摘要：在裝備的試用狀態(tài)管理和敏感數(shù)據(jù)保護等方面，數(shù)據(jù)加密技術的應用越來越廣泛。針對嵌入式系統(tǒng)的特點和數(shù)據(jù)加密需求，給出了一種可應用到嵌入式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密算法。該方法在隨機數(shù)序列的基礎上實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密，并綜合應用了數(shù)據(jù)二次尋址、置換表、數(shù)據(jù)字節(jié)運算、改進的循環(huán)冗余校驗等技術，相同明文每次加密后形成的密文數(shù)據(jù)各不相同，具有加密強度高、算法容易實現(xiàn)、密文數(shù)據(jù)防篡改等特點。該技術已成功應用于C8051F020和MSP430F135單片機系統(tǒng)，分別實現(xiàn)了某兩型裝備的試用期狀態(tài)管理和敏感數(shù)據(jù)保護。
關鍵詞：嵌入式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)加密；數(shù)據(jù)尋址；密鑰

0 引言
當前嵌入式系統(tǒng)已經廣泛應用在武器裝備和民用產品的各個領域，在其越來越智能化的同時，與之運行有關的各種工作參數(shù)等設置數(shù)據(jù)也越來越成為需要保護的對象。
某些系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作狀態(tài)設置參數(shù)、測量結果等敏感數(shù)據(jù)必須經過授權才能被設置或查看。在沒有授權的情況下，即使得到敏感數(shù)據(jù)，也無法破解數(shù)據(jù)的真正含義。在具有“試用風險管理”功能的民用產品中，產品交付用戶的日期、試用期限及試用狀態(tài)(類似于軟件產品的“試用版本”)、試用狀態(tài)到交付狀態(tài)的設置、產品序列號、產品工作狀態(tài)設置口令等數(shù)據(jù)直接關系到產品生產廠商的經濟利益。產品試用期結束后，產品工作狀態(tài)升級等設置數(shù)據(jù)需要通過用戶傳遞給設備，因此，在客觀上就需要一種強有力的安全措施來保護這些敏感數(shù)據(jù)不被篡改或非法應用到其他同型產品。

1 數(shù)據(jù)加密的應用實例
數(shù)據(jù)加密在嵌入式系統(tǒng)中的應用實例如圖1所示。在該應用中，包括“遠程控制端”和“用戶端”兩個子系統(tǒng)，其中“遠程控制端”可以是上級機關，也可以是民用產品的生產、銷售單位。在“遠程控制端”，根據(jù)密鑰文件，敏感數(shù)據(jù)被加密處理后形成密文數(shù)據(jù)，就可以通過互聯(lián)網或非涉密人員進行傳遞。密文數(shù)據(jù)傳送到設備的使用單位后，再由非涉密的使用人員(或民用產品用戶)把這些數(shù)據(jù)輸入嵌入式設備。設備根據(jù)其存儲的密鑰數(shù)據(jù)把密文還原成內部可識別的敏感數(shù)據(jù)，再進行相應操作，從而最終實現(xiàn)遠程控制端對設備的控制；把嵌入式設備中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程控制端的過程與之相反，首先敏感數(shù)據(jù)由嵌入式設備進行加密處理，再通過互聯(lián)網或其他非涉密渠道傳送到遠程控制端，密文數(shù)據(jù)解密后即可還原成原始數(shù)據(jù)。

在設備試用狀態(tài)管理的應用實例中，“遠程控制端”密文數(shù)據(jù)的產生由“遠程控制端”密文數(shù)據(jù)產生程序實現(xiàn)，密文數(shù)據(jù)的具體功能由數(shù)據(jù)“任務類型”定義，包括升級到交裝狀態(tài)、延長試用期限、交裝狀態(tài)和試用狀態(tài)出廠參數(shù)設置等4種任務，用戶界面如圖2所示。只要操作人員在用戶界面上輸入設備序列號、用戶密碼、任務類型等數(shù)據(jù)，再點擊“創(chuàng)建文件”，密文數(shù)據(jù)即可生成，然后即可把該密文數(shù)據(jù)文件通過互聯(lián)網等傳遞給用戶。當用戶把該密文數(shù)據(jù)注入設備時，設備按規(guī)定的算法把數(shù)據(jù)解密后，再判斷設備序列號和用戶密碼是否與設備定義一致，如果一致則執(zhí)行密文數(shù)據(jù)定義的任務。通過這樣的方法，設備生產廠商即可實現(xiàn)對設備試用狀態(tài)的遠程控制。