初学者
10 分钟

使用 RNG90 和 PIC32MZ2048EFH100 生成安全且经认证的 256 位随机数

面向强大加密系统的安全且经认证的随机数生成解决方案

RNG 2 Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 5月 14, 2025

点击板

RNG 2 Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

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

A

A

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。

RNG 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Flip&Click PIC32MZ 是一款紧凑型开发板,设计为一套完整的解决方案,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 PIC32MZ 微控制器,Microchip 的 PIC32MZ2048EFH100,四个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,两个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,调试器/程序员连接器,以及两个与 Arduino-UNO 引脚兼容的头部。得益于创

新的制造技术,它允许您快速构建具有独特功能和特性的小工具。Flip&Click PIC32MZ 开发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。此外,还可以选择 Flip&Click PIC32MZ 的编程方式,使用 chipKIT 引导程序(Arduino 风格的开发环境)或我们的 USB HID 引导程序,使用 mikroC、mikroBasic 和 mikroPascal for PIC32。该套件包括一个通过 USB 类型-C(USB-C)连接器的干净且调

节过的电源供应模块。所有 mikroBUS™ 本身支持的 通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、用户可配置的按钮和 LED 指示灯。Flip&Click PIC32MZ 开发套件允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。

Flip&Click PIC32MZ double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

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

NC
NC
AN
NC
NC
RST
ID COMM
RA0
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RA2
SCL
I2C Data
RA3
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

RNG 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Flip&Click PIC32MZ作为您的开发板开始。

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

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

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