基于嵌入式的密码访问的门锁系统

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2024-04-07 12:50 64阅读 0赞

目录  
第一部分 功能描述 1  
第二部分 设计方案 1  
一、 mylock 程序 1  
二、 lock\_guard 监控程序 3  
第三部分 安全设计描述 4  
一、 抗干扰设计 4  
2、睡眠避干扰 4  
据此，编写出用来 patch 的 python 脚本(嵌入式-Patch\_nop+call.py)： 6  
4、看门狗及运行监视程序 7  
5、冷热启动及初始化 8  
对于逆向工程的防御： 17  
对于爆破密码的防御： 18  
1、 密钥文件再加密 18  
2、 敏感变量及时清理 18  
第四部分 软件设计 19  
第五部分 设计总结 22  
第一部分 功能描述  
本次实验选题为基于密码访问的门锁系统，类似于现代智能家居中的智能门  
锁。在本次实验中，我实现了通过键盘输入密码，若正确开启门锁（电机），若错误给出提示；并通过 LED 显示提示语以及密码输入的结果；还可以通过连续敲击特殊键，输入正确密码和新密码实现密码的更改。 本文转载自http://www.biyezuopin.vip/onews.asp?id=15598  
第二部分 设计方案  
为了达到实验目标，在本次实验中我编写了两个程序：主程序 mylock 以及监控程序 lock\_guard，接下来分开介绍两个程序的设计方案。  
一、 mylock 程序  
使用了双线程，其中主线程负责接受输入以及进行 hash 校验等，led 线程负责控制 led 输出相应的提示语及结果。  
主线程的主要架构如下(mylock/main.c)：

#include<stdio.h>
    #include<string.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<sys/time.h>
    #include<fcntl.h>
    #include"lock_guard.h"
    
    
    //获取当前时间，精确到毫秒
    long long getCurrentTime(void)
    {
        
    	struct timeval tv;
    	gettimeofday(&tv, NULL);
    	return tv.tv_sec * 1000 + tv.tv_usec / 1000;
    }
    
    char last_wcd_buf[WCD_BUF_SIZE] = {
        };
    int wcd_wait_time = 0;
    int restart_time_sum = 0;
    char keyfile_buf[MAX_FILE_SIZE];
    
    //检查看门狗缓冲区
    // 0 正常 其他 静止
    int check_wcd_buf(){
        
    	char buf[WCD_BUF_SIZE];
    	int fd, readfileflag;
    	
    	memset(buf, 0, sizeof(buf));
    	
    	
    	fd = open(wcd_buf_fname, O_RDONLY);
    	if(fd < 0)
    	{
        
    		return -1;
    	}
    	
    	//读取文件，并检测是否出错 
    	readfileflag = read(fd, buf, WCD_BUF_SIZE);
    	if(readfileflag <= 0){
        
    		return -1;
    	}
    	close(fd);	
    	
    	if(strcmp(last_wcd_buf, buf) == 0){
        
    		printf("[INFO]\tDetect wcd_buf unchange!\n");
    		return 1;
    	}
    	
    	memset(last_wcd_buf, 0, sizeof(last_wcd_buf));
    	stpcpy(last_wcd_buf, buf);
    	
    	return 0;
    }
    
    //检查keyfilecounter 
    int check_keyfile_counter(){
        
    	unsigned char buf[KEYFILE_BUFF_SIZE];
    	char tmp1[FILE_PATH_SIZE], tmp2[FILE_PATH_SIZE];
    	int fd, readfileflag, i;
    	
    	memset(buf, 0, sizeof(buf));
    	
    	fd = open(KEYFILE_COUNTER_PATH, O_RDONLY);
    	if(fd < 0)
    	{
        
    		return -1;
    	}
    	
    	//读取文件，并检测是否出错 
    	readfileflag = read(fd, buf, KEYFILE_BUFF_SIZE);
    	if(readfileflag <= 0){
        
    		return -1;
    	}
    	close(fd);	
    	
    	i=0;
    	while(buf[i] == 0){
        
    		if(buf[i] != MAX_CHANGE_KEYFILE[i])
    			return 0;
    		i++;
    	}
    	
    	//达到更换的标准
    	for(i=0; i<KEYFILE_NUM; i++){
        
    		memset(keyfile_buf, 0, sizeof(keyfile_buf));
    		file_cmp_read(KEY_FILE_PATH[i], keyfile_buf);
    		//sprintf(tmp1, "touch ../mylock/keyfile/keyfile%d.new", i);
    		sprintf(tmp1, "touch %s.new", KEY_FILE_PATH[i]);
    		system(tmp1);
    		//sprintf(tmp2, "rm ../mylock/keyfile/keyfile%d", i);
    		sprintf(tmp2, "rm %s", KEY_FILE_PATH[i]);
    		system(tmp2);
    		//sprintf(tmp1, "mv ../mylock/keyfile/keyfile%d.new ../mylock/keyfile/keyfile%d", i, i);
    		sprintf(tmp1, "mv %s.new %s", KEY_FILE_PATH[i], KEY_FILE_PATH[i]);
    		system(tmp1);
    		file_cmp_write(KEY_FILE_PATH[i], keyfile_buf);
    	}
    	
    	return 0;
    }
    
    int restart_process(){
        
    					
    	printf("[WARING]\tRestarting process\n");
    	system("killall mylock");
    	
    	file_cmp(MYLOCK_AND_BAK_PATH, MYLOCK_FILE_CHECK_NUM);
    	
    	check_keyfile_counter();
    	
    	system("mylock/mylock");
    	return 0;
    }
    
    int reboot_machine(){
        
    	printf("[ERROR]\tReboot Machine!\n");
    	system("reboot");
    	return 0;
    }
    
    int main(){
        
    	int count_wcd = 0;
    	printf("[INFO] Lock_Guard Start!\n");
    	
    	while(1){
        
    		if(getCurrentTime() % LOCK_GUARD_TIME_SLICE == 0){
        
    			
    			
    			//检查缓冲区
    			if(check_wcd_buf() == 0){
        
    				wcd_wait_time = 0;
    				restart_time_sum = 0;
    				continue;
    			}
    			
    			//buf无变化
    			wcd_wait_time ++;
    			if(wcd_wait_time > WCD_RESTART_TIME){
        
    				//需要重启程序
    				
    				restart_process();
    				wcd_wait_time = 0;
    				restart_time_sum ++;
    				
    				//重启机器
    				if(restart_time_sum > MAX_TIME_RESTART_FAIL){
        
    					
    					reboot_machine();
    				}
    			}
    						
    			
    		}
    		
    		
    		
    		
    		
    		
    		
    		
    		
    	}
    	
    	
    	
    	
    	
    	return 0;
    }

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