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STM32F7系列安全特性

引言

在现代嵌入式系统设计中，安全性是一个至关重要的方面。STM32F7系列单片机不仅提供了高性能的处理能力，还集成了多种安全特性，以确保系统的数据安全和功能可靠性。本节将详细介绍STM32F7系列的安全特性，包括硬件安全模块、软件保护机制、安全启动和固件更新等方面的内容。

硬件安全模块

1.RNG（随机数生成器）

随机数生成器（RNG）是STM32F7系列中一个重要的硬件安全模块，用于生成高质量的随机数。这些随机数在加密算法、安全通信、密钥生成等场景中发挥着关键作用。

原理

RNG模块基于物理噪声源生成真随机数，确保生成的随机数具有不可预测性和均匀分布。STM32F7的RNG模块符合NISTSP800-90B标准，能够提供高质量的随机数。

内容

RNG模块通常通过外设接口进行配置和使用。用户可以通过配置寄存器来控制随机数生成的频率和模式。生成的随机数可以通过DMA（直接内存访问）控制器传输到内存中，提高数据传输效率。

代码示例

以下是一个简单的示例，展示如何使用STM32F7的RNG模块生成随机数并将其存储到变量中。

#includestm32f7xx_hal.h

//初始化RNG模块

voidRNG_Init(void){

RNG_HandleTypeDefhrng;

//RNG模块初始化结构体

hrng.Instance=RNG;

hrng.Init.ClockErrorDetection=RNG_CED_ENABLE;

//初始化RNG模块

if(HAL_RNG_Init(hrng)!=HAL_OK){

//初始化失败处理

Error_Handler();

}

}

//生成随机数

uint32_tGenerate_Random_Number(void){

uint32_trandom_number=0;

//生成随机数

if(HAL_RNG_GenerateRandomNumber(hrng,random_number)!=HAL_OK){

//生成随机数失败处理

Error_Handler();

}

returnrandom_number;

}

intmain(void){

//初始化HAL库

HAL_Init();

//初始化RNG模块

RNG_Init();

//生成随机数

uint32_trandom_num=Generate_Random_Number();

//打印随机数

printf(GeneratedRandomNumber:%lu\n,random_num);

//主循环

while(1){

//用户代码

}

}

voidError_Handler(void){

//错误处理

while(1){

}

}

2.AES（高级加密标准）

高级加密标准（AES）模块是STM32F7系列中用于数据加密和解密的硬件加速器。AES模块支持128位、192位和256位密钥长度，可以显著提高加密操作的速度和效率。

原理

AES模块通过硬件实现加密和解密算法，支持ECB（电子密码本模式）、CBC（密码块链模式）等多种工作模式。用户可以通过配置寄存器来选择不同的密钥长度和工作模式。

内容

AES模块通常用于保护敏感数据，例如在安全通信、数据存储和身份验证等场景中。用户可以通过HAL库提供的API来配置和使用AES模块。

代码示例

以下是一个示例，展示如何使用STM32F7的AES模块进行数据加密。

#includestm32f7xx_hal.h

//AES模块初始化

voidAES_Init(void){

AES_HandleTypeDefhaes;

//AES模块初始化结构体

haes.Instance=AES;

haes.Init.KeySize=AES_KEYSIZE_128B;

haes.Init.DataType=AES_DATATYPE_8B;

haes.Init.Mode=AES_MODE_ECB;

haes.