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MCU硬件安全模块(HSM)应用开发实战指南

共计 30 章节

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学习目标 · HSM在MCU中的角色 · 课程整体框架与实战项目预览

课程导入学习目标

安全基础概念

对称加密 · 非对称加密 · 哈希

安全基础概念对称加密

MCU安全威胁模型

常见攻击类型（侧信道 · 故障注入 · 调试接口攻击

MCU安全威胁模型

HSM硬件架构解析

HSM内部模块（CPU · 存储器 · 加速器

HSM硬件架构解析

主流MCU HSM方案对比

比较NXP · ST · Infineon

开发环境搭建

IDE · 编译器 · 调试器

开发环境搭建IDE

HSM启动与初始化流程

安全启动 · 密钥加载 · HSM固件版本检查

密钥管理基础

密钥生成 · 存储 · 导入导出

密钥管理基础密钥生成

对称加密实战

使用HSM实现AES-128/256… · 包括ECB · CBC

对称加密实战HSM

非对称加密实战

使用HSM实现RSA/ECC密钥生成 · 加解密 · 签名与验签

非对称加密实战HSM

哈希与消息认证码实战

SHA-2/SHA-3 · HMAC · CMAC的实现及在固件完整性校验中的…

哈希消息认证码实战

安全存储实战

利用HSM保护敏感数据（如证书 · 私钥 · 用户数据）的读写与防篡改

安全存储实战HSM

安全启动实战

实现基于HSM的固件签名验证 · 信任根建立 · 防回滚机制

安全启动实战HSM

安全通信实战

使用HSM建立TLS/DTLS或自定… · 实现设备与服务器之间的加密通信

安全通信实战HSM

随机数生成与安全熵源

TRNG/DRNG的使用 · 随机数质量测试及在密钥生成中的应用

随机数生成安全熵源

HSM固件更新与生命周期管理

安全固件升级 · 版本管理 · 状态转换（如开发

HSM固件更新

调试与故障排除

HSM调试接口 · 日志 · 错误码分析

调试故障排除

性能优化与资源管理

HSM操作的时间开销 · 内存占用 · 功耗优化及与主核的负载均衡

性能优化资源管理

安全认证与标准

ISO 26262 · EVITA · SHE

安全认证标准

基于NXP S32K3的HSM安全启…

案例实战NXP

基于STM32H7的HSM安全通信（…

案例实战STM32H7

基于Infineon AURIX T… · 安全刷写）

案例实战Infineon

基于Renesas RH850的HS…

案例实战Renesas

常见问题与陷阱

密钥泄露 · 随机数重复 · HSM资源耗尽

常见问题陷阱

安全编码实践

在MCU应用中正确调用HSM API · 避免常见安全漏洞（如时序攻击 · 缓冲区溢出）

安全编码实践MCU

HSM与实时操作系统集成

在FreeRTOS/AUTOSAR… · 中断与资源互斥

HSM实时操作系统集成

安全测试与验证

功能测试 · 安全测试（渗透测试 · 故障注入测试）

安全测试验证

设计一个完整的MCU安全系统 · 集成安全启动 · 安全存储

综合项目MCU

前沿趋势与扩展

量子安全 · 后量子密码 · HSM与边缘AI

前沿趋势扩展

课程总结与进阶路径

核心知识回顾 · 常见误区 · 推荐资源

课程总结进阶路径