怎么知道RT-Thread的CRYPTO設(shè)備對(duì)M2354支持怎樣呢？

疑問(wèn)

前面碰到了一個(gè)問(wèn)題，RT-Thread 支持 MD5，可是 M2354 卻不支持，那怎么知道 RT-Thread 的 CRYPTO 設(shè)備對(duì) M2354 支持怎樣呢？

我看了下文檔，沒(méi)找到，通過(guò)查看源碼，做了如下表格：

總的來(lái)說(shuō)看就是 RT-thread 支持隨機(jī)數(shù)、哈希、對(duì)稱加密，

PS：該表格根據(jù)文件 rt-threadbspnuvotonlibrariesm2354rtt_portdrv_crypto.c 里面的 static rt_err_t nu_hwcrypto_create(struct rt_hwcrypto_ctx *ctx)) 函數(shù)得來(lái)

接下來(lái)首先使用下 HASH 算法

hash 算法

hash 算法是什么？ 我在網(wǎng)上找到這個(gè)解釋：

哈希算法（Hash）又稱摘要算法（Digest），它的作用是：對(duì)任意一組輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到一個(gè)固定長(zhǎng)度的輸出摘要。
哈希算法最重要的特點(diǎn)就是：
相同的輸入一定得到相同的輸出；
不同的輸入大概率得到不同的輸出。

根據(jù)這個(gè)我的理解是，對(duì)于任何（任何長(zhǎng)度）數(shù)據(jù)，不管什么時(shí)候計(jì)算，通過(guò) hash 算法計(jì)算，都一定能得到相同的輸出。

常用的 hash 算法有：

目前，在 M2354 跑 RT-Thread 使用 CRYPTO 設(shè)備 的話，可以用到的 hash 算法有：

sha1 ：使用該算法獲得的哈希值為 160 bit
sha2
SHA224：使用該算法獲得的哈希值為 224 bit
SHA256：使用該算法獲得的哈希值為 256 bit
SHA384：使用該算法獲得的哈希值為 384 bit
SHA512：使用該算法獲得的哈希值為 512 bit
CRYPTO 設(shè)備的 HASH 算法 API

RT-Thread 使用 CRYPTO 設(shè)備 對(duì)應(yīng)的 hash 算法 API 有：

根據(jù)文檔，使用方法為：

使用 rt_hwcrypto_hash_create 創(chuàng)建 hash 上下文
使用 rt_hwcrypto_hash_update 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 hash 運(yùn)算
使用 rt_hwcrypto_hash_finish 獲得運(yùn)算結(jié)果
最后使用 rt_hwcrypto_hash_destroy 刪除上下文，釋放資源
通過(guò)前面運(yùn)行文檔 CRYPTO 設(shè)備 給出的例程，我的實(shí)踐結(jié)果是如果按照該流程，在 NuMaker-M2354 上是無(wú)法正常運(yùn)行的，需要在創(chuàng)建了上下文后調(diào)用函數(shù) rt_hwcrypto_hash_reset 才能夠正常運(yùn)行。

如何測(cè)試

該文檔中 CRYPTO 設(shè)備 給出的 hash 例程比較簡(jiǎn)單，我有沒(méi)實(shí)際使用場(chǎng)景，該如何測(cè)試 hash 呢？

我看了下 M2354 官方給出的 BSP （M2354_Series_BSP_CMSIS_V3.00.002）有個(gè) sha1 的例程（目錄：M2354_Series_BSP_CMSIS_V3.00.002SampleCodeStdDriverCRYPTO_SHA），這個(gè)例程里面有 64 組數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的 hash 值，正好可以拿來(lái)測(cè)試，我把這個(gè)例程移植到 RT-Thread 中的 NuMaker-M2354 BSP 中，

移植好后，編譯運(yùn)行：

程序一開(kāi)始是跑下來(lái)了，計(jì)算出來(lái)的哈希值也是對(duì)的，可是運(yùn)行到最后一組數(shù)據(jù)的時(shí)候，程序卡死了，通過(guò)調(diào)試發(fā)現(xiàn)也是卡死在 rt-threadbspnuvotonlibrariesm2354rtt_portdrv_crypto.c 里面的 SHABlockUpdate 函數(shù)，也是停在了該函數(shù)的最后一句 while (!s_SHA_done) {};，一直等待在完成。

通過(guò)單步調(diào)試查看寄存器，發(fā)了了卡住的原因，如下圖：

在執(zhí)行開(kāi)始計(jì)算的時(shí)候，CRYPTO_HMAC_DMACNT 寄存器為 0。

M2354 的參考手冊(cè)中，關(guān)于 Hash 的使用中有說(shuō)道開(kāi)始計(jì)算之前，需要先設(shè)置寄存器 CRYPTO_HMAC_DMACNT ：

摘自：M2354 Series Technical Reference Manual

然后再單步調(diào)試、查看代碼，發(fā)現(xiàn)可疑點(diǎn)：

把上圖中的 >= 改為 > 后，程序可以跑完了：

M2354 Sha1 的性能怎樣

怎么測(cè)試 Hash 算法的性能呢？ 我不知道，我也只是剛接觸 CRYPTO，不過(guò)，我想起了之前見(jiàn)過(guò)的一張 PPT：

這是某個(gè) MCU 的 HASH 算法的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，給出了 SHA2、SHA3 計(jì)算每 16KB 所需的時(shí)間，最下面 2 行是什么，還不知道，根據(jù)這個(gè)，做個(gè)簡(jiǎn)化版的，畢竟 MCU 資源有限，我就做個(gè)計(jì)算 1K Byte 數(shù)據(jù)所需的時(shí)間。

做法是，根據(jù) M2354 官方給出的 BSP （M2354_Series_BSP_CMSIS_V3.00.002）里面的 sha1 例程，我做 10 組 大小 1024 字節(jié)的數(shù)據(jù)，算出計(jì)算每組數(shù)據(jù)所需時(shí)間求和再除 10，統(tǒng)計(jì)出計(jì)算 1024 字節(jié) HASH 所需的時(shí)間。

那這數(shù)據(jù)怎么來(lái)呢？

我用 python 做了個(gè)簡(jiǎn)單的小程序，生成 10 組大小為 1024 字節(jié)的隨機(jī)數(shù)的數(shù)組，并計(jì)算 hash 值，保存到一個(gè)文件中，代碼很簡(jiǎn)單，才 20 多行，如下：

import numpy as np
import hashlib
def create_item():
first = np.random.randint(20,high = 0xff, size=1024)
str = ""
for item in first:
str += hex(item).replace("0x","")
source = []
for by in first:
source.append(by)
bye = bytes(source)
n = hashlib.sha1()
n.update(bye)
return str,n.hexdigest()
dat = "[L = 20]nn"
for i in range(10):
msg,has = create_item()
dat += "Len = 8192nMsg = " + msg + "nMD = " + has + "nn"
print(has)
print(dat)
file = open("sha_test_vector","w")
file.write(dat)
file.close()

運(yùn)行結(jié)果如下：

在 MCU 部分，我需要個(gè)可以統(tǒng)計(jì)計(jì)算 hash 所需時(shí)間的方法，一開(kāi)始使用系統(tǒng)節(jié)拍（使用函數(shù) rt_tick_get() 獲取系統(tǒng)節(jié)拍）來(lái)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算出來(lái)的時(shí)間是 0，精度不夠，后來(lái)試了下 HWTIMER，可以出時(shí)間，應(yīng)該是可以滿足需求的。

我分別做了 SHA1、SHA224、SHA256、SHA384、SHA512 的得出如下數(shù)據(jù)：

總結(jié)

RT-Thread 的 HASH 算法用起來(lái)還是挺簡(jiǎn)單的，文檔也是很詳細(xì)。我在使用過(guò)程中碰到 2 個(gè)問(wèn)題：

使用 HASH 算法的時(shí)候，在創(chuàng)建 HASH 上下文后需要調(diào)用函數(shù) rt_hwcrypto_hash_reset 才能夠正常運(yùn)行，可是這個(gè)跟文檔有出入，不知道是 M2364 的 BSP 的問(wèn)題還是 文檔的問(wèn)題

M2354 BSP 中的 rt-threadbspnuvotonlibrariesm2354rtt_portdrv_crypto.c里面的函數(shù) nu_sha_hash_run 這句:
while ((psSHACtx->u32SHATempBufLen + u32DataLen) >= psSHACtx->u32BlockSize)

需要改為：

while ((psSHACtx->u32SHATempBufLen + u32DataLen) > psSHACtx->u32BlockSize)

這個(gè)是不是 bug ？