AT88SC104 加密认证过程
AT88SCXX有三种模式：普通读写，密码验证，身份认证，加密认证；
身份认证：主机读取设备的Cryptogram C 和Secret Seed G 。主机生成随机数与Cryptogram C 和Secret Seed G
相结合生成一个挑战码。挑战码生成（由DES(F1,F2)算法计算出）；再将主机生成的八字节随机数和八字节的挑战码发送给设备。最后重新读取Cryptogram ，将读取的Cryptogram 与主机自己生成的Cryptogram（由DES（F1,F2）算法产生）比较。相同则成功。
加密认证：身份认证后进行加密认证。过程与身份认证类似，将身份认证中的Secret Seed替换成Session Encryption Key（由身份认证时(DES（F1,F2）算法产生)）。
假设用户区0:使用加密认证，步骤：（1）主机读取设备的Cryptogram C 和Secret Seed G 。主机生成随机数与设备Cryptogram C 和Secret Seed G相结合生成一个挑战码。挑战码生成（由DES(F1,F2)算法计算出）；再将主机生成的八字节随机数和八字节的挑战码发送给设备。最后重新读取Cryptogram ，将读取的Cryptogram 与主机自己生成的Cryptogram（由DES（F1,F2）算法产生）比较。相同则成功，重复（1）过程，只要将（1）过程中的Secret Seed替换成Session Encryption Key。
注意：在身份认证成功后需要将Cryptogram 加入到F1,F2算法中。
DES算法（F1，）头文件
#define RA (ucGpaRegisters[0])
#define RB (ucGpaRegisters[1])
#define RC (ucGpaRegisters[2])
#define RD (ucGpaRegisters[3])
#define RE (ucGpaRegisters[4])
#define RF (ucGpaRegisters[5])
#define RG (ucGpaRegisters[6])
#define TA (ucGpaRegisters[7])
#define TB (ucGpaRegisters[8])
#define TC (ucGpaRegisters[9])
#define TD (ucGpaRegisters[10])
#define TE (ucGpaRegisters[11])
#define SA (ucGpaRegisters[12])
#define SB (ucGpaRegisters[13])
#define SC (ucGpaRegisters[14])
#define SD (ucGpaRegisters[15])
#define SE (ucGpaRegisters[16])
#define SF (ucGpaRegisters[17])
#define SG (ucGpaRegisters[18])
#define Gpa_byte (ucGpaRegisters[19])
#define Gpa_Regs (20)// Defines for constants used
#define CM_MOD_R (0x1F)
#define CM_MOD_T (0x1F)
#define CM_MOD_S (0x7F)// Macros for common operations
#define cm_Mod(x,y,m) ((x+y)>m?(x+y-m):(x+y))
#define cm_RotT(x) (((x<<1)&0x1e)|((x>>4)&0x01))
#define cm_RotR(x) (((x<<1)&0x1e)|((x>>4)&0x01))
#define cm_RotS(x) (((x<<1)&0x7e)|((x>>6)&0x01))// Externals
extern uint8_t ucGpaRegisters[Gpa_Regs];
DES算法（F1，F2）源代码
返回值即为产生的一个字节挑战码（这里将返回值设置成全局）
// Generate next value
uint8_t cm_GPAGen(uint8_t Datain)
{ uint8_t Din_gpa;uint8_t Ri, Si, Ti;uint8_t R_sum, S_sum, T_sum;// Input CharacterDin_gpa = Datain^Gpa_byte;Ri = Din_gpa&0x1f; //Ri[4:0] = Din_gpa[4:0]Si = ((Din_gpa<<3)&0x78)|((Din_gpa>>5)&0x07); //Si[6:0] = {//Din_gpa[3:0], Din_gpa[7:5]//}Ti = (Din_gpa>>3)&0x1f; //Ti[4:0] = Din_gpa[7:3];//R polynomialR_sum = cm_Mod(RD, cm_RotR(RG), CM_MOD_R);RG = RF;RF = RE;RE = RD;RD = RC^Ri;RC = RB;RB = RA;RA = R_sum; //S ploynomialS_sum = cm_Mod(SF, cm_RotS(SG), CM_MOD_S);SG = SF;SF = SE^Si;SE = SD;SD = SC;SC = SB;SB = SA;SA = S_sum;//T polynomialT_sum = cm_Mod(TE,TC,CM_MOD_T);TE = TD;TD = TC;TC = TB^Ti;TB = TA;TA = T_sum;// Output StageGpa_byte =(Gpa_byte<<4)&0xF0; // shift gpa_byte left by 4Gpa_byte |= ((((RA^RE)&0x1F)&(~SA))|(((TA^TD)&0x1F)&SA))&0x0F; // concat 4 prev bits and 4 new bitsreturn Gpa_byte;
}主机产生挑战码和Ci,sk,
//此函数功能：主机产生自身的Cyptogram和Session Encryption Key ，产生设备需要的挑战码。/* function Do authenticate/encrypt challenge* pQ: host generate random number* * pCi: read at88sc Cyptogram and generate host Cyptogram* pCh : cryptogram and secret seed to generate a 64-bit challenge for the devic* pSK : Secret Seed*/
void KM_AuthenticationCal(uint8_t *pCi,uint8_t *pSK,uint8_t*pQ ,uint8_t *pCh)
{int i = 0,j = 0;cm_ResetCrypto();// Setup the cyptographic registersfor(j = 0; j < 4 ;j++)//总执行四次。不能更改次数{for(i = 0; i<3; i++) cm_GPAGen(pCi[2*j]);for(i = 0; i<3; i++) cm_GPAGen(pCi[2*j+1]);cm_GPAGen(pQ[j]); }for(j = 0; j<4; j++ ) //总执行四次。不能更改次数{ for(i = 0; i<3; i++) cm_GPAGen(pSK[2*j]);for(i = 0; i<3; i++) cm_GPAGen(pSK[2*j+1]);cm_GPAGen(pQ[j+4]); } cm_GPAGenN(6); // 6 0x00spCh[0] = Gpa_byte;for (j = 1; j<8; j++) //总执行8次。不能更改次数{cm_GPAGenN(7); // 7 0x00spCh[j] = Gpa_byte; }pCi[0] = 0xFF;//new cifor(j = 1; j < 8; j++)//总执行8次。不能更改次数{cm_GPAGenN(2); // 2 0x00spCi[j] = Gpa_byte; }for(j = 0; j < 8; j++)//总执行8次。不能更改次数{cm_GPAGenN(2); // new skpSK[j] = Gpa_byte; }cm_GPAGenN(3);
}//例子：加密认证
int main()
{
AuthenEncypt();
setUser(0xB4,0x03,zone,0x00);
read(0xB2,0x00,0x00,0x08，缓存的BUFF，大小)//读取用户区
}
bool AuthenEncypt(void)
{
char * Cyptogram[0x08]，SecretSeed[0x08],RandomNumber[0x08],Changlleng[0x08];
char *wAT88[0x10];
1.读取设备 Cyptogram，Secret Seed 。
read(指令，高地址，低地址，读取到的八个字节，读取的大小（0x08）);//读取
2.主机生成随机数（可自定义八个）
for()
{
RandomNumber[i] = rand()%255+1;
}
3.将读取出来的Cyptogram，Secret Seed，和random 三个相结合。调用函数
void KM_AuthenticationCal(uint8_t *pCi,uint8_t *pSK,uint8_t*pQ ,uint8_t *pCh)；
KM_AuthenticationCal(Cyptogram,SecretSeed,RandomNumber,Changlleng);
4.将随机数RandomNumber和挑战码Changlleng合并成一个16字节
for()
{
wAT88[i] = RandomNumber[i];
}
for()
{
wAT88[i+8] = Changlleng[i];
}
5.发送到AT88SC
write(0xB8,0x0X(X=key set 0-3),0x00,0x10);
6.读AT88SC配置区中Cryptogram（G0-G3）所对应的八字节
read(0xB6,0x00,0x50(例如选择G0),0x08,存放Cryptogram缓冲区wAT88);
7.比较读到的Cryptogram和主机产生的Cryptogram。
for(i = 0; i < 8; i++)
{
if(Cyptogram[i] != wAT88[i])//Cyptogram在调用KM_AuthenticationCal时候产生的，wAT88c执行完第五步后产生的。
{
//错误提示，身份认证失败
}
}
8.执行完成第七部后如果成功，就执行第八步：注意第八步的第三小步:
1.读取设备 Cyptogram，Secret Seed 。
read(指令，高地址，低地址，读取到的八个字节，读取的大小（0x08）);//读取
2.主机生成随机数（可自定义八个）
for()
{
RandomNumber[i] = rand()%255+1;
}
3.重新读取设备Cyptogram。在上面的第三大步中产生了一个Session Encryption Key 在变量SecretSeed[0x08]八个字节
void KM_AuthenticationCal(uint8_t *pCi,uint8_t *pSK,uint8_t*pQ ,uint8_t *pCh)；
KM_AuthenticationCal(Cyptogram,SecretSeed,RandomNumber,Changlleng);
4.将随机数RandomNumber和挑战码Changlleng合并成一个16字节
for()
{
wAT88[i] = RandomNumber[i];
}
for()
{
wAT88[i+8] = Changlleng[i];
}
5.发送到AT88SC
write(0xB8,0x1X(X=key set 0-3),0x00,0x10);
6.读AT88SC配置区中Cryptogram（G0-G3）所对应的八字节
7.比较读到的Cryptogram和主机产生的Cryptogram。
for(i = 0; i < 8; i++)
{
if(Cyptogram[i] != wAT88[i])//Cyptogram在调用KM_AuthenticationCal时候产生的，wAT88c 执行完第五步后产生的。
{
//错误提示，加密认证失败
}
}
9.到这里说明加密认证成功。最后要读写，需要如下：
for(int i = 0; i < 5; i++){
cm_GPAGen(0x00);//执行五次
}
cm_GPAGen(DataIn);//DataIn：在第八步骤中第6小步读出的Cyptogram所在的地址数据。
for(i = 0; i < 8; i++)
{
cm_GPAGen(ucCM_Ci2[i]);//ucCM_Ci2[i] 读出的Cyptogram八个字节。
for(int i = 0; i < 5; i++){
cm_GPAGen(0x00);//执行五次
}
}
}
}
void setUser(0xB4,0x03,zone,0x00);
{
cm_GPAGen(zone);//将第几用户区加入到DES算法中
//发送 0xB4，0x03,zone,0x00这条指令到at88sc
}
void read(0xB2,0x00,0x00,缓存的BUFF，大小len)//读取用户区
{
for(i < 5;)
{
cm_GPAGen(0x00);//需要 for 循环五次
}
cm_GPAGen(0x00);//0x00:要读的区域高地址一般时0x00;注意执行一次
for(i < 5;)
{
cm_GPAGen(0x00);//需要 for 循环五次
}
cm_GPAGen(len);//len:要读取的大小;注意执行一次
发送0xB2,0x00,要读取的地址，要读取的大小len，接收的数据，接收的大小。这条指令到AT88SC
// 最后对读取的数据进行解密：
for(i = 0; i < len(读取的大小)；i++)
{
if(加密的话执行if语句里)//加入时读取AT88SC中的配置区，那么这个判断语句必须是一个大 于从密码区的起始地址例如AT88SC104那么这个必须大于 0xB0
{
缓冲区buff[i] = read[i]^Gpa_byte //read[i] 读取到的数据抑或上Gpa_byte ：此函数中返 回值的全变量cm_GPAGen();
}
cm_GPAGen(buff[i]);
for(j<5){//单独执行cm_GPAGen(0x00);五次
cm_GPAGen(0x00);
}
}
}
void write()//加密写入用户区
{
for(i < 5;)
{
cm_GPAGen(0x00);//需要 for 循环五次
}
cm_GPAGen(0x00);//0x00:要写入的区域高地址一般时0x00;注意执行一次
for(i < 5;)
{
cm_GPAGen(0x00);// 循环五次
}
cm_GPAGen(len);//len:要写入的大小;注意执行一次
for(i = 0; i < len(读取的大小)；i++)
{
temp = write[i]//read[i] 写入到的数据
for(j<5){//单独执行cm_GPAGen(0x00);五次
cm_GPAGen(0x00);
}
if(加密的话执行if语句里)//加入时写入AT88SC中的配置区，那么这个判断语句必须是一个大 于从密码区的起始地址例如AT88SC104那么这个必须大于 0xB0
{
缓冲区buff[i] = read[i]^Gpa_byte //read[i] 读取到的数据抑或上Gpa_byte ：此函数中返 回值的全变量cm_GPAGen();
}
cm_GPAGen(temp);
}
}
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