TI智能门锁解决方案3

好 大家可以看到这张图

这张图的话就是...


我们的一个系统板

那设计好之后 它会面临和存在的问题

我们首先从左往右去看 因为左边蓝色区域里面

它是讲的板机的安全性能

板机的话分为几个部分

我相信大家去做这种设计的话 可以看到我们的一些产品

他会有片外的flash 和片外的RAM

那片外的flash和片外的RAM 其实是非常不安全的

因为我可以通过总片的方式 把所有数据导出来

也可以直接把flash或者RAM的 数据直接copy出来

那这个的话是非常不安全的 这个是一个不安全的因素之一

第二个的话 我们看接口

从接口的话可能会有185接口 可能会有窗口

可能会有其他的通信接口 那这些通信接口的话

其实我都是可以把里面的 数据给导出来或者说

我可以通过去观察
我这些 通讯接口上面发送的数据

然后我去暴力破解 你的这个芯片的指令期

也就是说你芯片和外设 肯定会有一个交互的一个

自定义的协议 如果我破解了这套协议

那我就知道我该发什么样的指令给你 你会完成什么样的动作

从而去破解你智能 门锁的一个设计流程

就是我们自己 设计软件的流程

那这一块的话 属于我们硬件上面的环节

那另外我们要去连接网络

那连接网络的话 不可控的因素就会更多

那大家其实可以看到就包括 
我们的电脑或说我们的服务器

其实都会存在非常 不安全的一些隐患

那其中的话会有一些硬件问题 那另外一部分的话

就是我们的黑客其实更多的 会去从软件产品上去做攻击

所以说在这里就引出一个话题 就是说怎么样去在不安全的信道里面

安全的去传输我们的 报文也好数据也好

这是一个非常大的话题

那这涉及到的问题 就是我们的密码学

密码学 OK

所以说不管是蓝牙还是WiFi
 都会存在一个问题就是
在

我的数据通过 无线技术
做交付的时候

我们会存在一个made in the middle 就是说中间人

就是说我从一端，A端传到B端 如果我中间站了一个人的话

我可以接听到你所有的这些报文 那这个时候你的信息是并不安全的

那我们怎么样去保证我们的 信息安全不被中间人所截获

以及即使你截获 可能你截获的是已经加密过的报文

或是说已经是乱码 当然你就不可能去做解密

这是一道非常有学问的东西 那我在后面会去讲解

但是我想说的是 TI不管是从硬件层面上

还是从软件层面上 都有去考量怎么去
确保

我们平台的安全性 怎么样去帮助大家在

这个智能门锁上 提高我们的安全等级

OK 那我们可以看到 从安全的角度上来说

刚才是一个系统板的方式 那这个我们做了一个归纳

就是一个三角形 我们可以从下往上去看

那最下面的话就是我们 最根本的一个安全的保证

第一个安全的保证 就是说
我们的调适接口

因为调适接口的话 我们是通过ARM的平台

那调适接口的话 都是通过接太的

那我相信这个大家也都知道 就是说我们最后在[听不清]完成之后

我们一定会把接太口给锁掉 然后不让其他的用户可以通过接太口

把我内部的flash 或者说片外的一些数据

通过接太的方式读出来 这是第一点

那第二点就是说 我们每个device的话

它都会有一个唯一的 一个unique的ID号

那这个ID号的话 可以用就去做我们的加密

也可以用作我们产品的追踪 那这也是我们必须要的

那第三个的话就是 我们的加密算法

那加密算法的加速器 我们是以硬件的方式

然后固化在我们的ROM里面 那这样的话包括我们的哈希函数

包括我们的这个 ECC加密、椭圆加密

包括我们AES[听不清] 加密的这些算法的话

我们都是有固化在 我们的芯片里面

那不管是做网络链接也好 或是说我们自己去规定

我们的椭圆加密算法也好 那这些加密引擎的话

都可以去帮助我们去更快地 去实施我们的加密算法

OK 那这是我们最基石 这是我们的基石

就是我们芯片一定要有的 那在我们芯片之上的话

我们会去跑一个操作系统 或者说我们有可能不去跑操作系统

那我们自己会 写一个逻辑的函数

按照我们的逻辑表 然后规划一个流程表

然后按照我们的流程表去做 那这样的话其实

还会存在几个问题 第一个问题的话就是存储

我们会经常把网络数据 
存在我们的flash里面

或者片外的flash里面 那这个存储的数据是否安全

这个存储的数据是否 
已经被我签名认证过的

是一个我信赖的程序 但另外一个的话就是说

我的跑的这一套程序里面 可能会涉及到一些

我的密钥的一些管理 那这些密钥的话


和我的应用层的这种程序的话 它是不是合在一起呢？

都放在一个大程序里面去跑 还是说它其实是分开的

必须通过相应的这种mailbox的机制 然后才可以去访问我的密钥

以及我的关键的一些 被加密过的一些报文

这是我们从程序的 角度上要去做考虑的

那再往上一层的话就是说 我们的软件的IP的保护

包括我们自己的一些应用层的程序 那我们可以来做一些保护

该怎么去做 那最上面的话就是说

我们这个硬件的加密 那硬件的就是物理层的加密

物理层的加密和保护的话 也就是说

我们在板机的设计上面的话 片外的flash这个数据挪到[听不清]

会不会被其他的客户也挪到他 自己的程序上来或是说我换一个

把这个flash换到另一个板上去 这个系统板是否可以依然的跑起来

就是从物理层的角度上面
 我们需要去做加密考量的一些问题

所以说问题会比较多 问题是方方面面的

那我们是把问题 做了其中的归纳

那也是从芯片的角度和我们 应用的层面去解决了这些问题

OK 那这个的话就是 对刚才我讲的做了一个归纳

就是说包括调适接口的 一个安全性能

包括我们这个存储的安全性能 包括我们物理层的安全性能

包括我们这个加密的加速器 包括我们这个网络链接安全

非常多

那后面的话我就给大家
 去做重点的几个介绍

那第一个的话 我们可以看到的是

我以我们的WiFi芯片为例

因为最终我们要去接入网络的话 WiFi是一个必不可少的一个芯片

去做链接

那TI的WiFi芯片的话 是目前市面上面

可以说是安全性能和低功耗 
做得最好的一款产品

那我们的产品 我们可以从左下角的框图

可以看到它其实是 分为两个不同的部分

那一个部分就是 我们的cortex M4的核

那这个核的话 它主要去做一些我们的应用层

那在此外的话 它会有一个专门的NWP层

那NWP层它又处理各种网络 的连接相关的数据和事件

以及它会去做 我们加密的保存

所以我们所有的数据加密 
都是放在NWP层上面去做的

那我们的应用层是完全没有办法
 去干预和访问这样一个NWP

它读取我们NWP它的加密报文 它只有通过mailbox的机制

然后去加密或者解密我的报文 但是它没有法去读取我的报文

OK 那这是这样一个框图去介绍

那下面我们也分了几个不同的阶段 第一个就是从存储角度上面来说

我们怎么去做加密的 然后从软件的运行角度上来说

我怎么通过mailbox的 机制
然后去做加密的

那另外一块的话就是在网路链接层 也就是说我们的SSL

就是说我们传统的WiFi加密方式 那TI做了哪些事情

怎么去做的以及为什么 我们可以在两百个毫秒以内

可以快速连接WiFi
 建立这种安全链接

去访问服务器

好 给大家讲一个非常基本的
概念 就是说我们的加密

那这个加密的话 大家可以看到

其实方式有非常的多 那最简单的方式就是说

我从A要传给B一个报文 那我A是以明文的方式

然后我和B规定我们有一个密钥 那这个密钥的话我们都是一样的

那这样的话，A的信息的话 通过密钥加密之后传输给B

那B通过这把密钥去做解密 然后我就可以读到我的这个原文

那这样会存在几个问题 第一个问题的话就是

中间有一个人他可以去截获这个报文 只是说他截获的这个报文是乱码

他看不到，但是呢你发不同的 如果说我们的密钥是一定的话

那你发A我可能最后 解密之后可能是C

你发B我最后解密是成D

那这样我通过反向编码的话 其实我可以慢慢的暴力破解

就是知道你这个 密钥到底是什么意思

这样的话 我就可以去截获你的这个报文

然后我去做翻译 那基本上可以去做到

我和你最后自己去 解密这个报文

基本上是一致的 这是一种方式

那第二种方式的话就是 因为你们这个密钥

它是一成不变的 那这个一成不变的密钥的话

是会被...第一是会被破解掉 第二个话会被别人窃取

那我一旦窃取了你这个密钥 那你所有发的报文

我是都可以去做解密的 所以说密钥是一种
非常

不安全的加密方式 但是它也是我们现在


用做多的一种加密方式

所以说我们有很多 不管是通过蓝牙也好小无线也好

或者说WiFi也好去做数据传输 那我可能会规定一个密钥

这个密钥的话 服务器知道

那我们的芯片知道 那我的芯片在传输数据的时候

我首先会通过AES去做加密 那加密完之后我就通过明文去传输

传输之后我的服务器 
再通过我的密钥去做解密

那这样的话没问题 这是一个最basic的一个

保证我信息安全的一种方式 但是呢其实我们会有

很多非常高端的一些 当然也不是TI专利啦

那这个是从密码学的角度上 我们会有很多的算法

然后去解决这样的一个问题 那非常典型的就是说

我们有椭圆加密的方式 那也就是说我们可以去

规定一个公钥和一个私钥 那公钥的话会分发给ABCD有很多人

那这个公钥的话就是说大家都会有 那私钥的话只有我的这个

发报文的人会有 我会用私钥去做加密

然后发这个信息 让大家都可以用
这个公钥去做解密

但是反着是不可行的 这些是不同的加密方式

OK

好那我们知道这样的
 加密方式我们可以做什么

第一我可以做数据加密 第二我可以做数字签名

那数字签名的方式
就是 你被我认证之后

我就知道我们之前有过这种交互 那后面的话我就会首先去

去加载你这个程序的时候 我就会去看你有没有被我数字签名过

如果你有被我数字签名过 我是认可你的

然后我才会去执行你 如果不是的话

我觉得你是非法的 那我就不会去执行你

那这样一个好处就是说 我们稍微看一下

有一个概念叫secure boot secure boot是什么意思？

就我们的WiFi芯片是需要 片外挂一个flash

我们所有的程序的话 会放在片外的flash

大家可以做一个实验 我觉得非常有意思

如果说拿TI的产品 或者说拿其他公司的产品

当然他们可能都会用片外的flash 那我们把这个flash从一个板子

悍下来放到另外一个板子上去 大家可以看一看

它的这个板机 是否可以跑起来

那TI的这个如果说我们把flash
 从一个板子换到另一个板子

它是跑不起来的 为什么跑不起来？

就是因为这个secure boot 那首先第一次的话

我会去把程序烧到片外的flash 那片外的flash在第一次跑起来之后

然后它就会通过各种签名的方式 它这种签名的方式如我们右边所示

那首先第一级bootloader的话 我们是会放在我们的ROM里面

那第二级的bootloader的话 我们会放在片外的flash里面

那片外的flash里面
它又会去 加载我们的这个操作系统

如果有的话
它会去加载 我们的这个操作系统

那操作系统跑起来之后 最后才会去加载我们的应用层

它是这样一个流程的关系 那如果说我的ROM板的

这个bootloader 然后去加载我的第一级的

片外flash的bootloader 发现这个片外的bootloader

是没有被签名过的 那我不允许去执行

那同样的道理就是说 我的第二级bootloader

去加载这个操作系统 如果说我发现这个操作系统

是没有被我签名过的 那我也不会去执行

同样的，我的操作系统
 去加载我的应用层

那也会存在一个
我是否被签名过 如果没有被签名过的话

那这个应用程序 我不会被加载

那一方面这是从启动的 
角度方面来说的话

我们通过这种哈希函数和加密的方式 然后去做数字签名

然后去来认证我的每一块的程序 是否是被我认证过的一个程序

那这从boot的角度上来说 那另外一个角度上是说

我们去做OAD 那OAD的话

我们会去把我们的应用程序做升级 那这个升级后的程序

如果有黑客的话 他可以去做伪造的升级

然后让我们去下载他的程序 但是他的这个程序的话

如果是没有被签名过 没有被我这个芯片认证的话

它如果一旦跑起来它是对我们 这个智能
门锁有一个破坏性的

所以说我们一定要签名之后 然后再去做OTA

然后去放在我们片外的flash 那这个的话它就没办法去做破解

当然这块的话 是要和服务器配合一起去做

那我们是从硬件的角度上 和我们这个设计的角度上

去保证我们的这个片外的
flash的 数据安全以及OTA的数据安全

那我们把这个流程 叫做secure boot

那另外就是我们前面 有讲到过的一个概念

如果说我们在跑这个 操作系统的过程当中

那我们把这个应用层 把我们的driver、把我们的RTOS

把我们的key management 这所有的东西全部放在

我们的一颗MCU上去跑 就会存在一个问题

如果我们遭受了网络攻击之后 那所有的这些信息

它可以慢慢地渗透 慢慢地渗透

把你所有的信息都拿到就把你 片外的flash的所有信息都读出来

那这是非常危险的一个信号 如果说我们所有信息都被拿出来之后

那这些密钥的话 就会一一都被拿出来

所以说我们需要有一种机制 我们把这种机制叫

trusted execution environment

那这个机制的话就是说 我们把我们程序分为两块

第一块的话我们叫land safety 一个叫safety

那land safety就是说 我们可以去跑我们应用层

相关的协议栈也好
 或说我们的driver也好

或是说我们自己的流程图也好 没关系

但是说如果我们一定要去访问 我们的这种密钥管理的一些

和加密的引擎的一些
 这一块的事件的时候

我们必须要通过消息机制 通过land safety的一个消息通道

然后去和我的security的 就是safety的这个区域

然后去做信息沟通 然后去把结果导向到我们的

land safety的这个区域里面来 通过这个方式来去保证我的

加密这一块以及我的密钥这一块 不会被任何人去读到这些数据

而且我所有的这个 加密
以及解密的数据

都不可能被其他的就是 
land safety的区域代码所知道

因为这块区域是不公开的 你只能知道一个结果

你没办法知道我在里面
 做了什么以及我临时的数据

都没办法去看到 那这块的话我们就叫做TEE

那TEE的话就是
 有一个trust zone的概念

这个的话其实也不是TI专利 这个是ARM规定的一个安全规范

如果大家有兴趣的话 大家可以去ARM的官网上


去看这些安全规范

好 那讲到这里的话 那我们就来完整的去看一看

我们怎么样去做这个快速的链接 也就是我们怎么样去通过

加密的这套机制去做快速链接 这个的话就是我在后面有写到

Demo SSL 这是一个我们通过SSL的socket

去和我们的service 去做交互的一个过程

这个过程是WiFi联盟的一个规范 这是我们用WiFi去连接服务器

通过这样一套流程 其实我们可以把它变通一下

我们手机和我们智能门锁 
去做开锁的情况之下

我们同样可以通过这个流程 来完成密钥的交互

OK 好 那我首先讲一下这个过程

首先的话就是我们在服务器端 
会生成一个私钥和公钥的密钥对

然后我们的[听不清] 就是我们的应用层

我们land safety的这个核 它会去要求就是我要去知道你这个公钥

然后服务器就把公钥 传给land safety的这个核

那land safety之后 它就会告诉私钥

它就会告诉我们 另一个safety的核就是说

这样吧

那你也生成一个密钥对 那这个时候land safety

它也会生成一个密钥对 密钥对的话包括一个公钥一个私钥

当然它不会把这个私钥 告诉任何人包括land safety的核

它也不会告诉 它会把它的这个publish

就是public的这个key 给到
我们的land safety的核

然后land safety的核 
把这个public的key

然后给到我们的服务器 那服务器这边的话

它有一个自己的私钥 和我们CC3220就是我们的

WiFi芯片生成的一个公钥 通过这个私钥和公钥

然后通过椭圆曲线的算法 然后它就会生成一个密钥

那这边的话我们3220的芯片 它通过服务器端的公钥

和它自己的私钥 然后它也会生成一个密钥

那其实通过这样一种方式的话 其实我们最后的结果就是

服务器生成的密码 就是我们这个key的密码

和我们的3220生成的
 密码是一模一样的

但是这个密码 其实都没有在空中去传输

都是通过一些加密的算法 然后我们去生成这两个密钥

在生成完这两个密钥之后 然后服务器就开始去传输数据

就它的数据首先是[听不清]数据 然后通过生成的密钥

然后去做加密 加密完之后明文的方式

就传给我们的M4 那M4的话它其实没有
权限

去做任何事情 它只能说就是OK

那我通过指令的方式 把这个数据传给我们的NWP

也就是我们的网路处理器 那网路处理器的话

会把这个数据保存 保存之后通过我们的这个

刚才生成的密钥去做解密 
然后去做执行

当然这个是SSL的一个过程 它的这个过程的话

我们的cortex M4的核 就是我们应用层的核

就是land safety的核 是没有做任何的事情

那所有的事情的话都是服务器端 
和我们的NWP网络处理器去做

这样的话就保证完整的数据安全 因为数据安全不可能被

中间的任何一个人所截取 包括我们M4的核也截取不了

因为我们NWP的核它是不公开的 它所有的信息都不会公开

它只会告诉我们一个结果 那它不会把这些信息公开

这样的话就完成了 
整个SSL加密的过程

当然这个加密的过程
 有依赖于ECC的加密算法

和AES的加密算法 那这个加密算法的话

我们TI都是通过硬件的方式 固化在我们的ROM里面

然后来去执行 所以说我们可以把这个算法

生成密钥的这个过程 以及我们椭圆曲线加密的算法

的时间做得非常简短 那这样的话就可以使我们的

WiFi连接非常的迅速和快速 那这样的一套流程是我们的

WiFi SSL加密的方式 那我们如果换个角度上来说

我们可以完整地把这一套加密算法 放在我们的蓝牙里面

放在我们的小无线里面 好

好 大家可以看到这张图

这张图的话就是...


我们的一个系统板

那设计好之后 它会面临和存在的问题

我们首先从左往右去看 因为左边蓝色区域里面

它是讲的板机的安全性能

板机的话分为几个部分

我相信大家去做这种设计的话 可以看到我们的一些产品

他会有片外的flash 和片外的RAM

那片外的flash和片外的RAM 其实是非常不安全的

因为我可以通过总片的方式 把所有数据导出来

也可以直接把flash或者RAM的 数据直接copy出来

那这个的话是非常不安全的 这个是一个不安全的因素之一

第二个的话 我们看接口

从接口的话可能会有185接口 可能会有窗口

可能会有其他的通信接口 那这些通信接口的话

其实我都是可以把里面的 数据给导出来或者说

我可以通过去观察
我这些 通讯接口上面发送的数据

然后我去暴力破解 你的这个芯片的指令期

也就是说你芯片和外设 肯定会有一个交互的一个

自定义的协议 如果我破解了这套协议

那我就知道我该发什么样的指令给你 你会完成什么样的动作

从而去破解你智能 门锁的一个设计流程

就是我们自己 设计软件的流程

那这一块的话 属于我们硬件上面的环节

那另外我们要去连接网络

那连接网络的话 不可控的因素就会更多

那大家其实可以看到就包括 
我们的电脑或说我们的服务器

其实都会存在非常 不安全的一些隐患

那其中的话会有一些硬件问题 那另外一部分的话

就是我们的黑客其实更多的 会去从软件产品上去做攻击

所以说在这里就引出一个话题 就是说怎么样去在不安全的信道里面

安全的去传输我们的 报文也好数据也好

这是一个非常大的话题

那这涉及到的问题 就是我们的密码学

密码学 OK

所以说不管是蓝牙还是WiFi
 都会存在一个问题就是
在

我的数据通过 无线技术
做交付的时候

我们会存在一个made in the middle 就是说中间人

就是说我从一端，A端传到B端 如果我中间站了一个人的话

我可以接听到你所有的这些报文 那这个时候你的信息是并不安全的

那我们怎么样去保证我们的 信息安全不被中间人所截获

以及即使你截获 可能你截获的是已经加密过的报文

或是说已经是乱码 当然你就不可能去做解密

这是一道非常有学问的东西 那我在后面会去讲解

但是我想说的是 TI不管是从硬件层面上

还是从软件层面上 都有去考量怎么去
确保

我们平台的安全性 怎么样去帮助大家在

这个智能门锁上 提高我们的安全等级

OK 那我们可以看到 从安全的角度上来说

刚才是一个系统板的方式 那这个我们做了一个归纳

就是一个三角形 我们可以从下往上去看

那最下面的话就是我们 最根本的一个安全的保证

第一个安全的保证 就是说
我们的调适接口

因为调适接口的话 我们是通过ARM的平台

那调适接口的话 都是通过接太的

那我相信这个大家也都知道 就是说我们最后在[听不清]完成之后

我们一定会把接太口给锁掉 然后不让其他的用户可以通过接太口

把我内部的flash 或者说片外的一些数据

通过接太的方式读出来 这是第一点

那第二点就是说 我们每个device的话

它都会有一个唯一的 一个unique的ID号

那这个ID号的话 可以用就去做我们的加密

也可以用作我们产品的追踪 那这也是我们必须要的

那第三个的话就是 我们的加密算法

那加密算法的加速器 我们是以硬件的方式

然后固化在我们的ROM里面 那这样的话包括我们的哈希函数

包括我们的这个 ECC加密、椭圆加密

包括我们AES[听不清] 加密的这些算法的话

我们都是有固化在 我们的芯片里面

那不管是做网络链接也好 或是说我们自己去规定

我们的椭圆加密算法也好 那这些加密引擎的话

都可以去帮助我们去更快地 去实施我们的加密算法

OK 那这是我们最基石 这是我们的基石

就是我们芯片一定要有的 那在我们芯片之上的话

我们会去跑一个操作系统 或者说我们有可能不去跑操作系统

那我们自己会 写一个逻辑的函数

按照我们的逻辑表 然后规划一个流程表

然后按照我们的流程表去做 那这样的话其实

还会存在几个问题 第一个问题的话就是存储

我们会经常把网络数据 
存在我们的flash里面

或者片外的flash里面 那这个存储的数据是否安全

这个存储的数据是否 
已经被我签名认证过的

是一个我信赖的程序 但另外一个的话就是说

我的跑的这一套程序里面 可能会涉及到一些

我的密钥的一些管理 那这些密钥的话


和我的应用层的这种程序的话 它是不是合在一起呢？

都放在一个大程序里面去跑 还是说它其实是分开的

必须通过相应的这种mailbox的机制 然后才可以去访问我的密钥

以及我的关键的一些 被加密过的一些报文

这是我们从程序的 角度上要去做考虑的

那再往上一层的话就是说 我们的软件的IP的保护

包括我们自己的一些应用层的程序 那我们可以来做一些保护

该怎么去做 那最上面的话就是说

我们这个硬件的加密 那硬件的就是物理层的加密

物理层的加密和保护的话 也就是说

我们在板机的设计上面的话 片外的flash这个数据挪到[听不清]

会不会被其他的客户也挪到他 自己的程序上来或是说我换一个

把这个flash换到另一个板上去 这个系统板是否可以依然的跑起来

就是从物理层的角度上面
 我们需要去做加密考量的一些问题

所以说问题会比较多 问题是方方面面的

那我们是把问题 做了其中的归纳

那也是从芯片的角度和我们 应用的层面去解决了这些问题

OK 那这个的话就是 对刚才我讲的做了一个归纳

就是说包括调适接口的 一个安全性能

包括我们这个存储的安全性能 包括我们物理层的安全性能

包括我们这个加密的加速器 包括我们这个网络链接安全

非常多

那后面的话我就给大家
 去做重点的几个介绍

那第一个的话 我们可以看到的是

我以我们的WiFi芯片为例

因为最终我们要去接入网络的话 WiFi是一个必不可少的一个芯片

去做链接

那TI的WiFi芯片的话 是目前市面上面

可以说是安全性能和低功耗 
做得最好的一款产品

那我们的产品 我们可以从左下角的框图

可以看到它其实是 分为两个不同的部分

那一个部分就是 我们的cortex M4的核

那这个核的话 它主要去做一些我们的应用层

那在此外的话 它会有一个专门的NWP层

那NWP层它又处理各种网络 的连接相关的数据和事件

以及它会去做 我们加密的保存

所以我们所有的数据加密 
都是放在NWP层上面去做的

那我们的应用层是完全没有办法
 去干预和访问这样一个NWP

它读取我们NWP它的加密报文 它只有通过mailbox的机制

然后去加密或者解密我的报文 但是它没有法去读取我的报文

OK 那这是这样一个框图去介绍

那下面我们也分了几个不同的阶段 第一个就是从存储角度上面来说

我们怎么去做加密的 然后从软件的运行角度上来说

我怎么通过mailbox的 机制
然后去做加密的

那另外一块的话就是在网路链接层 也就是说我们的SSL

就是说我们传统的WiFi加密方式 那TI做了哪些事情

怎么去做的以及为什么 我们可以在两百个毫秒以内

可以快速连接WiFi
 建立这种安全链接

去访问服务器

好 给大家讲一个非常基本的
概念 就是说我们的加密

那这个加密的话 大家可以看到

其实方式有非常的多 那最简单的方式就是说

我从A要传给B一个报文 那我A是以明文的方式

然后我和B规定我们有一个密钥 那这个密钥的话我们都是一样的

那这样的话，A的信息的话 通过密钥加密之后传输给B

那B通过这把密钥去做解密 然后我就可以读到我的这个原文

那这样会存在几个问题 第一个问题的话就是

中间有一个人他可以去截获这个报文 只是说他截获的这个报文是乱码

他看不到，但是呢你发不同的 如果说我们的密钥是一定的话

那你发A我可能最后 解密之后可能是C

你发B我最后解密是成D

那这样我通过反向编码的话 其实我可以慢慢的暴力破解

就是知道你这个 密钥到底是什么意思

这样的话 我就可以去截获你的这个报文

然后我去做翻译 那基本上可以去做到

我和你最后自己去 解密这个报文

基本上是一致的 这是一种方式

那第二种方式的话就是 因为你们这个密钥

它是一成不变的 那这个一成不变的密钥的话

是会被...第一是会被破解掉 第二个话会被别人窃取

那我一旦窃取了你这个密钥 那你所有发的报文

我是都可以去做解密的 所以说密钥是一种
非常

不安全的加密方式 但是它也是我们现在


用做多的一种加密方式

所以说我们有很多 不管是通过蓝牙也好小无线也好

或者说WiFi也好去做数据传输 那我可能会规定一个密钥

这个密钥的话 服务器知道

那我们的芯片知道 那我的芯片在传输数据的时候

我首先会通过AES去做加密 那加密完之后我就通过明文去传输

传输之后我的服务器 
再通过我的密钥去做解密

那这样的话没问题 这是一个最basic的一个

保证我信息安全的一种方式 但是呢其实我们会有

很多非常高端的一些 当然也不是TI专利啦

那这个是从密码学的角度上 我们会有很多的算法

然后去解决这样的一个问题 那非常典型的就是说

我们有椭圆加密的方式 那也就是说我们可以去

规定一个公钥和一个私钥 那公钥的话会分发给ABCD有很多人

那这个公钥的话就是说大家都会有 那私钥的话只有我的这个

发报文的人会有 我会用私钥去做加密

然后发这个信息 让大家都可以用
这个公钥去做解密

但是反着是不可行的 这些是不同的加密方式

OK

好那我们知道这样的
 加密方式我们可以做什么

第一我可以做数据加密 第二我可以做数字签名

那数字签名的方式
就是 你被我认证之后

我就知道我们之前有过这种交互 那后面的话我就会首先去

去加载你这个程序的时候 我就会去看你有没有被我数字签名过

如果你有被我数字签名过 我是认可你的

然后我才会去执行你 如果不是的话

我觉得你是非法的 那我就不会去执行你

那这样一个好处就是说 我们稍微看一下

有一个概念叫secure boot secure boot是什么意思？

就我们的WiFi芯片是需要 片外挂一个flash

我们所有的程序的话 会放在片外的flash

大家可以做一个实验 我觉得非常有意思

如果说拿TI的产品 或者说拿其他公司的产品

当然他们可能都会用片外的flash 那我们把这个flash从一个板子

悍下来放到另外一个板子上去 大家可以看一看

它的这个板机 是否可以跑起来

那TI的这个如果说我们把flash
 从一个板子换到另一个板子

它是跑不起来的 为什么跑不起来？

就是因为这个secure boot 那首先第一次的话

我会去把程序烧到片外的flash 那片外的flash在第一次跑起来之后

然后它就会通过各种签名的方式 它这种签名的方式如我们右边所示

那首先第一级bootloader的话 我们是会放在我们的ROM里面

那第二级的bootloader的话 我们会放在片外的flash里面

那片外的flash里面
它又会去 加载我们的这个操作系统

如果有的话
它会去加载 我们的这个操作系统

那操作系统跑起来之后 最后才会去加载我们的应用层

它是这样一个流程的关系 那如果说我的ROM板的

这个bootloader 然后去加载我的第一级的

片外flash的bootloader 发现这个片外的bootloader

是没有被签名过的 那我不允许去执行

那同样的道理就是说 我的第二级bootloader

去加载这个操作系统 如果说我发现这个操作系统

是没有被我签名过的 那我也不会去执行

同样的，我的操作系统
 去加载我的应用层

那也会存在一个
我是否被签名过 如果没有被签名过的话

那这个应用程序 我不会被加载

那一方面这是从启动的 
角度方面来说的话

我们通过这种哈希函数和加密的方式 然后去做数字签名

然后去来认证我的每一块的程序 是否是被我认证过的一个程序

那这从boot的角度上来说 那另外一个角度上是说

我们去做OAD 那OAD的话

我们会去把我们的应用程序做升级 那这个升级后的程序

如果有黑客的话 他可以去做伪造的升级

然后让我们去下载他的程序 但是他的这个程序的话

如果是没有被签名过 没有被我这个芯片认证的话

它如果一旦跑起来它是对我们 这个智能
门锁有一个破坏性的

所以说我们一定要签名之后 然后再去做OTA

然后去放在我们片外的flash 那这个的话它就没办法去做破解

当然这块的话 是要和服务器配合一起去做

那我们是从硬件的角度上 和我们这个设计的角度上

去保证我们的这个片外的
flash的 数据安全以及OTA的数据安全

那我们把这个流程 叫做secure boot

那另外就是我们前面 有讲到过的一个概念

如果说我们在跑这个 操作系统的过程当中

那我们把这个应用层 把我们的driver、把我们的RTOS

把我们的key management 这所有的东西全部放在

我们的一颗MCU上去跑 就会存在一个问题

如果我们遭受了网络攻击之后 那所有的这些信息

它可以慢慢地渗透 慢慢地渗透

把你所有的信息都拿到就把你 片外的flash的所有信息都读出来

那这是非常危险的一个信号 如果说我们所有信息都被拿出来之后

那这些密钥的话 就会一一都被拿出来

所以说我们需要有一种机制 我们把这种机制叫

trusted execution environment

那这个机制的话就是说 我们把我们程序分为两块

第一块的话我们叫land safety 一个叫safety

那land safety就是说 我们可以去跑我们应用层

相关的协议栈也好
 或说我们的driver也好

或是说我们自己的流程图也好 没关系

但是说如果我们一定要去访问 我们的这种密钥管理的一些

和加密的引擎的一些
 这一块的事件的时候

我们必须要通过消息机制 通过land safety的一个消息通道

然后去和我的security的 就是safety的这个区域

然后去做信息沟通 然后去把结果导向到我们的

land safety的这个区域里面来 通过这个方式来去保证我的

加密这一块以及我的密钥这一块 不会被任何人去读到这些数据

而且我所有的这个 加密
以及解密的数据

都不可能被其他的就是 
land safety的区域代码所知道

因为这块区域是不公开的 你只能知道一个结果

你没办法知道我在里面
 做了什么以及我临时的数据

都没办法去看到 那这块的话我们就叫做TEE

那TEE的话就是
 有一个trust zone的概念

这个的话其实也不是TI专利 这个是ARM规定的一个安全规范

如果大家有兴趣的话 大家可以去ARM的官网上


去看这些安全规范

好 那讲到这里的话 那我们就来完整的去看一看

我们怎么样去做这个快速的链接 也就是我们怎么样去通过

加密的这套机制去做快速链接 这个的话就是我在后面有写到

Demo SSL 这是一个我们通过SSL的socket

去和我们的service 去做交互的一个过程

这个过程是WiFi联盟的一个规范 这是我们用WiFi去连接服务器

通过这样一套流程 其实我们可以把它变通一下

我们手机和我们智能门锁 
去做开锁的情况之下

我们同样可以通过这个流程 来完成密钥的交互

OK 好 那我首先讲一下这个过程

首先的话就是我们在服务器端 
会生成一个私钥和公钥的密钥对

然后我们的[听不清] 就是我们的应用层

我们land safety的这个核 它会去要求就是我要去知道你这个公钥

然后服务器就把公钥 传给land safety的这个核

那land safety之后 它就会告诉私钥

它就会告诉我们 另一个safety的核就是说

这样吧

那你也生成一个密钥对 那这个时候land safety

它也会生成一个密钥对 密钥对的话包括一个公钥一个私钥

当然它不会把这个私钥 告诉任何人包括land safety的核

它也不会告诉 它会把它的这个publish

就是public的这个key 给到
我们的land safety的核

然后land safety的核 
把这个public的key

然后给到我们的服务器 那服务器这边的话

它有一个自己的私钥 和我们CC3220就是我们的

WiFi芯片生成的一个公钥 通过这个私钥和公钥

然后通过椭圆曲线的算法 然后它就会生成一个密钥

那这边的话我们3220的芯片 它通过服务器端的公钥

和它自己的私钥 然后它也会生成一个密钥

那其实通过这样一种方式的话 其实我们最后的结果就是

服务器生成的密码 就是我们这个key的密码

和我们的3220生成的
 密码是一模一样的

但是这个密码 其实都没有在空中去传输

都是通过一些加密的算法 然后我们去生成这两个密钥

在生成完这两个密钥之后 然后服务器就开始去传输数据

就它的数据首先是[听不清]数据 然后通过生成的密钥

然后去做加密 加密完之后明文的方式

就传给我们的M4 那M4的话它其实没有
权限

去做任何事情 它只能说就是OK

那我通过指令的方式 把这个数据传给我们的NWP

也就是我们的网路处理器 那网路处理器的话

会把这个数据保存 保存之后通过我们的这个

刚才生成的密钥去做解密 
然后去做执行

当然这个是SSL的一个过程 它的这个过程的话

我们的cortex M4的核 就是我们应用层的核

就是land safety的核 是没有做任何的事情

那所有的事情的话都是服务器端 
和我们的NWP网络处理器去做

这样的话就保证完整的数据安全 因为数据安全不可能被

中间的任何一个人所截取 包括我们M4的核也截取不了

因为我们NWP的核它是不公开的 它所有的信息都不会公开

它只会告诉我们一个结果 那它不会把这些信息公开

这样的话就完成了 
整个SSL加密的过程

当然这个加密的过程
 有依赖于ECC的加密算法

和AES的加密算法 那这个加密算法的话

我们TI都是通过硬件的方式 固化在我们的ROM里面

然后来去执行 所以说我们可以把这个算法

生成密钥的这个过程 以及我们椭圆曲线加密的算法

的时间做得非常简短 那这样的话就可以使我们的

WiFi连接非常的迅速和快速 那这样的一套流程是我们的

WiFi SSL加密的方式 那我们如果换个角度上来说

我们可以完整地把这一套加密算法 放在我们的蓝牙里面

放在我们的小无线里面 好