server demonstration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

6.4 Memory footprint of the SSL demonstrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

6.4.1 SSL client demonstration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

AN3365 List of figures

Doc ID 018609 Rev 2 5/42

List of figures

Figure 1. SSL application architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Figure 2. SSL sub-protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Figure 3. SSL Handshake protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Figure 4. Handshake protocol to resume an SSL session. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Figure 5. SSL Record protocol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Figure 6. Demonstration package structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Figure 7. PolarSSL & LwIP connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figure 8. SSL client demonstration architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Figure 9. SSL client demonstration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 10. ssl_server application window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figure 11. HyperTerminal window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Figure 12. SSL server demonstration architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Figure 13. SSL server demonstration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Figure 14. HTML page displayed on successful connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Figure 15. HyperTerminal SSL server connection status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Figure 16. SSL client task flowchart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Figure 17. SSL server task flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Figure 18. Untrusted connection dialog 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Figure 19. Untrusted connection dialog 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Figure 20. Add Security Exception dialog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Figure 21. Task status page . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Figure 22. Cannot display webpage error message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Figure 23. Certificate error message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Figure 24. Task status page . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

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内容反馈

zsw501265692

2019-06-11

大骗子，骗我42个积分
zhenyao1210

2017-10-20

下下来看看行不行
yao501848080

2018-11-03

哈哈，有点搞笑了
EugeneYin

2019-04-17

坑，太坑了，大坑
tianya8854

2017-10-17

还没下，怎么显示下过了

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