【SAMV71】熟悉AES加密

枫飞

通常对代码的加密保护有硬件加密方式和软件加密方式。
AES是通常比较常用的一种有效加密方式
什么是AES加密？
从概念上来说
高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。
Rijndael密码的设计力求满足以下3条标准：
① 抵抗所有已知的攻击。
② 在多个平台上速度快，编码紧凑。
③ 设计简单。
当前的大多数分组密码，其轮函数是Feistel结构。
Rijndael没有这种结构。
Rijndael轮函数是由3个不同的可逆均匀变换
严格地说，AES和Rijndael加密法并不完全一样（虽然在实际应用中二者可以互换），因为Rijndael加密法可以支持更大范围的区块和密钥长度：AES的区块长度固定为128 比特，密钥长度则可以是128，192或256比特；而Rijndael使用的密钥和区块长度可以是32位的整数倍，以128位为下限，256比特为上限。加密过程中使用的密钥是由Rijndael密钥生成方案产生。
大多数AES计算是在一个特别的有限域完成的。
AES加密过程是在一个4×4的字节矩阵上运作，这个矩阵又称为“状态（state）”，其初值就是一个明文区块（矩阵中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte）。（Rijndael加密法因支持更大的区块，其矩阵行数可视情况增加）加密时，各轮AES加密循环（除最后一轮外）均包含4个步骤：
  AddRoundKey — 矩阵中的每一个字节都与该次轮秘钥（round key）做XOR运算；每个子密钥由密钥生成方案产生。
  SubBytes — 通过个非线性的替换函数，用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。
  ShiftRows — 将矩阵中的每个横列进行循环式移位。
  MixColumns — 为了充分混合矩阵中各个直行的操作。这个步骤使用线性转换来混合每列的四个字节。
最后一个加密循环中省略MixColumns步骤，而以另一个AddRoundKey取代。
更为深入的说明可以看看度娘O(∩_∩)O~
从实用角度来说，咱还是看看具体程序
atmel还是比较贴心的，居然给出了基于atmel芯片的加密例程
咱来实际体验下
先看看主函数
int main(void){        uint8_t key;        /* Initialize the SAM system */        sysclk_init();        board_init();        /* Initialize the console  */        configure_console();        /* Output example information */        printf("-- AES Example --\r\n");        printf("-- %s\n\r", BOARD_NAME);        printf("-- Compiled: %s %s --\n\r", __DATE__, __TIME__);        /* Enable the AES module. */        aes_get_config_defaults(&g_aes_cfg);        aes_init(AES, &g_aes_cfg);        aes_enable();        /* Enable AES interrupt. */        aes_set_callback(AES, AES_INTERRUPT_DATA_READY,                        aes_callback, 1);        /* Display menu */        display_menu();        while (1) {                scanf("%c", (char *)&key);                switch (key) {                case 'h':                        display_menu();                        break;                case '1':                        printf("ECB mode encryption and decryption test.\r\n");                        ecb_mode_test();                        break;                case '2':                        printf("CBC mode encryption and decryption test.\r\n");                        cbc_mode_test();                        break;                case '3':                        printf("CFB128 mode encryption and decryption test.\r\n");                        cfb128_mode_test();                        break;                case '4':                        printf("OFB mode encryption and decryption test.\r\n");                        ofb_mode_test();                        break;                case '5':                        printf("CTR mode encryption and decryption test.\r\n");                        ctr_mode_test();                        break;                case 'd':                        #if SAM4E                        printf(                                        "ECB mode encryption and decryption test with DMA.\r\n");                        ecb_mode_test_dma();                        #else                        printf("This mode is not supported by device.\r\n");                        #endif                        break;                case 'p':                        #if SAM4C || SAM4CP || SAM4CM                        printf(                                        "ECB mode encryption and decryption test with PDC.\r\n");                        ecb_mode_test_pdc();                        #else                        printf("This mode is not supported by device.\r\n");                        #endif                        break;                default:                        break;                }        }}主要两部分，使能AES模式和使能AES中断程序模块化集成的很不错，调用很方便
具体的函数在aes.c文件中
void aes_set_callback(                Aes *const p_aes,                aes_interrupt_source_t source,                aes_callback_t callback,                uint8_t irq_level){        /* Validate arguments. */        Assert(p_aes);                if (source == AES_INTERRUPT_DATA_READY) {                aes_callback_pointer[0] = callback;        } else if (source == AES_INTERRUPT_UNSPECIFIED_REGISTER_ACCESS) {                aes_callback_pointer[1] = callback;        } #if SAM4C || SAM4CP || SAM4CM        else if (source == AES_INTERRUPT_END_OF_RECEIVE_BUFFER) {                aes_callback_pointer[2] = callback;        } else if (source == AES_INTERRUPT_END_OF_TRANSMIT_BUFFER) {                aes_callback_pointer[3] = callback;        } else if (source == AES_INTERRUPT_RECEIVE_BUFFER_FULL) {                aes_callback_pointer[4] = callback;        } else if (source == AES_INTERRUPT_TRANSMIT_BUFFER_FULL) {                aes_callback_pointer[5] = callback;        }#elif SAMV70 || SAMV71 || SAME70 || SAMS70        else if ((source == AES_INTERRUPT_TAG_READY)) {                aes_callback_pointer[2] = callback;        }#endif /* SAM4C || SAM4CP || SAM4CM */        irq_register_handler((IRQn_Type)AES_IRQn, irq_level);        aes_enable_interrupt(p_aes, source);}详细的AES中断处理void AES_Handler(void){        uint32_t status = aes_read_interrupt_status(AES);        uint32_t mask = aes_read_interrupt_mask(AES);        if ((status & AES_ISR_DATRDY) && (mask & AES_IMR_DATRDY)) {                if (aes_callback_pointer[0]) {                        aes_callback_pointer[0]();                }        }        if ((status & AES_ISR_URAD) && (mask & AES_IMR_URAD)) {                if (aes_callback_pointer[1]) {                        aes_callback_pointer[1]();                }        }#if SAM4C || SAM4CP || SAM4CM        if ((status & AES_ISR_ENDRX) && (mask & AES_IMR_ENDRX)) {                if (aes_callback_pointer[2]) {                        aes_callback_pointer[2]();                }        }        if ((status & AES_ISR_ENDTX) && (mask & AES_IMR_ENDTX)) {                if (aes_callback_pointer[3]) {                        aes_callback_pointer[3]();                }        }        if ((status & AES_ISR_RXBUFF) && (mask & AES_IMR_RXBUFF)) {                if (aes_callback_pointer[4]) {                        aes_callback_pointer[4]();                }        }        if ((status & AES_ISR_TXBUFE) && (mask & AES_IMR_TXBUFE)) {                if (aes_callback_pointer[5]) {                        aes_callback_pointer[5]();                }        }#elif SAMV70 || SAMV71 || SAME70 || SAMS70        if ((status & AES_IER_TAGRDY) && (mask & AES_IER_TAGRDY)) {                if (aes_callback_pointer[2]) {                        aes_callback_pointer[2]();                }        }#endif /* SAM4C || SAM4CP || SAM4CM */}其实还是通过算法调用指定的数组，不停的数据变化整个工程很多的定义和一层层的数据处理，还是算法啊，写的不错，感兴趣的可以一起研究下