针对微控制器嵌入式设备的TCP简单认证和加密方法

Question

我在原始TCP套接字上设计了一个简单的通信协议，以实现某些嵌入式设备之间的简单消息传递。为了解决问题，我的嵌入式设备是一盒电子设备，其中包含一个相对较小的微控制器，该微控制器运行基本的嵌入式RTOS（基本上只提供任务优先级和消息排队）和TCP / IP堆栈。

是TCP协议的预期用途

1. 启用两个或多个“框”以通过一个建筑物中的LAN进行相互通信
2. 允许盒子通过Internet与外部服务器交换数据。

我现在有一个消息传递协议在我的金属盒之间工作，我很满意。两个框之间的基本消息传递过程基本上是：

1. Box'A'启动与'B'的套接字连接。
2. Box'A'发送消息报告或命令序列。
3. 框'B'以确认和/或命令响应进行响应。
4. Box'A'关闭套接字。

我现在要做的是加入一定程度的安全性和身份验证。这里的一个重要限制是我没有任何类型的操作系统或美化的TCP堆栈可以为我提供任何安全功能;我只有简单的TCP堆栈，因此我必须在应用程序级别实施安全措施，并考虑到微控制器的限制。

我想要达到的目标是：

1. 设备之间的身份验证。为实现这一目标，我打算采取以下措施：

   • 保留一张已知IP的表格，只接受连接。

   • 每次建立套接字连接时，始终首先交换唯一标识符。该号码可能是给定设备的唯一序列号，必须为其他设备所知。

2. 在数据包以某种方式被拦截的情况下加密数据。据推测，我需要某种密码算法，这种算法在小型微控制器上执行并不太“昂贵”，与一个编程到所有设备中的唯一密钥结合使用。我见过的一种这样的算法，就是在我的代码中看起来足够紧凑，就是TEA（Tiny Encryption Algorithm）。

我非常感谢任何建议或指示。

Answer 1

检查MatrixSSL - 它们具有很小的尺寸和可嵌入的功能。这比自己重新发明SSL / TLS要好得多（你最终会这样做）。

Answer 2

茶看起来很简单，可能会做你需要的。

使用-O2或类似的优化来编译拇指：

arm-none-linux-gnueabi-gcc（Sourcery G ++ Lite 2011.03-41）4.5.2 加密136字节解密128字节

llvm 29 加密92字节解密96字节

为通用武器编译......

gnu加密188个字节，解密184个字节 llvm加密112个字节，解密116个字节

对于身份验证，ip地址表和设备数量之间是否存在一对一的关系？基本上每个设备需要多个唯一标识符吗？您是否希望与嵌入式系统建立连接的另一方以某种形式或方式登录？或者你是在两端控制二进制文件/代码，没有用户或没有设备选择（程序知道该怎么做），等等？如果每个设备都有一个已知的IP地址，那么该IP地址可能是加密的关键（加上所有通用的其他字节或以某种方式派生出来，每个人都知道）如果进入的连接是1）而不是来自批准的列表2）当嵌入式系统基于IP地址的密钥失败时，加密失败，然后拒绝连接。

无论如何，你的安全性只能走得那么远，如果你需要一些非常强大的东西，你可能需要在嵌入式系统中有更多的功能，然后实现一个像ssl这样的通用/标准系统。