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Natsume1710
+84
-25
@@ -54,6 +54,8 @@ recv();
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- QoS 等级、主题结构、客户端连接
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- 常见平台支持：EMQX、OneNet、阿里云 IoT
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### HTTP / HTTPS
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#### HTTP 请求方法（Methods）
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@@ -67,8 +69,6 @@ recv();
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* **TRACE**：诊断请求响应路径，回显请求报文。
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* **CONNECT**：用于建立隧道（如 HTTPS 代理）。
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#### HTTP 状态码
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| 分类 | 范围 | 含义 |
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@@ -94,15 +94,11 @@ recv();
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* 500 Internal Server Error
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* 502 Bad Gateway
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#### HTTP 长连接与短连接
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* **HTTP/1.0** 默认使用短连接（每次请求后断开）
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* **HTTP/1.1** 默认使用长连接（`Connection: keep-alive`）
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#### HTTP 请求报文格式
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@@ -126,8 +122,6 @@ Date: Sun, 14 Jun 2025 10:00:00 GMT
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<html>...</html>
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```
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### HTTPS 通信过程
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HTTPS = HTTP + TLS/SSL 加密
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@@ -140,8 +134,6 @@ HTTPS = HTTP + TLS/SSL 加密
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4. 客户端生成随机对称密钥（用公钥加密传给服务器）
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5. 双方使用对称密钥开始加密通信
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#### 对称加密（加解密使用同一密钥）
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* **DES**（56 位）
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@@ -158,6 +150,80 @@ HTTPS = HTTP + TLS/SSL 加密
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* **SHA-1**（160 位）
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* **SHA-256**（256 位）
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### 🔹 安全通信实践
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1. TLS 握手优化
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- 预共享密钥（PSK）模式：
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减少证书验证开销，适合资源受限设备。
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```c
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// mbed TLS配置PSK
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mbedtls_ssl_config_set_psk(&ssl_conf,
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psk, // 预共享密钥
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psk_length,
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identity, // 身份标识
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strlen(identity));
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```
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2. 证书管理方案
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- 证书存储：
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- 根证书存储在安全 Flash 区域。
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- 设备证书通过安全通道动态更新。
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- 证书验证：
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```c
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// 验证服务器证书链
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int verify_cert(void *data, mbedtls_x509_crt *crt, int depth, uint32_t *flags) {
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// 检查证书有效期
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if (mbedtls_x509_crt_check_validity(crt, time(NULL)) != 0) {
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return MBEDTLS_ERR_X509_CERT_VERIFY_FAILED;
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}
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// 检查证书颁发者
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if (!mbedtls_x509_crt_verify(crt, trusted_certs, NULL, NULL, flags, NULL, NULL)) {
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return MBEDTLS_ERR_X509_CERT_VERIFY_FAILED;
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}
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return 0;
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}
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```
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### 🔹 安全测试
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1. 固件逆向分析
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- 工具链：
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- Ghidra：反编译二进制文件，生成 C 语言伪代码。
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- IDA Pro：专业逆向工程工具，支持 ARM 架构。
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- 防御措施：
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- 固件加密：使用 AES-256 加密整个固件。
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- 反调试机制：检测调试接口是否被连接。
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```c
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// 检测SWD/JTAG调试接口
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bool IsDebuggerAttached(void) {
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// 读取DBGMCU_IDCODE寄存器
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uint32_t idcode = DBGMCU->IDCODE;
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// 检查调试使能位
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return ((DBGMCU->CR & (DBGMCU_CR_DBG_SLEEP | DBGMCU_CR_DBG_STOP | DBGMCU_CR_DBG_STANDBY)) != 0);
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}
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2. 侧信道攻击防护
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- 电源分析攻击：
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通过测量设备功耗分析加密密钥。
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- 防护措施：
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常量时间实现：避免条件分支依赖密钥值。
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```c
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// 常量时间比较（防止时序攻击）
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bool ConstantTimeCompare(const uint8_t *a, const uint8_t *b, size_t len) {
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uint8_t result = 0;
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for (size_t i = 0; i < len; i++) {
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result |= a[i] ^ b[i];
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}
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return (result == 0);
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}
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```
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### CoAP / LwM2M
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- 适合低功耗终端的简化协议，UDP 传输，可压缩
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- 用于 NB-IoT、LwIP 等网络栈中
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@@ -166,7 +232,7 @@ HTTPS = HTTP + TLS/SSL 加密
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## TCP/IP 协议栈基础与嵌入式实现
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### TCP/IP 协议栈分层结构（四层模型）
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#### TCP/IP 协议栈分层结构（四层模型）
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| 层级 | 协议/组件 | 功能说明 |
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|----------------|----------------------------|----------------------------------|
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@@ -175,9 +241,8 @@ HTTPS = HTTP + TLS/SSL 加密
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| 网络层 | IP, ICMP, ARP | 地址与路由 |
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| 链路层 | Ethernet, Wi-Fi, BLE | 硬件通信和数据帧传输 |
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### TCP 与 UDP 区别
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#### TCP 与 UDP 区别
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| 特性 | TCP | UDP |
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|----------------|----------------------------|----------------------------|
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@@ -186,9 +251,8 @@ HTTPS = HTTP + TLS/SSL 加密
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| 适用场景 | Web、文件传输、SSH | 视频流、语音、广播 |
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| 开销 | 较大（握手、窗口等） | 较小（直接发送） |
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### 嵌入式 TCP/IP 协议栈组件
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#### 嵌入式 TCP/IP 协议栈组件
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- **LwIP（Lightweight IP）**
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- 开源轻量级 TCP/IP 协议栈
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@@ -200,9 +264,8 @@ HTTPS = HTTP + TLS/SSL 加密
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- 与 FreeRTOS 配套的 TCP/IP 协议栈
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- **Nut/Net、CycloneTCP**：其他常用协议栈
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### 嵌入式 TCP/IP 通信流程（以 LwIP 为例）
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#### 嵌入式 TCP/IP 通信流程（以 LwIP 为例）
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1. **初始化网络接口**：配置 IP、MAC、网关
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2. **创建 socket 套接字**：TCP 或 UDP
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@@ -210,9 +273,9 @@ HTTPS = HTTP + TLS/SSL 加密
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4. **接收/发送数据**：`recv()`, `send()`
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5. **关闭连接**：`close()`
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### 常用 API 示例（LwIP BSD socket）
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#### 常用 API 示例（LwIP BSD socket）
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```c
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// TCP 客户端示例
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@@ -228,17 +291,13 @@ recv(sock, buffer, sizeof(buffer), 0);
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close(sock);
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### DHCP / DNS / ICMP 说明
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#### DHCP / DNS / ICMP 说明
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* **DHCP**：动态分配 IP（LwIP 可配置）
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* **DNS**：域名解析，调用 `gethostbyname()` 等
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* **ICMP**：如 `ping` 实现通信测试
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### 推荐阅读资料
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#### 推荐阅读资料
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* [LwIP 官方文档](https://savannah.nongnu.org/projects/lwip/)
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* [FreeRTOS+TCP 文档](https://freertos.org/FreeRTOS-Plus/FreeRTOS_Plus_TCP/index.html)
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Reference in New Issue
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