互聯網的東西開辟了一個新的宇宙的連接和智能設備，可以一起工作提供幾乎無限的能力，并利用這些新功能將個性化。物聯網的價值大多來自產品和服務對客戶的個人，和直接的需要的自定義功能。物聯網的最大挑戰將進來保護機密信息免受未經授權的訪問以及授權訪問，只有我們舒適的信息泄露。

　　幸運的是，為保護我們的機密信息和通信也進行身份驗證的發件人和接收器與我們希望誰來安全地共享信息時存在的方法。然而，這種方法涉及了大量的數學中，復雜的加密算法的核心。幸運的是，這些數學算法可以埋里面我們使用內聯網，以便我們不需要明白這密碼是“如何”實現細節的電子設備。然而，它并幫助要有一點背景這些加密算法為我們以及可以提供的安全性，我們需要保護我們的勇敢新物聯網世界中的設備的類型做了“什么”。

　　圖 1：物聯網需要先進的安全，保護我們的隱私。

　　安全通信

　　加密的較早的用途之一涉及在哪里一個字母取代了另一條短消息整個熟悉替代代碼。如果接收方知道替代公式，也許簡單轉變 cypher 在那里在消息中的“A”將變成“B”和“B”在郵件中變成了一個“C”，它很容易對消息進行解碼。看到加密的消息的任何人都不知道的內容，除非他們也知道的機密密鑰。不幸的是，這些簡單的類型的密碼證明很容易解碼與幾個審判錯誤嘗試。

　　現代的數字世界，原來我們可以使用更加復雜的方法來加密郵件 — — 使用的計算機或甚至 Mcu 的強大處理能力的方法。這些方法仍然使用熟悉的概念的一個秘密密鑰和加密算法來加密消息，但也可以使用數字信號處理技術 （加密數學函數），使它很難解密該消息沒有秘密密鑰。不幸的是，可用使用現代計算機的處理能力也可以使它易于是過于簡單化的中斷代碼。因此，需要有上升創建對于即使是強大的數字計算機，打破“蠻力”（審判和錯誤） 方法過于復雜的代碼。

　　用數學方法來創建難破加密函數的常用方法是找一個數學問題，是很難解決，但它可以是解決更輕松地與一個“提示”。作為一個例子，考慮產品的兩個非常大的素數。可以證明的是，是否你只知道該產品，它是耗費時間來計算確定的兩個主要因素。也可以證明該消息可以被加密，它只能是解密很快如果已知的兩個主要因素 （即，暗示） 的方式使用本產品。而且在此基礎上，這些事實允許您發布該產品公開作為您的“公鑰”，任何人如欲向您發送安全郵件可以使用知識，只知道素數因子的人，才可以解密該消息。如果這個人也有一個公鑰可以響應使用他們的公鑰來加密您的留言，他們消息導致一個安全通信通道！這個安全通道的一個常見用途是發送鍵可以用作共享機密的仍然是非常強勁，其他加密算法，但需要計算功耗低于公開密鑰體制。

　　圖 2：公共和私人安全密鑰將用來保護我們的隱私在虛擬物聯網世界

　　消息身份驗證

　　因為任何人都可以發送加密的郵件，一個關注周圍的加密過程驗證發件人說他們是。幸運的是一種驗證發件人使用方法公共密鑰。你可以在加密的郵件返回給發件人，包括一個隨機數字，問，他們把你送那數字后面在加密的郵件。如果隨機數收到并且是正確的發件人已經證明他們知道如何解密使用密鑰與他們的公鑰關聯的消息，事情只有他們能夠做。因此，你可以現在可以確保消息是真實的和來自指定發件人。

　　消息的完整性

　　此外，至關重要的是確保消息不被截獲，并不修改第三方。如果消息發送一封電子郵件中的文本作為，翻轉幾位將通常使文本無法讀取，所以你可能會認為所有這類活動會明顯。然而，考慮一個例子涉及到嵌入式 MCU 的代碼更新。翻轉有些雙邊投資條約將最終代碼發生劇烈變化，保持單片機做它的工作。如果它的工作是調節溫度在大型通信開關，你可以想象可能發生的麻煩。因此，它是必須找到方法來保證消息的完整性，所以可以立即檢測篡改。

　　這樣做的常用方法包括生成一個標簽 （通常稱為消息身份驗證代碼或 MAC），在以復雜的方式，對在郵件正文中的所有位都取決于。把它作為更多地參與版本的奇偶校驗，檢測如果已經翻轉中有一個位。此標記是添加和加密和郵件正文。接收器可以解密該消息 （包括標記），然后重新生成標簽從解密的消息正文。如果再生的標記匹配一個嵌入在消息中沒有被篡改。請注意 MAC 需要一個共享的密鑰，以確保沒有其他人可以生成 mac。

　　行業標準被用于創建一系列的信息安全標準。高級加密標準 （AES） 建立由美國國家標準和技術協會 （NIST） 是一種最普遍的和普遍實施與塊大小為 128、 192 和 256 位。由發送方和接收方都使用同一個密鑰 — — 所謂的對稱節拍，而不是使用不同的密鑰由發送者和接收者的公共密鑰系統 — — 所以它通常是使用公共密鑰消息交換，往往只是單個會話。

　　MCU 廠商取得容易實現 AES 安全功能，包括微控制器內部的專用的硬件。例如，德州儀器 MSP430FR5969 單片機家族包括專用的硬件 AES 加速外圍實施所需的加密和解密功能。外圍設備還包括存儲在加密或解密操作 （長一連串的變化、 替換、 互換，Xor 所有受安全密鑰） 和安全密鑰過程中使用的國家記憶。設計工程師只需加載 128 位塊到狀態記憶和指定的函數 — — 加密或解密 — — 將自動啟動。由此產生的加密或解密輸出從狀態內存宣讀了。

　　圖 3:AES 硬件加速器在德州儀器 MSP430FR59xx 單片機。（來源： 德州儀器）

　　類似的硬件加速器可以找到其他常見的加密功能如 MAC 功能用于生成身份驗證摘要。最常見的 MAC 算法是安全哈希函數 （SHA） 標準建立了由 NIST。硬件加速器也在供沙在 Mcu。例如，飛思卡爾動力學 K6x 家庭的設備提供硬件加速協處理器的各種標準，包括 AES 和沙。該協處理器可以從 CPU 獨立運行和使用內存映射的接口，以便可以緩沖為加密加速器單位 （CAU） 的命令和數據。因為這個單位作為協處理器的體系結構，它可以無需 CPU 干預操作并可大幅度地提高效率，如果加密功能占很大比例的處理要求。

　　圖 4：飛思卡爾動力學 K60 單片機加密加速器外設 （來源： 飛思卡爾半導體）

　　實現安全功能的其他方法

　　除了提供硬件加速外設和協處理器，廠家還提供其他安全功能，以幫助保護我們的隱私在物聯網宇宙膨脹。例如，Atmel 提供特別安全內存設備，像AT88SC0204CA。它采用對稱相互身份驗證、 數據加密和 MAC 操作為通過標準的單片機串行接口訪問系統內敏感信息的存儲提供一個安全的地方。有額外的篡改檢測電路，此信息仍然是安全從硬件攻擊嘗試訪問安全信息。

　　另一種方法是在更多的專用的形式，可以在與單片機結合實施安全功能。格言產生一系列的設備，使用沙 256 硬件實現跨標準的 1 線接口安全地傳輸數據。單片機的外圍身份驗證器，像格言 DS24L65，將標準的 I2C 接口轉換成安全的 1 線接口，可以連接到各種安全 1 線外設，如格言 DS28EL22、 上沙 256 基于 MAC 硬件芯片 2Kbit EEPROM 和保證唯一的 64 位 ROM ID 代碼。主機到奴隸身份驗證用于保護 DS28EL22 用戶內存中被修改的 nonauthentic 的主機。長沙-256 MAC，DS28EL22 生成，是從用戶內存、 芯片上秘密、 主機隨機挑戰和 64 位 ROM ID 非常強健安全性中數據計算的。請注意，這些設備可以包含在一套標準的外圍使用 I2C 連接，比如智能傳感器，進行身份驗證的傳感器從預期的制造商，他們沒有被篡改。當傳感器的讀數用于生成實用程序和類似的“收現付”業務的收入，這一點尤其重要。

　　結論

　　用來保護機密數據的方法 — — Mcu 與專用的加密支持常用的安全算法，關閉芯片加密記憶存儲敏感信息或硬件級別的身份驗證，以確保外設是否真實。