DX8加密芯片應(yīng)用開發(fā)手冊（六）

7.2.基于標(biāo)識數(shù)據(jù)加解密函數(shù)（DX82C04）：

DX8加密芯片應(yīng)用開發(fā)手冊第六部分主要講解DX82C04物聯(lián)網(wǎng)安全加密芯片在基于標(biāo)識認(rèn)證實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加解密中函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方法！

7.2.1. 基本原理

用戶執(zhí)行數(shù)據(jù)加密或者解密運(yùn)算需要兩個(gè)步驟：

l? 產(chǎn)生加密密鑰或者產(chǎn)生解密密鑰

l? 加密明文或者解密密文

1.? 加密方DX82芯片首先根據(jù)輸入的標(biāo)識參數(shù)和內(nèi)部產(chǎn)生的真隨機(jī)數(shù)，共同生成隨機(jī)動(dòng)態(tài)的會話密鑰(真正的數(shù)據(jù)加解密密鑰，動(dòng)態(tài)存儲在DX82芯片內(nèi)部，永遠(yuǎn)無法讀出)，然后對明文數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

2.? 加密方將動(dòng)態(tài)的隨機(jī)數(shù)和密文傳給解密方。

3. 解密方收到數(shù)據(jù)后，首先利用動(dòng)態(tài)的隨機(jī)數(shù)恢復(fù)會話密鑰，然后對密文數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。

說明1：只有加密密鑰產(chǎn)生成功后才能執(zhí)行數(shù)據(jù)加密，同樣只有解密密鑰產(chǎn)生成功后才能執(zhí)行數(shù)據(jù)解密，任何錯(cuò)誤都會使DX82芯片內(nèi)部密鑰產(chǎn)生標(biāo)志清除。

說明2：會話密鑰只能由擁有加密方輸入的標(biāo)識參數(shù)的DX82芯片才能恢復(fù)，因此加密方對誰進(jìn)行加密，就只有誰能解密，即使第三方獲得了動(dòng)態(tài)的隨機(jī)數(shù)和密文也無法恢復(fù)真正的會話密鑰。

7.2.2. 會話密鑰產(chǎn)生模式

DX82每次產(chǎn)生會話密鑰的輸入?yún)?shù)主要依賴：芯片內(nèi)部自動(dòng)產(chǎn)生的真隨機(jī)數(shù)、群密鑰、可選的對方8個(gè)字節(jié)SN序列號、可選的對方7個(gè)字節(jié)UID號以及雙方可臨時(shí)約定的8個(gè)字節(jié)任意OT值共同運(yùn)算產(chǎn)生。根據(jù)輸入可選的參數(shù)相，可以實(shí)現(xiàn)一對一私聊和一對多群聊。

關(guān)于群密鑰，DX82芯片內(nèi)置了一個(gè)固定的公共密鑰域和一個(gè)用戶可設(shè)的私有密鑰域（KEYB），DX82芯片之間可以選擇私有域內(nèi)加解密通信，也可選擇公共域內(nèi)實(shí)現(xiàn)跨群加解密通信，根據(jù)可選的輸入?yún)?shù)相可以有以下8種模式：

?

會話密鑰模式	群密鑰 選擇	可選項(xiàng)			備注
		SN	UID	OT
PUBLIC	公共域	?	?	?	公共域群聊
PUBLIC_OT		?	?	Yes	公共域臨時(shí)群聊
PUBLIC_SN		Yes	?	?	公共域私聊
PUBLIC_SNOT		Yes	?	Yes	公共域臨時(shí)群私聊
PUBLIC_ID		?	Yes	?	公共域私聊
PUBLIC_IDOT		?	Yes	Yes	公共域臨時(shí)群私聊
PUBIC_IDSN		Yes	Yes	?	公共域私聊
PUBLIC_IDSNOT		Yes	Yes	Yes	公共域臨時(shí)群私聊
PRIVATE	私有域 （KEYB）	?	?	?	私有域群聊
PRIVATE_OT		?	?	Yes	私有域臨時(shí)群聊
PRIVATE_SN		Yes	?	?	私有域私聊
PRIVATE_SNOT		Yes	?	Yes	私有域臨時(shí)群私聊
PRIVATE_ID		?	Yes	?	私有域私聊
PRIVATE_IDOT		?	Yes	Yes	私有域臨時(shí)群私聊
PRIVATE_IDSN		Yes	Yes	?	私有域私聊
PRIVATE_IDSNOT		Yes	Yes	Yes	私有域臨時(shí)群私聊

?

說明1：SN是出廠后永遠(yuǎn)物理唯一的，UID是用戶設(shè)定的邏輯唯一，UID可以是用戶自定義的編碼規(guī)則，也可以綁定現(xiàn)有的編碼規(guī)范，如手機(jī)號、QQ號等，便于記憶，SN和UID單獨(dú)參與會話密鑰產(chǎn)生均可實(shí)現(xiàn)私聊，但SN和UID一起參與唯一性會更強(qiáng)。

說明2：OT值可以理解為臨時(shí)的會議密鑰或者臨時(shí)的驗(yàn)證碼，需要通過其他方式告知對方。

7.2.3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義

7.2.3.1.? CRYPTO_TYPE

? ? ? ? ? ? ?C語言：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Java語言：

? ? ? ? ? ?

7.2.3.2.? CRYPTO_MODE

? ? ? ? ? ? C語言：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???Java語言：

? ? ? ?

7.2.3.3.? CRYPTO_PARA

? ? ? ? ? ?C語言：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Java語言：

? ? ? ? ?

seed：DX82芯片產(chǎn)生會話密鑰時(shí)，在芯片內(nèi)部自動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的隨機(jī)數(shù)

slen：指定上述動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)的長度

7.2.4. 直接初始化會話密鑰

u8_x DX8_InitSessionKey(u8_x *buf);

功能描述：直接初始化會話密鑰

參數(shù)：??? buf?? 輸入的16個(gè)字節(jié)會話密鑰

返回值：? 初始化成功返回0，否則返回錯(cuò)誤代碼

說明： 該函數(shù)功能是直接初始化會話密鑰，適合于事先雙方直接約定會話密鑰場合，不需要?jiǎng)討B(tài)產(chǎn)生會話密鑰，初始化成功后，接下來只能執(zhí)行數(shù)據(jù)加密或者解密的命令，其他任何其他命令或者錯(cuò)誤都將清除密鑰初始化標(biāo)志。

示例代碼：

u8_x rv;

u8_x buf[16];

rv = DX8_ InitSessionKey (buf);

if (rv) {

?? printf(“Initial Session Key failed, rv = 0x%.2x\n”, rv);

?? return rv;

}

7.2.5. 根據(jù)標(biāo)識產(chǎn)生會話密鑰

u8_x DX8_GenSessionKey( CRYPTO_TYPE type,

CRYPTO_MODE mode,

CRYPTO_PARA *para );

功能描述：根據(jù)CRYPTO_TYPE, CRYPTO_MODE, CRYPTO_PARA產(chǎn)生相應(yīng)的會話密鑰

參數(shù)：??? type? 會話密鑰的類型，包括加密、解密、簽名、驗(yàn)簽的會話密鑰

????????? mode? 會話密鑰的模式，請見前文會話密鑰產(chǎn)生模式

????????? para? 產(chǎn)生會話密鑰的參數(shù)，請見示例代碼描述

返回值：? 產(chǎn)生成功返回0，否則返回錯(cuò)誤代碼

?

示例代碼1（加密方：產(chǎn)生加密會話密鑰）：

u8_x rv;

CRYPTO_PARA para;

//? 以PRIVATE_IDSNOT模式為例，需要對para.ID, para.SN, para.OT賦值

//? 1. 請賦值解密方ID, 如：

para.ID = 0xxxxxxx;

//? 2. 請賦值解密方SN, 如：

para.SN = 0xxxxxxx;

//? 3. 請賦值臨時(shí)OT值, 如：

para.OT = 0xxxxxxx;

//? 4. 加密需要使用動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)的長度，最大32個(gè)字節(jié),如：

para.slen = 32;

//? 5. 產(chǎn)生加密的會話密鑰：

rv = DX8_ GenSessionKey (CRYPTO_ENC, PRIVATE_IDSNOT, ?);

if (rv) {

?? ???printf(“Generate Session Key failed, rv = 0x%.2x\n”, rv);

?? ???return rv;

}

說明1：加密方會話密鑰產(chǎn)生成功后，para.seed將存儲DX82芯片返回指定長度的動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)，該隨機(jī)數(shù)需要和密文一起傳給解密方

說明2：加密方會話密鑰產(chǎn)生成功后，接著只能執(zhí)行數(shù)據(jù)加密的操作，其他任何命令和錯(cuò)誤都會清除芯片內(nèi)部的會話密鑰產(chǎn)生標(biāo)志

?

示例代碼2（解密方：產(chǎn)生解密會話密鑰）：

u8_x rv;

CRYPTO_PARA para;

// 不管什么模式，產(chǎn)生解密會話密鑰時(shí)，使用的是芯片自身的SN和ID

//? 以PRIVATE_IDSNOT為例，需要對para.OT賦值，

//? 1. 請賦值加密方使用的OT值，如：

para.OT = 0xxxxxx；

//? 2. 請賦值加密方的產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)，如：

para.seed = 0xxxxxx；

//? 3. 請賦值加密方的產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)的長度，如：

para.slen = 32；

//? 4. 產(chǎn)生解密會話密鑰：

rv = DX8_ GenSessionKey (CRYPTO_DEC, PRIVATE_IDSNOT, ?);

if (rv) {

?? ???printf(“Generate Session Key failed, rv = 0x%.2x\n”, rv);

?? ???return rv;

}

說明1：加解密雙方必須使用相同會話密鑰模式，否則無法產(chǎn)生正確會話密鑰

說明2：解密會話密鑰產(chǎn)生成功后，接著只能執(zhí)行數(shù)據(jù)解密的操作，其他任何命令和錯(cuò)誤都會清除芯片內(nèi)部的會話密鑰產(chǎn)生標(biāo)志

示例代碼3（簽名方：產(chǎn)生簽名會話密鑰）：

u8_x rv;

CRYPTO_PARA para;

// 不管什么模式，產(chǎn)生簽名會話密鑰時(shí)，使用芯片自身的SN和ID

//? 以PRIVATE_IDSNOT為例，只需對para.OT賦值

//? 1. 請賦值臨時(shí)OT值, 如：

para.OT = 0xxxxxx；

//? 2. 簽名需要使用動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)的長度，如：

para.slen = 32；

//? 3. 產(chǎn)生簽名的會話密鑰

rv = DX8_ GenSessionKey (CRYPTO_SIG, PRIVATE_IDSNOT, ?);

if (rv) {

?? ???printf(“Generate Session Key failed, rv = 0x%.2x\n”, rv);

?? ???return rv;

}

說明1：簽名會話密鑰產(chǎn)生成功后，para.seed將存儲DX82芯片返回指定長度的動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)，該隨機(jī)數(shù)需要和簽名值一起傳給驗(yàn)簽方

說明2：簽名會話密鑰產(chǎn)生成功后，接著只能執(zhí)行數(shù)據(jù)簽名的操作，其他任何命令和錯(cuò)誤都會清除芯片內(nèi)部的會話密鑰產(chǎn)生標(biāo)志

?

示例代碼4（驗(yàn)簽方：產(chǎn)生驗(yàn)簽會話密鑰）：

u8_x rv;

CRYPTO_PARA para;

//? 以PRIVATE_IDSNOT為例，需要對para.ID, para.SN, para.OT賦值

//? 1. 請賦值簽名方ID, 如：

para.ID = 0xxxxx；

//? 2. 請賦值簽名方SN, 如：

para.SN = 0xxxxx；

//? 3. 請賦值簽名方使用的OT值, 如：

para.OT = 0xxxx；

//? 4. 請賦值簽名方產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù), 如：

para.seed = 0xxxxx；

//? 5. 上述動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)的長度，如：

para.slen = 32；

//? 6. 產(chǎn)生驗(yàn)簽會話密鑰：

rv = DX8_ GenSessionKey (CRYPTO_VSIG, PRIVATE_IDSNOT, ?);

if (rv) {

?? ???printf(“Generate Session Key failed, rv = 0x%.2x\n”, rv);

? ????return rv;

}

說明：簽名方和驗(yàn)簽方必須使用相同會話密鑰模式，否則無法產(chǎn)生正確會話密鑰

7.2.6. Crypto計(jì)算

u8_x DX8_DoCrypto( CRYPTO_TYPE type,

u8_x ?*din,

u8_x ?*dout,

u16_x len );

功能描述：根據(jù)指定的CRYPTO_TYPE對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行Crypto計(jì)算

參數(shù)：??? type?? crypto計(jì)算類型，包括加密、解密、簽名、驗(yàn)簽

????????? din??? 輸入數(shù)據(jù)

????????? dout?? 輸出數(shù)據(jù)

????????? len??? 計(jì)算數(shù)據(jù)的長度

返回值：? 計(jì)算成功返回0，否則返回錯(cuò)誤代碼

說明：在進(jìn)行指定的crypto類型計(jì)算前，必須要先直接初始化會話密鑰或者產(chǎn)生相應(yīng)的會話密鑰，否則返回操作權(quán)限錯(cuò)誤，會話密鑰產(chǎn)生成功后，可連續(xù)多次執(zhí)行相應(yīng)的crypto計(jì)算，任何其他的命令都會清除DX82芯片內(nèi)部的會話密鑰標(biāo)志。

示例代碼：

u8_x rv;

u8_x din[1024];

u8_x dout[1024];

// 加密運(yùn)算

rv = DX8_ GenSessionKey (CRYPTO_ENC, PRIVATE_IDSNOT, ?);

rv = DX8_DoCrypto(CRYPTO_ENC, din, dout, 1024);

// 解密運(yùn)算

rv = DX8_ GenSessionKey (CRYPTO_DEC, PRIVATE_IDSNOT, ?);

rv = DX8_DoCrypto(CRYPTO_DEC, din, dout, 1024);

// 簽名運(yùn)算

rv = DX8_ GenSessionKey (CRYPTO_SIG, PRIVATE_IDSNOT, ?);

rv = DX8_DoCrypto(CRYPTO_SIG, din, dout, 1024);

// 驗(yàn)簽運(yùn)算

rv = DX8_ GenSessionKey (CRYPTO_VSIG, PRIVATE_IDSNOT, ?);

rv = DX8_DoCrypto(CRYPTO_VSIG, din, dout, 1024);

7.3.用戶SHA1計(jì)算（DX82）

DX82芯片為用戶提供了硬件SHA1模塊，可方便主機(jī)的進(jìn)行摘要計(jì)算，減輕主機(jī)計(jì)算能力，一次完整SHA1計(jì)算分為三個(gè)步驟：

l? 初始化

l? 一次或者多次加載數(shù)據(jù)

l? 獲取計(jì)算結(jié)果

7.3.1. SHA1初始化

u8_x DX8_Sha1Init(u8_x flag);

功能描述：初始化DX82芯片硬件SHA1

參數(shù)：??? flag, 0: Lib庫軟件計(jì)算， 1：DX8芯片計(jì)算

返回值：? 初始化成功返回0，否則返回錯(cuò)誤代碼

7.3.2. SHA1數(shù)據(jù)加載

u8_x DX8_Sha1Update(u8_x *message, u16_x len);

功能描述：SHA1消息數(shù)據(jù)的輸入，可以多次調(diào)用此函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)加載

參數(shù)：??? message?? 消息輸入

????????? len???????? 消息長度

返回值：? 數(shù)據(jù)加載成功，否則返回錯(cuò)誤代碼

7.3.3. 獲取SHA1計(jì)算結(jié)果

u8_x DX8_Sha1Final(u8_x *digest);

功能描述：獲取SHA1摘要計(jì)算結(jié)果

參數(shù)：??? digest?? 返回的結(jié)果數(shù)據(jù)，20個(gè)字節(jié)

返回值：? 執(zhí)行成功返回0，否則返回錯(cuò)誤代碼

SHA1示例代碼：

u8_x rv; u8_x message[1024]; u8_x digest[20];

rv = DX8_Sha1Init();

rv = DX8_Sha1Update (message,1024); // 一次或者多次加載

rv = DX8_Sha1Final(digest);

?

7.4.軟件流加密函數(shù)

此部分庫函數(shù)全部上位機(jī)軟件計(jì)算，不訪問硬件DX8芯片，供嵌入式系統(tǒng)安全協(xié)議開發(fā)，用戶可采用此部分的函數(shù)對明文數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先軟件加密變換，更加增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性能。

7.4.1. 初始化流加密密鑰：

u8_x Lib_InitStreamKey(u8_x *buf, u8_x *seed, u8_x slen);

功能描述：初始化流加密密鑰

參數(shù)：??? buf?? 輸入16個(gè)字節(jié)的密鑰

????????? seed? 輸入的隨機(jī)種子

????????? slen? seed的字節(jié)長度，最大為32個(gè)字節(jié)

返回值：? 執(zhí)行成功返回0，否則返回錯(cuò)誤代碼

7.4.2. 流加密：

u8_x Lib_StreamEncryption(u8_x *din, u8_x *dout, u16_x len);

參數(shù)：??? din??? 輸入明文數(shù)據(jù)

????????? dout?? 輸出密文數(shù)據(jù)

????????? len??? 計(jì)算數(shù)據(jù)的長度

返回值： ?計(jì)算成功返回

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