🛡️ TI安全加密芯片
应用与集成实战
📘 30章 · 从入门到项目
01
TI安全芯片概述
了解TI安全芯片家族（TPM、TLS、HSM系列），理解其在物联网、车联网、工业控制中的核心价值。
02
硬件架构解析
深入剖析TI安全芯片的内部架构，包括安全CPU、真随机数发生器（TRNG）、安全存储、加密引擎等模块。
03
开发环境搭建
安装Code Composer Studio (CCS) 或 IAR，配置TI安全芯片SDK，搭建交叉编译与调试环境。
04
通信协议基础
掌握I2C、SPI、UART等与安全芯片通信的底层协议，理解时序图与寄存器映射。
05
安全启动流程
学习安全芯片的启动序列，包括Boot ROM、固件验证、密钥加载等关键步骤。
06
密钥生命周期管理
密钥生成、存储、使用、更新、销毁的全生命周期管理策略与实现。
07
对称加密实战
使用AES-128/256进行数据加解密，理解ECB、CBC、GCM等模式的选择与代码实现。
08
非对称加密实战
RSA与ECC（椭圆曲线）的密钥对生成、签名与验签操作，理解其数学原理与性能差异。
09
哈希与消息认证
SHA-256/384/512哈希计算，HMAC消息认证码的实现，防止数据篡改。
10
真随机数生成
调用TRNG模块生成高质量随机数，用于密钥种子、挑战值等安全场景。
11
安全存储与密封
将敏感数据（密钥、证书）安全地存储于芯片内部，实现防篡改的密封存储（Sealed Storage）。
12
身份认证协议
实现基于挑战-响应（Challenge-Response）的设备身份认证，防止伪造设备接入。
13
安全固件升级
设计并实现带签名的固件升级流程，确保固件来源可信且未被篡改。
14
TLS/SSL协议集成
在嵌入式设备中集成mbedTLS或OpenSSL，利用安全芯片加速TLS握手与会话加密。
15
MQTT+安全芯片
为MQTT协议添加TLS加密层，实现物联网设备的安全发布/订阅通信。
16
车联网V2X安全
基于安全芯片实现V2X通信中的数字签名与证书管理，满足C-V2X标准。
17
工业控制安全
在PLC或RTU中集成安全芯片，实现OPC UA的安全通信与访问控制。
18
防克隆与防伪
利用芯片唯一ID（UID）与PUF（物理不可克隆函数）技术，防止设备克隆与伪造。
19
安全日志审计
将关键操作日志（如密钥使用、认证失败）安全地记录在芯片内，防止日志篡改。
20
功耗分析与防护
了解侧信道攻击（功耗分析、电磁分析）原理，学习TI芯片的防护机制。
21
故障注入攻击与防护
了解时钟毛刺、电压毛刺等故障注入手段，学习芯片的检测与响应机制。
22
安全认证与标准
熟悉FIPS 140-2/3、Common Criteria (CC) EAL、PSA Certified等安全认证标准。
23
TI TPM 2.0实战
基于TI的TPM芯片实现TPM 2.0标准库的调用，完成平台信任根建立。
24
TI HSM 安全模块
深入TI HSM（硬件安全模块）的API，实现高速密钥操作与交易签名。
25
多芯片协同设计
设计主MCU + 安全芯片的协同架构，划分安全边界与通信协议。
26
RTOS下的安全任务
在FreeRTOS或RT-Thread中创建安全任务，管理安全芯片的并发访问。
27
Linux内核安全驱动
编写Linux内核模块驱动，实现用户空间与安全芯片的隔离与高效通信。
28
云端密钥管理集成
将安全芯片与AWS IoT Greengrass、Azure IoT Hub等云平台集成，实现云端密钥分发。
29
性能优化与调试
分析安全操作的时间开销，优化加解密、签名等操作的性能，使用调试工具定位问题。
30
综合项目实战
设计一个完整的物联网安全网关，集成身份认证、数据加密、安全升级、云端对接等所有功能。