轉自：https://blog.csdn.net/xukai871105/article/details/72795126
mbedtls簡介
ARM mbedtls使開發人員可以非常輕松地在（嵌入式產品中加入加密和 SSL/TLS 功能。它提供了具有直觀的 API 和可讀源代碼的 SSL 庫。該工具即開即用，可以在大部分系統上直接構建它，也可以手動選擇和配置各項功能。
mbedtls 庫提供了一組可單獨使用和編譯的加密組件，還可以使用單個配置頭文件加入或排除這些組件。
從功能角度來看，該mbedtls分為三個主要部分：
- SSL/TLS 協議實施。
- 加密庫。
- X.509 證書處理庫。
更多mbedtls教程
2017年5月我寫下了這篇博文，於此同時我找到了前同事崔紅鵬，我們倆一起寫了一本關於mbedtls的圖書。密碼技術是熟練使用mbedtls的前提條件，本書除了mbedtls的詳細使用介紹之外，還包括了許多密碼學基礎知識。希望大家可以在本書中找到物聯網安全應用的實施技巧。
《密碼技術與物聯網安全:mbedtls開發實戰》
mbedtls安裝
下面介紹如何在 Ubuntu/Debian/raspbian環境下正確安裝mbedtls。
克隆源代碼
前往github克隆最新版的mbedtls源代碼。獲取最新版源代碼之前需要在Ubuntu/Debian中正確安裝git工具
git clone https://github.com/ARMmbed/mbedtls.git
- 1
切換分支（可選）
切換到某個release分支，此處選擇mbedtls-2.4。
git checkout -b mbedtls-2.4 origin/mbedtls-2.4
- 1
通過git checkout可檢出具體分支
- checkout 切換分支
- -b mbedtls-2.4 創建本地分支
- origin/mbedtls-2.4 切換到遠程分支mbedtls-2.4
查看分支
通過git branch查看分支，確認已經切換到mbedtls-2.4分支
git branch
development
* mbedtls-2.4
安裝
mbedtls支持make、cmake等多種安裝方式。下面介紹make方式和cmake方式編譯源代碼，並在目標主機中安裝mbedtls動態鏈接庫和頭文件。本文推薦使用cmake工具安裝mbedtls。
make方式
make SHARED=1
sudo make install
- 使用make時默認情況下並不會生成動態鏈接庫
- SHARED=1 生成動態鏈接庫
cmake方式（推薦）
cmake方式比make方式的步驟要多一些，如果目標主機並沒有安裝cmake工具，可通過apt-get工具安裝cmake。
# 更新軟件源
sudo apt-get update
# 通過軟件源安裝cmake
sudo apt-get install cmake
# 生成makefile文件，啟用生成動態鏈接庫選項
cmake -DUSE_SHARED_MBEDTLS_LIBRARY=On .
# 以下步驟和make方式相同
make
sudo make install
- -DUSE_SHARED_MBEDTLS_LIBRARY=On 生成動態鏈接庫
- 使用cmake時，不要忘記之后cmake指令之后的 . ，該點表示當前目錄
修改mbedtls配置
mbedtls也可以通過修改配置文件的方式進行裁剪，mbedtls提供了幾個參考模板，具體的config.h文件可參考mbedtls/configs目錄，該目錄中包括config-ccm-psk-tls1_2.h, config-mini-tls1_1.h等文件。和mbedtls安裝方法相似，可通過make方法和cmake方法修改具體配置。
make方法
# 設置MBEDTLS_CONFIG_FILE宏，指向config-ccm-psk-tls1_2.h
CFLAGS="-I$PWD/configs -DMBEDTLS_CONFIG_FILE='<config-ccm-psk-tls1_2.h>'"
# 重新編譯
make
cmake方法
# 刪除之前cmake相關中間文件，但是不包括CMakeLists.txt文件
find . -iname '*cmake*' -not -name CMakeLists.txt -exec rm -rf {} +
# 指定配置文件為 config-ccm-psk-tls1_2.h，重新編譯
CFLAGS="-I$PWD/configs -DMBEDTLS_CONFIG_FILE='<config-ccm-psk-tls1_2.h>'" cmake .
安裝總結
- 默認情況下 動態鏈接庫安裝至 /usr/local/lib 包括libmbedtls.so libmbedcrypto.so libmbedx509.so
- 默認情況下 頭文件安裝至 /usr/local/include/mbedtls
- 默認情況下 mbedtls的相關工具將安裝只 /usr/local/bin目錄下，例如gen_key等
基礎示例
示例代碼
下面我們通過一個示例來說明如何使用mbedtls。這個示例通過介紹如何使用HMAC算法生成一個消息認證碼。hmac-test.c代碼如下：
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include "mbedtls/md.h"
#define mbedtls_printf printf
int main(void)
{
int ret;
unsigned char secret[] = "a secret";
unsigned char buffer[] = "some data to hash";
unsigned char digest[32];
mbedtls_md_context_t sha_ctx;
mbedtls_md_init(&sha_ctx);
memset(digest, 0x00, sizeof(digest));
ret = mbedtls_md_setup(&sha_ctx, mbedtls_md_info_from_type(MBEDTLS_MD_SHA256), 1);
if (ret != 0)
{
mbedtls_printf(" ! mbedtls_md_setup() returned -0x%04x\n", -ret);
goto exit;
}
mbedtls_md_hmac_starts(&sha_ctx, secret, sizeof(secret) - 1);
mbedtls_md_hmac_update(&sha_ctx, buffer, sizeof(buffer) - 1);
mbedtls_md_hmac_finish(&sha_ctx, digest );
mbedtls_printf("HMAC: ");
for (int i = 0; i < sizeof(digest); i++)
mbedtls_printf("%02X", digest[i]);
mbedtls_printf("\n");
exit:
mbedtls_md_free( &sha_ctx );
return ret;
}
- hmac算法需要兩個參數，一個稱為秘鑰，此處為secret，另一個稱為消息，此處為buffer
- 消息認證碼保留在 digest 數組中
- 此處hmac算法選擇sha256算法作為單向散列函數，所以hmac的計算結果一定為32字節。
- 在mbedtls中，消息認證碼的生成分為三個步驟
- mbedtls_md_hmac_starts 設置密鑰
- mbedtls_md_hmac_update 填充消息，本示例僅填充了一次
- mbedtls_md_hmac_finish 生成消息認證碼，結果保存至digest中
- 最后把digest使用HEX格式打印至控制台
cmake
在hmac-test.c同目錄中新建一個名為Cmakelists.txt的文件，文件內容如下
cmake_minimum_required(VERSION 2.6)
# 定義工程名稱
project("hmac-test")
# 定義依賴動態鏈接庫
set(libs
mbedtls
mbedcrypto
mbedx509
)
set(targets
hmac-test
)
add_executable(hmac-test hmac-test.c)
target_link_libraries(hmac-test ${libs})
驗證測試
# 生成makefile文件
cmake .
# 執行makefile，生成可執行文件hmac-test
make
# 運行可執行文件hmac-test
./hmac-test
# 控制台輸出運行結果
HMAC: 7FD04DF92F636FD450BC841C9418E5825C17F33AD9C87C518115A45971F7F77E
更多角度驗證
如果不確定mbedtls的運算結果，也可以編寫一個node.js腳本，使用相同參數的情況下兩者的計算結果應該完全相同。
const crypto = require('crypto');
const hmac = crypto.createHmac('sha256', 'a secret');
hmac.update('some data to hash');
console.log(hmac.digest('hex'));
// Prints:
// 7fd04df92f636fd450bc841c9418e5825c17f33ad9c87c518115a45971f7f77e
總結
- 安裝mbedtls可使用make方法和cmake方法，兩種方式均可正確安裝mbedtls
- mbedtls提供三個重要動態鏈接庫——libmbedtls.so libmbedcrypto.so libmbedx509.so
- 通過cmake方式可更方便的編寫mbedtls應用