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MCU设备ECC密码算法移植与优化

📚 共计 30 章节

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ECC密码学基础

椭圆曲线数学原理、有限域上的点加与标量乘、ECC vs RSA 性能对比。

MCU选型与硬件加速

支持ECC的MCU型号、硬件加速器（如ARM CryptoCell）介绍、外设配置。

开发环境搭建

ARM GCC工具链、STM32CubeIDE配置、OpenSSL库交叉编译。

工具链环境

大数运算库移植

mbedTLS大数运算接口、内存对齐优化、栈空间评估。

点乘算法优化

双基链（Double-Base Chain）算法、窗口法（Window Method）、固定点优化。

侧信道攻击防御

时间攻击原理、随机化标量乘、蒙哥马利阶梯（Montgomery Ladder）。

签名与验签实现

ECDSA签名生成、验签流程、随机数生成器（TRNG）集成。

密钥交换协议

ECDH密钥协商、临时密钥（Ephemeral ECDH）、点压缩技术。

固件安全启动

基于ECC的镜像签名、公钥存储与验证、抗回滚机制。

安全通信协议

TLS 1.3中的ECC套件、DTLS在物联网中的应用、会话票据管理。

内存管理策略

静态内存池设计、DMA传输优化、Cache一致性处理。

低功耗模式下的ECC运算、时钟门控、运算频率动态调整。

功耗低功耗

实时性保障

中断优先级设计、非阻塞运算调度、看门狗喂狗策略。

调试与测试

JTAG/SWD调试技巧、性能计数器使用、覆盖率测试。

固件升级安全

差分升级与签名验证、安全存储区划分、回滚保护。

X.509证书解析、证书链验证、CRL/OCSP检查。

随机数生成

硬件TRNG驱动、NIST SP 800-90A DRBG、熵源健康测试。

密钥生命周期

密钥生成、安全存储（HSM/TPM）、密钥销毁。

密钥生命周期

安全启动流程

Bootloader设计、多级签名验证、信任根建立。

启动信任根

攻击与防护

故障注入攻击、电压毛刺防护、电磁屏蔽设计。

性能基准测试

Benchmark工具（如CoreMark）、运算时间测量、内存占用分析。

协议栈集成

CoAP/DTLS、MQTT/TLS、HTTP/2安全层。

多任务环境

FreeRTOS任务划分、信号量保护、栈深度优化。

硬件唯一密钥

PUF（物理不可克隆函数）、OTP存储、设备身份绑定。

安全更新机制

A/B分区切换、增量更新、失败回滚。

合规与标准

FIPS 140-3、CC EAL、GDPR对MCU安全的要求。

AWS IoT Core、Azure IoT Hub、阿里云物联网平台的ECC认证。

日志记录、异常检测、安全事件上报。

后量子密码迁移、同态加密在MCU上的可能性、AI辅助安全。

综合实战项目

智能门锁安全方案设计、车载T-Box安全通信、医疗设备固件保护。