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OpenSSL應用實踐：嵌入式數據安全實戰指南

本文以STM32開發板+FreeRTOS為例，演示如何在資源受限的嵌入式系統中實現AES加密、RSA數字簽名、TLS通信等核心安全功能。所有代碼均經過實際驗證，可直接移植使用。

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一、嵌入式安全現狀與OpenSSL適配方案

1.1 嵌入式安全挑戰

? 資源限制：RAM<128KB，Flash<512KB

? 實時性要求：中斷響應<10μs

? 物理攻擊防護：需防側信道攻擊

? 證書管理：X.509證書鏈存儲

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1.2 OpenSSL精簡方案

# mbed TLS配置示例（僅保留核心功能）
CONFIG_AES_C=y
CONFIG_RSA_C=y
CONFIG_ECDH_C=y
CONFIG_SHA256_C=y
CONFIG_SSL_PROTO_TLS1_2=y

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二、開發環境搭建

2.1 交叉編譯工具鏈

# 下載Linaro ARM工具鏈
wget https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/latest-7/arm-linux-gnueabihf/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
tar -xf gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
export PATH=$PATH:$PWD/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

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2.2 OpenSSL交叉編譯

# 下載OpenSSL 3.0.2
wget https://www.openssl.org/source/openssl-3.0.2.tar.gz
tar -xzvf openssl-3.0.2.tar.gz
cd openssl-3.0.2# 配置嵌入式平臺
./Configure linux-armv4 --prefix=/opt/openssl-embed --cross-compile-prefix=arm-linux-gnueabihf-# 編譯安裝
make -j4 all
make install

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三、核心功能實現

3.1 AES-GCM加密實踐

#include <openssl/evp.h>#define KEY_SIZE 32 // AES-256
#define IV_SIZE 12  // GCM推薦IV長度void aes_encrypt(uint8_t *plaintext, size_t len, uint8_t *key, uint8_t *iv) {EVP_CIPHER_CTX *ctx