W55MH32 硬件加密中实现 SHA（SHA-1 / SHA-256）

原创 已于 2025-09-26 17:24:07 修改 · 1k 阅读 · 22 ·
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#W55MH32 #以太网单片机 #WIZnet #SHA #硬件加密 #TLS加密 #SSL

于 2025-09-24 17:15:39 首次发布

W55MH32 应用笔记：在 W55MH32 硬件加密中实现 SHA（SHA-1 / SHA-256）

目录

W55MH32 应用笔记：在 W55MH32 硬件加密中实现 SHA（SHA-1 / SHA-256）

1. 简介

2. SHA 概述

什么是 SHA？

SHA 在微控制器中的处理流程

Start-Update-Finish 的优势

3. SHA 在 SSL/TLS 协议中的作用

4. SHA 在 W55MH32 系统中的其他应用

5. 使用步骤

步骤 1：头文件

步骤 2：SHA 流程

步骤 3：主代码

步骤 4：测试结果

SHA1 和 SHA256 的 Python 结果

6 结论

1. 简介

本应用笔记将介绍 SHA 的基本功能、其在 SSL/TLS 协议中的角色，以及 SHA 在 W55MH32 上的实际应用。

2. SHA 概述

什么是 SHA？

安全散列算法（SHA）是一种密码学散列函数，可以将任意长度的输入数据转换成固定长度的摘要（哈希值）。WIZnet W55MH32 通过硬件加密引擎支持 SHA-1（160 位摘要）和 SHA-256（256 位摘要），能够实现加速、低功耗的哈希运算。SHA 是单向函数，这意味着从哈希值反推出原始数据在计算上是不可行的，同时找到两个不同输入却产生相同哈希值（碰撞）也是极其困难的。

SHA 在微控制器中的处理流程

SHA 硬件引擎通常提供三阶段函数结构：

阶段 功能描述
Start 该阶段用于初始化 SHA 引擎并选择所需的哈希算法（SHA-1 或 SHA-256），设置内部状态变量，清除先前数据，准备接收新的输入数据。
Update 该阶段用于向 SHA 引擎输入数据，可以分段输入，以便处理大数据集或流式数据而无需占用大量内存。硬件引擎在每次接收数据块时更新内部状态。
Finish（或 Final） 该阶段完成哈希运算，自动进行必要的数据填充，完成内部计算，并输出最终哈希值，即所有输入数据的数字指纹。

Start-Update-Finish 的优势

该结构支持大文件、流数据或网络数据包的分段处理，有助于高效利用硬件加速器按数据块运算，降低内存占用，并支持实时与增量哈希处理工作流，非常适合安全通信和数据完整性验证场景。W55MH32 的硬件 SHA 引擎在 Finish 阶段会自动处理数据填充与对齐，简

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W55MH32 硬件加密中实现 DES / 3DES 功能
WIZnet2012专栏
09-24 678
本应用笔记详细介绍了在WIZnet W55MH32微控制器上实现DES/3DES硬件加密的方法。W55MH32集成硬件加密引擎，支持DES/3DES算法及ECB/CBC模式，适用于金融终端、工控系统等场景。文档包含算法原理、操作流程、代码实现和测试结果，对比了DES（56位密钥）和3DES（112/168位密钥）的安全性与性能差异，并提供了Python验证示例。虽然3DES安全性优于DES，但建议新设计优先采用AES等现代算法。该方案通过硬件加速显著提升加密效率，降低CPU负载。
WIZnet高性能以太网单片机W55MH32重磅发布！
WIZnet2012专栏
04-29 1755
本文详细解析了W55MH32芯片的高性能网络处理能力与硬件资源，以及两款开发板（L/Q-EVB）。芯片凭借TOE引擎、丰富外设及加密单元，为物联网设备提供高效解决方案；开发板通过集成仿真器与扩展接口，大幅降低开发门槛。文章为开发者提供了选型参考与快速入门指南，希望对您在学习、开发以太网相关产品时有所帮助。
硬件加密中实现 SHA（SHA-1 / SHA-256）
WIZnet 中国社区官方博客
09-26 120
W55MH32微控制器硬件加密功能应用笔记介绍了其内置SHA-1/SHA-256算法的实现。该芯片采用ARM Cortex-M3内核，支持216MHz主频，通过硬件加密引擎加速哈希运算。文档详细阐述了SHA算法的三阶段处理流程（Start-Update-Finish）及其在SSL/TLS协议、固件验证等场景的应用，并提供了完整的代码实现示例，包括头文件引用、处理函数调用和测试验证方法。硬件SHA功能显著提升了嵌入式系统的安全性能和运算效率。
第四章 W55MH32初体验
WIZnet 中国社区官方博客
06-10 1105
本章我们将和大家初次体验W55MH32开发流程，介绍打开示例工程、KEIL主界面及常用快捷键，讲解WIZ-Link仿真器配置与使用，还一步步演示了新建工程的过程，助于了解开发流程和MDK5使用。
第十七章 W55MH32 ARP示例
WIZnet2012专栏
07-24 732
本文详细介绍了在W55MH32芯片上实现MACRAW模式进行ARP协议解析的方法。MACRAW模式允许直接操作以太网帧，是底层网络通信的重要方式。文章系统阐述了ARP协议的工作原理、报文格式、工作流程及安全防护措施，重点讲解了在W55MH32上实现ARP请求和响应的具体代码实现，包括报文组包、发送接收和解析处理等关键步骤。通过实战例程展示了IP地址到MAC地址的完整解析过程，并提供了运行结果验证。该技术可广泛应用于嵌入式网络设备的局域网通信和网络调试场景。
第一章 W55MH32 网络初始化示例
WIZnet2012专栏
07-23 1039
本文介绍了基于W55MH32芯片的TCP/IP网络实现方案。该芯片集成TOE引擎，包含硬件TCP/IP协议栈、MAC和PHY，简化了嵌入式以太网开发。文章详细讲解了网络地址信息（IP、子网掩码、网关、DNS）的作用，并提供了网络初始化的具体实现步骤：定义网络信息、硬件初始化、TOE引擎启动、PHY链路检测、网络地址设置及IP回读验证。实验结果表明PC端可以成功PING通设备，文章还给出了故障排查方法。该方案为嵌入式系统提供了高效、简便的网络接入方案，为后续DHCP实现奠定了基础。
第十章 W55MH32 SNTP示例
WIZnet2012专栏
07-23 1993
本文详细介绍了在W55MH32芯片上实现SNTP授时功能的完整方案。首先阐述了SNTP协议的基本原理、与NTP的区别及特点，分析了其在时间同步场景中的应用价值。然后重点讲解了实现流程：包括RTC初始化、DNS解析SNTP服务器地址、SNTP报文组包与发送、响应报文解析处理等关键技术环节。文章提供了完整的代码实现，包括时间戳转换、时区调整等关键函数，并通过实例演示了如何将UTC时间转换为本地时间。最后展示了运行结果，成功实现了从SNTP服务器同步时间并更新本地RTC的功能。该方案为嵌入式设备提供了精确的时间同
SHA1摘要算法（带示例）
u013073067的博客
01-22 9656
原创不易，转载请注明出处。 目录 1. 算法简介 2. 符号 3. 加密算法流程 3.1 概述 3.2 填充. 3.3 加密处理 附录A 运算示例 1.算法简介 SHA英文全称Secure Hash Algorithm，即安全散列算法。散列算法又称杂凑算法或哈希算法，能将一定长度的消息计算出固定长度的字符串（又称消息摘要）。SHA包含5个算法...
基于W55MH32Q-EVB 实现 HTTP 服务器配置 OLED 滚动显示信息
2301_81684513的博客
08-18 526
摘要：本文介绍了基于W55MH32Q-EVB开发板的HTTP服务器实现方案。通过硬件连接OLED模块，修改HTTP服务器例程，实现了网页端配置OLED显示内容和滚动效果的功能。方案包含硬件连接示意图、HTTP网页设计、数据处理函数实现及OLED驱动代码。系统可将用户配置内容保存至Flash，断电后仍能保持显示设置。测试结果表明，该方案能成功通过网页控制OLED显示内容，并支持滚动显示功能。该方案展示了W55MH32芯片的HTTP服务能力和硬件TCP/IP协议栈优势，为物联网设备的人机交互提供了参考实现。
第三章 W55MH32 TCP Client示例
WIZnet2012专栏
07-23 791
本文详细介绍了在W55MH32芯片上实现TCP通信的方法。文章首先概述了TCP协议的特点、与UDP的区别及应用场景，重点讲解了TCP的ACK、重传和Keepalive机制。实现部分展示了如何使用W55MH32的TOE引擎进行TCP客户端模式的回环测试，包括设置Keepalive功能、状态机转换流程及关键代码解析。测试结果表明，该方法能有效建立TCP连接并完成数据交互。本文为在嵌入式系统中实现可靠网络通信提供了实用指导，为后续实现TCP服务器模式奠定了基础。
Window运行Lua文件[项目源码]
11-24
本文介绍了在Windows环境下如何运行Lua文件的方法。通过使用cmd命令，用户可以轻松执行Lua脚本。文章还提供了相关的注释说明，帮助读者更好地理解和操作。对于需要在Windows系统中运行Lua文件的开发者来说，这是一个简单而实用的指南。
【四旋翼无人机】具备螺旋桨倾斜机构的全驱动四旋翼无人机：建模与控制研究（Matlab代码、Simulink仿真实现）
11-24
【四旋翼无人机】具备螺旋桨倾斜机构的全驱动四旋翼无人机：建模与控制研究（Matlab代码、Simulink仿真实现）内容概要：本文围绕具备螺旋桨倾斜机构的全驱动四旋翼无人机展开研究，重点探讨其系统建模与控制策略，结合Matlab代码与Simulink仿真实现。文章详细分析了无人机的动力学模型，特别是引入螺旋桨倾斜机构后带来的全驱动特性，使其在姿态与位置控制上具备更强的机动性与自由度。研究涵盖了非线性系统建模、控制器设计（如PID、MPC、非线性控制等）、仿真验证及动态响应分析，旨在提升无人机在复杂环境下的稳定性和控制精度。同时，文中提供的Matlab/Simulink资源便于读者复现实验并进一步优化控制算法。; 适合人群：具备一定控制理论基础和Matlab/Simulink仿真经验的研究生、科研人员及无人机控制系统开发工程师，尤其适合从事飞行器建模与先进控制算法研究的专业人员。; 使用场景及目标：①用于全驱动四旋翼无人机的动力学建模与仿真平台搭建；②研究先进控制算法（如模型预测控制、非线性控制）在无人机系统中的应用；③支持科研论文复现、课程设计或毕业课题开发，推动无人机高机动控制技术的研究进展。; 阅读建议：建议读者结合文档提供的Matlab代码与Simulink模型，逐步实现建模与控制算法，重点关注坐标系定义、力矩分配逻辑及控制闭环的设计细节，同时可通过修改参数和添加扰动来验证系统的鲁棒性与适应性。
SQL Server 2019安装指南[代码]
11-24
本文详细介绍了SQL Server 2019的下载及安装步骤，包括如何选择版本、设置安装选项、配置实例和混合模式密码等关键操作。同时，文章还提供了SQL Server Management Studio (SSMS)的安装教程，指导用户如何下载、安装并连接到SQL Server数据库。内容涵盖了从初始下载到最终使用的完整流程，适合需要安装SQL Server 2019的用户参考。
面部图像疲劳检测的平衡数据集-Fatigue Dataset
11-24
疲劳数据集 用于面部图像疲劳检测的平衡数据集 疲劳检测在交通、医疗和工业监控等安全关键环境中发挥着至关重要的作用。通过面部分析识别疲劳或嗜睡的迹象已成为广泛研究的计算机视觉问题，尤其是在深度学习工具和预训练模型日益普及的情况下。 该数据集旨在帮助研究人员和从业者开发、测试和基于真实面部图像的疲劳检测系统。 该数据集包含2200张面部图像，均匀分布在两类： 疲劳 非疲劳 所有图片均来自开源互联网仓库。 每张图片都经过人工检查并整理到相应的类别文件夹中。 该数据集旨在： 疲劳检测支持研究 促进面部状态识别深度学习模型的发展 支持迁移学习和CNN架构的疲劳分类实验
Spring-AI-Alibaba示例2源码及结果
11-24
Spring-AI-Alibaba示例2源码及结果
Reflexion框架解析[项目源码]
11-24
Reflexion是一种新型强化学习框架，旨在通过反思和记忆机制提升大型语言模型（LLM）Agent的决策能力。该框架由Actor、Evaluator和Self-Reflection三个模型组成，通过将任务反馈转化为文本形式的反思并存储在记忆缓冲区中，优化后续决策。与传统强化学习方法相比，Reflexion无需微调LLM，支持更细致的反馈信号，并提高了可解释性。实验表明，Reflexion在HumanEval编程基准测试中准确率达91%，优于GPT-4的80%。论文还提供了代码和数据集，便于进一步研究。
全面Lua脚本语言学习指南[项目源码]
最新发布
11-25
本文详细介绍了Lua脚本语言的核心特性、基础语法、模块化编程、错误处理以及与其他编程语言的交互方式。Lua作为一种高效的轻量级脚本语言，以其简单、动态类型和自动垃圾回收等特点，广泛应用于游戏开发、网络编程等领域。文章涵盖了Lua的基础语法结构、数据类型、运算符、控制结构和函数定义，以及表与元表的高级特性。此外，还探讨了Lua模块与包的加载机制、错误处理与调试技巧，以及在HTML和游戏开发中的具体应用。通过本指南，学习者可以全面掌握Lua语言，解决编程中的各种挑战。
OpenCV HSV颜色识别[可运行源码]
11-24
本文详细介绍了在OpenCV中使用HSV颜色空间进行目标识别的方法。首先解释了为何选择HSV而非RGB空间，因为HSV能更直观地表达色彩的明暗、色调和鲜艳程度，便于颜色对比。文章提供了HSV颜色范围的基本信息，并指出PS和OpenCV中HSV范围的差异，需要进行数值转换。通过PS工具可以更精确地确定物体颜色的HSV范围，进而用于识别。最后，文章给出了具体的代码示例，展示了如何通过HSV范围识别物体，并进行图像处理操作如开操作和闭操作以优化识别效果。
VOC 2012数据集介绍[项目代码]
11-24
VOC 2012是一个有监督学习的图像数据集，包含20个对象类别，分为Person、Animal、Vehicle和Indoor四大类。数据集主要用于分类、检测和分割三大竞赛任务。文章详细介绍了VOC 2012的文件夹结构，包括Annotations（XML格式的图片标注信息）、ImageSets（包含训练集、验证集等数据）、JPEGImages（所有.jpg格式的图片）、SegmentationClass（语义分割标注掩模图）和SegmentationObject（实例分割标注掩模图）。此外，还解释了各个文件夹的具体内容和用途，如Annotations中的图像名称、地址、目标种类和位置等信息，以及ImageSets下的Action、Layout、Main和Segmentation子文件夹的用途。最后，通过实例展示了原始图像、语义分割图像和实例分割图像的对比，并解析了Annotations文件中的关键信息。
class Solution { Map<Character, Integer> symbolValues = new HashMap<Character, Integer>() {{ put('I', 1); put('V', 5); put('X', 10); put('L', 50); put('C', 100); put('D', 500); put('M', 1000); }}; public int romanToInt(String s) { int ans = 0; int n = s.length(); for (int i = 0; i < n; ++i) { int value = symbolValues.get(s.charAt(i)); if (i < n - 1 && value < symbolValues.get(s.charAt(i + 1))) { ans -= value; } else { ans += value; } } return ans; } } 作者：力扣官方题解 链接：https://leetcode.cn/problems/roman-to-integer/solutions/774992/luo-ma-shu-zi-zhuan-zheng-shu-by-leetcod-w55p/ 来源：力扣（LeetCode） 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
07-23
### 实现分析 给定的 Java 代码实现了将罗马数字字符串转换为对应的整数。其核心逻辑是利用罗马数字的规则：通常情况下，字符对应的数值相加；但当较小的数字出现在较大的数字之前时，需要减去较小的数字。 #### 数据结构与变量 - 使用了 `LinkedHashMap` 来存储罗马数字字符及其对应的整数值，保证了插入顺序，确保较大的值优先处理。 - `current` 和 `next` 变量用于比较当前字符和下一个字符的值。 - `result` 用于存储最终的整数结果。 #### 核心逻辑 - 通过循环遍历输入字符串，比较当前字符和下一个字符的值： - 如果下一个字符的值大于当前字符的值，则从结果中减去当前字符的值； - 否则，将当前字符的值加到结果中。 - 最后，将字符串最后一个字符的值加到结果中。 #### 时间与空间复杂度 - 时间复杂度为 $O(n)$，其中 $n$ 是输入字符串的长度，因为每个字符只被处理一次。 - 空间复杂度为 $O(1)$，因为使用的额外空间是固定的，不随输入规模增长而增长。 #### 示例代码 ```java public int romanToInt(String s) { Map<Character, Integer> lookup = new LinkedHashMap<>(); lookup.put('M', 1000); lookup.put('D', 500); lookup.put('C', 100); lookup.put('L', 50); lookup.put('X', 10); lookup.put('V', 5); lookup.put('I', 1); int result = 0; int current = 0; int next = 0; for (int i = 0; i < s.length() - 1; i++) { current = lookup.get(s.charAt(i)); next = lookup.get(s.charAt(i + 1)); if (next > current) { result -= current; } else { result += current; } } result += lookup.get(s.charAt(s.length() - 1)); return result; } ``` #### 特殊情况处理 - 代码自动处理了六种特殊的罗马数字组合（IV、IX、XL、XC、CD、CM），这些组合需要将两个字符作为一个整体来计算[^1]。 ### 优缺点分析 - **优点**： - 代码简洁明了，易于理解和实现。 - 使用 `LinkedHashMap` 保证了插入顺序，确保了正确的处理顺序。 - **缺点**： - 对于不熟悉 `LinkedHashMap` 的开发者来说，可能需要额外的学习成本。 - 如果输入的字符串包含非法字符，则 `lookup.get(s.charAt(i))` 会返回 `null`，导致运行时错误。 ### 改进建议 - 可以增加异常处理机制，以应对非法输入的情况。 - 添加输入验证逻辑，确保输入字符串是有效的罗马数字格式。 ### 扩展应用 - 此算法可以作为基础，扩展到支持更复杂的罗马数字转换，例如支持更大的数值范围或者更复杂的规则。
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