具备防篡改检测功能的安全型 NIST 认证 256 位随机数生成方案
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硬件概览
它是如何工作的?
RNG 2 Click 基于 Microchip 出品的 RNG90,这是一款完全符合 NIST SP 800-90A/B/C 标准的安全型随机数发生器(RNG)。该 Click 板™ 专为满足现代加密系统对高强度随机数的严苛要求而设计,其中所生成随机数的质量直接关系到整个系统的安全性。在密钥生成、数字签名、密码创建、随机挑战、初始化向量(IV)等加密应用中,真正的随机性至关重要。RNG90 芯片通过每次执行随机命令生成一个 256 位的随机数,具备 128 位的安全强度,并已通过 NIST 认证实验室的独立随机性验证,确保其在敏感应用中
的可靠性。作为 Microchip CryptoAuthentication™ 产品系列的一部分,RNG90 可直接嵌入对安全性和即用型随机性有较高需求的系统中,无需额外配置。RNG 2 Click 通过标准 I2C 接口与主控 MCU 通信,通信速率最高可达 400kHz,便于集成到各种控制平台中。此外,它还具备唯一的 72 位序列号和多项基于硬件的安全机制,包括主动屏蔽防御物理侵入攻击、异常电压条件的篡改检测,以及基于温度变化的防篡改监测。这些设计为系统提供了强大的物理层安全保障。凭借其出色的安全性能和易于集成的特性,
RNG 2 Click 特别适用于加密系统、密码管理工具、游戏平台、加密货币硬件钱包、科研实验,甚至航天与国防等对安全认证随机数有严格要求的应用场景。该 Click 板™ 支持 3.3V 和 5V 逻辑电平,通过 VCC SEL 跳线进行选择,确保与不同电压等级的 MCU 正确通信。此外,本板还附带易于使用的软件库及示例代码,供开发者参考并加速项目开发。
功能概述
开发板
Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE
mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口
来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
PIC32
MCU 内存 (KB)
2048
硅供应商
Microchip
引脚数
100
RAM (字节)
524288
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
应用程序输出
1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程。

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持
库描述
RNG 2 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。
示例描述
本示例演示如何使用 RNG 2 Click 板,定期读取并记录由设备生成的随机数。
关键功能:
rng2_cfg_setup
- 初始化 Click 配置结构为默认初始值。rng2_init
- 初始化该 Click 板所需的所有引脚和外设。rng2_default_cfg
- 执行 RNG 2 Click 板的默认配置。rng2_read_random_num
- 请求并读取来自 RNG 2 Click 板的 32 字节随机数。
应用初始化
初始化日志模块和 Click 板驱动程序,然后应用默认配置。
应用任务
每秒从设备读取一次 32 字节的随机数,并将其显示在日志中。
开源
代码示例
完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio。 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。
/*!
* @file main.c
* @brief RNG 2 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of the RNG 2 Click board by periodically reading
* and logging random numbers generated by the device.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the logger and the Click board driver, then applies the default configuration.
*
* ## Application Task
* Reads and displays a 32-byte random number from the device every second.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rng2.h"
static rng2_t rng2;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
rng2_cfg_t rng2_cfg; /**< Click config object. */
/**
* Logger initialization.
* Default baud rate: 115200
* Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
* @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
* are defined as HAL_PIN_NC, you will
* need to define them manually for log to work.
* See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
*/
LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
log_init( &logger, &log_cfg );
log_info( &logger, " Application Init " );
// Click initialization.
rng2_cfg_setup( &rng2_cfg );
RNG2_MAP_MIKROBUS( rng2_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( RNG2_OK != rng2_init( &rng2, &rng2_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( RNG2_ERROR == rng2_default_cfg ( &rng2 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
if ( RNG2_OK == rng2_read_random_num ( &rng2 ) )
{
log_printf ( &logger, " Random number: " );
for ( uint8_t cnt = 0; cnt < rng2.rsp_pkt.data_len; cnt++ )
{
log_printf ( &logger, "%.2X", ( uint16_t ) rng2.rsp_pkt.data_buf[ cnt ] );
}
log_printf ( &logger, "\r\n\n" );
}
Delay_ms ( 1000 );
}
int main ( void )
{
/* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
#ifdef PREINIT_SUPPORTED
preinit();
#endif
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
额外支持
资源
类别:加密