一、mbedtls 開源庫

1. mbedtls是什么

Mbed TLS是一個開源、可移植、易于使用、代碼可讀性高的SSL庫，可實作加密原語，X.509證書操作以及SSL / TLS和 DTLS 協議，它的代碼占用空間小，非常適合用于嵌入式系統，

mbedtls遵循 Apache 2.0 開源許可協議，目前由 TrustedFirmware 維護（Linaro主持的一個治理開放社區專案），在Github上已識訓 2.6k star，目前Github上發布的最新版本為 2.24.0 版本，開源倉庫地址為：

https://github.com/ARMmbed/mbedtls

2. mbedtls有何用

mbedtls庫提供了 TLS / DTLS協議的實作，有了mbedtls庫之后意味著：

• TCP + TLS = TCP(S)
• MQTT + TLS = MQTT(S)
• HTTP + TLS = HTTP(S)
• COAP + DTLS = COAP(S)

目前的物聯網作業系統+各種通信模組方式可以很好的實作TCP/UDP通信，進而提供一些HTTP、MQTT、COAP之類的上層協議，這些協議最大的特點是“明文傳輸”，一旦有中間人想要截獲篡改資料，非常容易，

要想物聯網設備和服務器之間具備高安全性，mbedtls庫不可或缺，

3. 下載mbedtls庫

在github release頁面下載：

4. STM32移植方法

移植mbedtls開源庫到stm32有兩種方法：

① 針對STM32CubeMX中Middleware下面已經提供mbedtks庫的情況：直接使用cubeMX配置即可；

② 針對STM32CubeMX中沒有提供mbedtls庫的情況：手動移植，

接下來分別演示如何移植，

二、使用STM32CubeMX移植

此小節中我使用的是正點原子STM32F407探索者開發板，首先準備一份可以正常使用printf列印到串口的工程，

1. 開啟RNG外設支持（可選）

一些STM32系列中有RNG外設（亂數發生器），如果有的話就開啟，沒有就不用開啟，接著后面的步驟就好，

2. RTC支持和網路支持（可選）

網路支持需要提供一套TCP/IP協議堆疊，比如基于AT模組的SAL層、lwip協議堆疊等，這里我們不使用網路連接功能，后續在帶作業系統移植時講解，

RTC支持是為了校驗CA證書有效期提供時間支持，這里我們不使用時間功能，后續在帶作業系統移植時講解，

3. 開啟mbedtls庫

在Middleware下開啟mbedtls庫支持：

4. 配置mbedtls

mebdtls庫提供的演算法非常多，全都通過宏定義來配置，

① 特性配置：保持默認即可，

② 使用功能模塊配置（重點）：

5. 撰寫測驗代碼

生成工程，在middleware檔案夾下即可看到mbedtls庫：
打開工程，在main.c中包含頭檔案：

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
#include "mbedtls/sha1.h"		//使用sha1相關加密函式
#include "string.h"				//使用到了strlen函式
/* USER CODE END Includes */

然后在main函式中撰寫如下測驗代碼：

/* USER CODE BEGIN 2 */
printf("mbedtls port on ATK-STM32F407 board by mculover666\r\n");

/* sha1 test */
char *source_cxt = "mculover666";
char encrypt_cxt[64];

printf("source context is:%s\r\n", source_cxt);

mbedtls_sha1_context sha1_ctx;
mbedtls_sha1_init(&sha1_ctx);
mbedtls_sha1_starts(&sha1_ctx);
mbedtls_sha1_update(&sha1_ctx, (unsigned char *)source_cxt, strlen(source_cxt));
mbedtls_sha1_finish(&sha1_ctx, (unsigned char *)encrypt_cxt);
mbedtls_sha1_free(&sha1_ctx);

int i = 0;
printf("sha1 encrypt context is:[");
while (encrypt_cxt[i]) {
  printf("%02x", encrypt_cxt[i]);
  i++;
}
printf("]\r\n");

/* USER CODE END 2 */

特別注意：Keil-MDK需要改為ANSI 編碼，否則因為字串編碼問題，會導致加密結果出錯，

編譯，下載到開發板中，在串口助手中查看加密結果：

6. 驗證加密結果

可以使用一些在線工具計算出結果進行對比，如圖，加密無誤：

https://1024tools.com/hash

三、手動移植mbedtls庫

這里我以STM32L431RCT6小熊派開發板為例，首先準備一份可以正常使用printf列印的裸機工程，其中沒有開啟硬體RNG外設，

1. 復制mbedtls相關檔案

① 從mbedtls庫中復制mbedtls原始碼檔案到工程中：

② 再復制mbedtls示例組態檔：

2. 添加mbedtls檔案到MDK中

① 添加 mbedtls\library 檔案夾中所有的c檔案：

再將組態檔也添加到工程目錄，方便修改：

② 添加頭檔案路徑：

③ 在宏定義中指定mbedconfig組態檔：

MBEDTLS_CONFIG_FILE=<config-mini-tls1_1.h>

3. 修改mbedtls配置

編輯 config-mini-tls1_1.h 檔案，

① 配置mbedtls系統支持：

② 配置功能模塊

③ 屏蔽功能測驗，添加一個宏定義，表示沒有平臺支持：

4. 撰寫測驗代碼

打開工程，在main.c中包含頭檔案：

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
#include "mbedtls/sha1.h"
#include "string.h"
/* USER CODE END Includes */

然后在main函式中撰寫如下測驗代碼：

/* USER CODE BEGIN 2 */
 printf("mbedtls port on BearPi-STM32L431RC board by mculover666\r\n");

 /* sha1 test */
 char *source_cxt = "mculover666";
 char encrypt_cxt[64];

 printf("source context is:%s\r\n", source_cxt);

 mbedtls_sha1_context sha1_ctx;
 mbedtls_sha1_init(&sha1_ctx);
 mbedtls_sha1_starts(&sha1_ctx);
 mbedtls_sha1_update(&sha1_ctx, (unsigned char *)source_cxt, strlen(source_cxt));
 mbedtls_sha1_finish(&sha1_ctx, (unsigned char *)encrypt_cxt);
 mbedtls_sha1_free(&sha1_ctx);

 int i = 0;
 printf("sha1 encrypt context is:[");
 while (encrypt_cxt[i]) {
   printf("%02x", encrypt_cxt[i]);
   i++;
 }
 printf("]\r\n");

/* USER CODE END 2 */

特別注意：Keil-MDK需要改為ANSI 編碼，否則因為字串編碼問題，會導致加密結果出錯，

編譯，下載到開發板中，在串口助手中查看加密結果：

5. 測驗加密結果

同第二節第 6 小節，

四、移植總結

mbedtls可以說是一個牛逼的開源庫，其功能開源靈活的通過宏定義來選擇，整個移植程序比較簡單，

而且mbedtls庫對于我們的組態檔會做檢查，在組態檔的最后一句可以看到：

#include "mbedtls/check_config.h"

如果對應某些功能我們開啟了，但是沒有開啟它的依賴功能，編譯器會直接報錯，根據報錯修改對應定義即可，

總之，這么好的東西，不學一下有點可惜~

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