mac日記篇一：Zigbee讀書日記(八)

Zigbee讀書日記（八）

--freakz移植之物理層

Freakz是什么?Contiki又是什么？這和我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的Zigbee有什么關(guān)系？也許看到這篇文章的讀者有不少對此還一無所知。如果您在學(xué)習(xí)Zigbee，相信對TI的CC系列IC應(yīng)該有所了解吧，那您肯定聽過ZStack和OSAL這兩個詞，ZStack是TI公司按照Zigbee標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的一個Zigbee協(xié)議棧，而OSAL則為ZStack所使用的“操作系統(tǒng)”。如果這兩個概念搞得清楚，相信freakz和contiki就不難理解了。其實(shí)，freakz也是一個zigbee協(xié)議棧，相應(yīng)的contiki則為freakz所使用的操作系統(tǒng)。

[注：本文源自“飛比”Zigbee論壇，為尊重勞動者成果，如需轉(zhuǎn)載請保留此行，并通知作者]

那我們?yōu)槭裁床恢苯佑肸Stack+OSAL，而費(fèi)這么大的勁用freakz+contiki呢？其實(shí)原因很簡單，不同于ZStack的“應(yīng)用層開源”，freakz是一個徹底的開源zigbee協(xié)議，而contiki也是一個徹底的開源操作系統(tǒng)，而且這個操作系統(tǒng)短小精悍，非常適合“物聯(lián)網(wǎng)”時代的MINI型設(shè)備，同時，這套系統(tǒng)在全球已經(jīng)擁有了眾多的支持與使用者，已經(jīng)開發(fā)了非常多的應(yīng)用，甚至有像IPV6這么強(qiáng)大而且的應(yīng)用，可以在其官方網(wǎng)站上下載到全套的代碼！

相對于另外一個開源的WSN(Wireless Sensor Networking，無線傳感網(wǎng))操作系統(tǒng)TinyOS來講，contiki的代碼全部為C語言寫成，用GCC進(jìn)行編譯，對廣大應(yīng)用C語言多年的開發(fā)者來說，減少了學(xué)習(xí)另外一種語言與編譯平臺所帶來的時間花費(fèi)。同時，我們考慮到很多開發(fā)者，尤其是初學(xué)者，對Linux+GCC的平臺也并不熟悉，所以，我們選用了IAR這個極其穩(wěn)定、易用的編譯平臺，對contiki進(jìn)行移植。您可以在其官方網(wǎng)站上下載試用版進(jìn)行學(xué)習(xí)，對于商業(yè)用途的開發(fā)，請您購買正版。

至于我們?yōu)槭裁醋罱K選擇了freakz而不是別的開源協(xié)議，主要是因?yàn)檫@是目前我們找得到的相對最完整的，也是代碼寫得比較規(guī)范的一套協(xié)議。不過，為什么我們總得用別人的？這個問題確實(shí)值得思考！！

不扯遠(yuǎn)了，回到主題上來。目前這個項(xiàng)目，斷斷續(xù)續(xù)已經(jīng)做了將近兩個月了，采用的思路是，從操作系統(tǒng)的核心到周邊，再到基本的物理層和MAC層通訊一點(diǎn)點(diǎn)地進(jìn)行修改和編譯，理解一點(diǎn)就修改一點(diǎn)，成功后再繼續(xù)下一步。到現(xiàn)在為止，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)1應(yīng)用層發(fā)送一個字符串“feibit”，MAC層按照協(xié)議規(guī)范進(jìn)行編碼，由物理層發(fā)送出去；節(jié)點(diǎn)2收到信息后，完成上述的反過程，直至收到字符串“feibit”，而且整個過程是在contiki系統(tǒng)框架內(nèi)完成的。

這個時候，我在猶豫一個問題。實(shí)際上，freakz已經(jīng)用“軟件模擬器”實(shí)現(xiàn)了MAC層以上的協(xié)議內(nèi)容，并且在一個基于AVR的硬件平臺上進(jìn)行了移植。理論上講，現(xiàn)在我們已經(jīng)在FB2530EB的平臺上基本實(shí)現(xiàn)了CC2530的MAC層通訊，與上層對接后實(shí)現(xiàn)協(xié)議棧的基本功能應(yīng)該不是太難了。但反復(fù)考慮后，我覺得這不是一個好的方法。也許現(xiàn)在一股腦地把

所有的代碼都加進(jìn)來，解決一些warning與error后，我可以驕傲地跟人講，我實(shí)現(xiàn)了開源zigbee移植。但這并不是我的目的。我希望論壇有一個“開放”跟“踏實(shí)”的氛圍，也希望自己跟論壇里的每一位學(xué)習(xí)者有一個不急功近利的心態(tài)。我們學(xué)習(xí)的目的不是跟隨，而是創(chuàng)造！

在freakz移植的過程中，我有一個感受，雖然我們做的只是“移植”而不是原創(chuàng)，但這種學(xué)習(xí)方式比由上而下的方式來得有效，并且深入得多。當(dāng)然，讓一個完全對zigbee的基本概念與功能完全不懂的初學(xué)者來說，這可能也不是個最好的方法。所以，我覺得這兩種方式應(yīng)該結(jié)合起來，“what”與“how”這兩個問題采用由上而下的方式，而“why”這個問題，就采用由下而上，從零搭建的方式，當(dāng)然前提要是開源！而且我希望后面的事情，不是由我來寫，大家來讀，而是希望有更多的人能參與進(jìn)來。哪怕我把整個協(xié)議棧重新寫了一遍，對于讀者來講，并不一定能對其中的重點(diǎn)內(nèi)容有深刻的體會。而且，如果能有更多的人參與，大家共同討論，共同進(jìn)步，這樣的學(xué)習(xí)效率是單兵作戰(zhàn)所無法比擬的！

所以，在FB2530EB開發(fā)板發(fā)行之前，移植的工作準(zhǔn)備暫時告一段落。我會把這幾天物理層與MAC層移植的相關(guān)內(nèi)容，以筆記的形式寫出來，作為一個起點(diǎn)。有興趣的朋友可以在此基礎(chǔ)上繼續(xù)一點(diǎn)點(diǎn)地理解，一點(diǎn)點(diǎn)地移植。同時也希望我們能有組織、有規(guī)劃地去實(shí)現(xiàn)一個共同的目標(biāo)！

在前面的筆記（五）中，我們已經(jīng)對物理層的基本概念做了詳細(xì)的介紹。本篇可作為其理論知識的實(shí)踐篇，從一個基本的字符串“feibit”的發(fā)送與接收來學(xué)習(xí)CC2530的物理層收發(fā)功能，看看這個物理層“小弟”到底是怎么干活的。

另外，要說明一點(diǎn)，zigbee本身是一個很復(fù)雜的協(xié)議，其中任何一層，如果要將每一個細(xì)節(jié)都講清楚，都會是很龐大的工作。本文的側(cè)重點(diǎn)在于基本概念的理解，對于IC與Zigbee協(xié)議的細(xì)節(jié)請參考其規(guī)格書。

[注：本文源自--“飛比”Zigbee論壇，為尊重勞動者成果，如需轉(zhuǎn)載請保留此行，并通知作者]

IC的應(yīng)用并不是一件簡單的事情，因?yàn)樯婕暗搅撕芏郔C的細(xì)節(jié)，如果沒有詳細(xì)的說明及應(yīng)用例程，這些細(xì)節(jié)有時甚至是無從得知的。還好，相比其他家的無線IC，TI的資料與例程相對豐富，這也是我們選擇TI作為開始的主要原因之一。本文中涉及到CC2530的應(yīng)用部分，有很多是源于TI提供的BasicRF平臺的，因?yàn)檫@也是一個開源的平臺，方便我們進(jìn)行移植。

要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收和發(fā)，最早想到的自然是IC的收發(fā)機(jī)制與相應(yīng)寄存器的設(shè)置。走個捷徑，我們從BasicRF的代碼入手，了解CC2530的RADIO部分的初始化與讀取代碼。

首先是初始化的過程，這是保證IC在我們所需要的狀態(tài)下正常工作的前提。從BasicRF的per_test例程中，我們可以看到，這部分工作主要在以下兩個函數(shù)中進(jìn)行，halRfInit與basicRfInit。我們總結(jié)下其中與硬件相關(guān)的初始化工作如下：

1、設(shè)置MCU的晶振頻率，BasicRF下所用的函數(shù)：halMcuInit

這個工作在開始的時候容易被忽視，設(shè)置如果不對，發(fā)送的數(shù)據(jù)包可能是亂的，也可能

會有些莫名其妙的問題。

2、設(shè)置數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸所使用的頻道，halRfSetChannel

這里我們選擇頻道11，則為2.405G

3、設(shè)備的PANID號，halRfSetPanId，我們指定為0x2007

4、設(shè)備的短地址，halRfSetShortAddr

由于我們暫時先不涉及網(wǎng)絡(luò)層組網(wǎng)及地址安排等問題，仿照BasicRF，發(fā)送與接收端分別指定如下：

#define TX_ADDR 0x2520

#define RX_ADDR 0xBEEF

5、對于發(fā)送端來說，需要增加一個發(fā)射功率的設(shè)置，halRfSetTxPower

我們按照無PA模式的最大功率4dB進(jìn)行設(shè)置，其實(shí)際值為2。

在系統(tǒng)的初始化階段，執(zhí)行以上過程，則將CC2530置于準(zhǔn)備狀態(tài)下，隨時可用于收發(fā)。首先我們來看下數(shù)據(jù)的發(fā)送：

從BasicRF的basicRfSendPacket函數(shù)中，我們可以總結(jié)出如下的發(fā)送流程：

?

?

?

?

?

?

?

?

? halRfReceiveOn(); // Wait until the transceiver is idle halRfWaitTransceiverReady(); // Turn off RX frame done interru(轉(zhuǎn)載于:www.91mayou.com 蒲 公 英 文 摘:mac日記)pt to avoid interference on the SPI interface halRfDisableRxInterrupt(); // write frame to buffer halRfWriteTxBuf(buf->dptr, buf->len); // Turn on RX frame done interrupt for ACK reception halRfEnableRxInterrupt();

?? // Send frame with CCA. return FAILED if not successful

?? while (halRfTransmit() != SUCCESS);

?? halRfReceiveOff();

注：為突出基本原理的理解，我會經(jīng)常把一段代碼中的關(guān)鍵部分提取出來進(jìn)行分析，因?yàn)槲蚁Ｍ�把�?fù)雜的事情變得簡單，而不是相反！

有興趣的讀者，可以將以上的函數(shù)逐一展開，參照CC2530 datasheet進(jìn)行詳細(xì)了解。此處我們只關(guān)注其數(shù)據(jù)的發(fā)送函數(shù)halRfWriteTxBuf

?? /*************************************************************************

?? * @fn halRfWriteTxBuf

?? *

?? * @brief Write to TX buffer

?? *

?? * @param uint8* pData - buffer to write

?? * uint8 length - number of bytes

?? *

?? * @return none

?? */

?? void halRfWriteTxBuf(uint8* pData, uint8 length)

?? {

?? uint8 i;

??

?? ISFLUSHTX(); // Making sure that the TX FIFO is empty.

??

?? RFIRQF1 = ~IRQ_TXDONE; // Clear TX done interrupt

??

?? // Insert data

?? for(i=0;i<length;i++){

?? RFD = pData[ i ];

?? }

?? }

從中我們可以明顯地看出，要發(fā)送的數(shù)據(jù)pData，在此函數(shù)中，通過逐個寫進(jìn)RFD的方式發(fā)送出去了。這不正是我們苦苦尋找的物理層“小弟”嗎？不就是他一個一個字節(jié)地讓“比特”飛翔了起來？？

按照我們現(xiàn)在的理解試試能不能把數(shù)據(jù)發(fā)送出去：

??uint8 test_str[6]="feibit";

??halRfWriteTxBuf(test_str, 6);

難道就這么簡單？小心翼翼地編譯、下載，在IAR下單步進(jìn)行跟蹤，程序順利地執(zhí)行了halRfWriteTxBuf(test_str, 6);這一句。但不要高興地太早，程序在執(zhí)行到下面，halRfTransmit()這個函數(shù)的時候，進(jìn)了死循環(huán)，一直出不來了。這是怎么回事？

我們看一下到底這個函數(shù)在做什么？

?? /************************************************************************

?? * @fn halRfTransmit

?? *

?? * @brief Transmit frame with Clear Channel Assessment.

?? *

?? * @param none

?? *

?? * @return uint8 - SUCCESS or FAILED

?? */

?? uint8 halRfTransmit(void)

?? {

?? uint8 status;

??

?? ISTXON(); // Sending

??

?? // Waiting for transmission to finish

?? while(!(RFIRQF1 & IRQ_TXDONE) );

??

?? RFIRQF1 = ~IRQ_TXDONE;

?? status= SUCCESS;

??

?? return status;

?? }

程序明顯死在了while(!(RFIRQF1 & IRQ_TXDONE) )，這句話是在等什么呢？看datasheet!

mac日記篇二：奧特曼Zigbee讀書日記(五)

[注：本文源自“飛比”Zigbee論壇，如需轉(zhuǎn)載請保留此行]

[原創(chuàng)]奧特曼Zigbee讀書日記（五）-- “葵花

寶典”第三章第一層（物理層）

我們在“設(shè)備對話”專題中，了解了如何用Zstack協(xié)議完成一個基本的“老王，吃了沒？”的通信，但就這樣一句話，是如何變成一連串的“0”和“1”，并變成電波在空氣中傳播，最終到達(dá)目的地呢？――插句廣老規(guī)矩，還是先上圖：

這個圖含的信息量可能需要貫穿在我們的整個學(xué)習(xí)過程中了，此處先不詳解，只是先作為“上方寶劍”掛出來，這個是整個這一章的脈絡(luò)。不過，還是要來認(rèn)識 下這里面的幾位關(guān)鍵“人物”的：第一位叫“PHY”――物理層，他是最底層的員工，最終把這些“0”和“1”送到空氣中的活就是他干的；第二位叫 “MAC”――介質(zhì)讀取控制層（這個家伙肯定是老外，連個像樣的中文名都沒有）；第三位叫“NWK”――網(wǎng)絡(luò)層，這是個中層干部，屬于實(shí)干家型（就是公司里電話最多的那種領(lǐng)導(dǎo)）；第四位叫“APL”――應(yīng)用層，有同學(xué)問了，這層里面怎么這么復(fù)雜？說實(shí)話，我也還沒弄明白呢，不過按常理來說，高層復(fù)雜是應(yīng)該的，到我們的政府機(jī)關(guān)看看就知道啦~~~

另外，下面兩層是由IEEE 802.15.4來定義的，而中層領(lǐng)導(dǎo)上的就是由Zigbee組織來定義的，那什么是我們定義的呢？就是這個“協(xié)議�！鄙厦娴�，那就是最高最高的領(lǐng)導(dǎo)啦~~~

第三章，第一層――“PHY”――物理層

3.1 頻率安排

首先，我們從干活的這個小兄弟開始認(rèn)識。他要把一個比特送到空中，是有幾條航線可以選的，就這是所謂的“頻道”，每一個頻道對應(yīng)一個頻率，而每一個頻道又有幾種調(diào)制方式，我們可以理解為坐不同的“飛機(jī)”。下圖是IEEE 802.15.4中對頻道的安排：

對于這里面的“頻道頁”的定義，不是太清楚為什么要這樣定義，不過我覺得用前面說的“飛機(jī)”的概念，更容易理解些。有三種不同的飛機(jī)，每種飛機(jī)都可以 走0-26，共27條航線，這就是“物理層”在送數(shù)據(jù)的時候要做出的選擇。其中，0號航線的頻率是868MHZ，915M上有10條航線，其頻率可以通過 下面公式計(jì)算：

中心頻率(MHz) ＝ 906 + 2 × ( 頻道號 – 1)

同樣，2.4G波段上的頻率值為：

中心頻率(MHz) ＝ 2405 + 5 × ( 頻道號 – 1)

3.2 能量檢測――ED

就像航空公司一樣，“比特”想要“飛”起來，也是有“航空管制”的，在起飛前要確認(rèn)下航道有沒有被占用，這可不能像開車，塞車了就等會，飛機(jī)要在空中 停了，那不得掉下來（我小時候總這么想~）。能量檢測就是用來實(shí)現(xiàn)這個目的的，當(dāng)然，這只是個“能量”檢測，它不會去區(qū)分到底是誰在占用“航道”，它只檢 測有或者沒有。

當(dāng)然，這也是物理層的上級――MAC層給他的任務(wù)之一，不過允許他不用百分百準(zhǔn)確，允許10db的誤差，結(jié)果會以一個8比特的字節(jié)向上報告。

3.3 載波檢測――CS

載波檢測也是檢測當(dāng)前頻道能不能用的，但與ED不同，上面說了ED不會去區(qū)分到底是誰在占用“航道”，但是CS會的，它會根據(jù)載波的特征去判斷當(dāng)前占 用“航道”的是不是與自己一樣的IEEE 802.15.4物理層信號，如果是，那不管ED值是多少，都會返回一個“頻道忙”的信息。

3.4 連接質(zhì)量指示――LQI

還記得電腦的WIFI指示吧，我也不了解WIFI協(xié)議，但我想這應(yīng)該是相同的東西吧。在802.15.4中，有兩種檢測連接質(zhì)量的方法，一個是檢測 “接收信號強(qiáng)度”――RSS，另外一個是檢測“信噪比”――SNR。RSS值是通過檢測接收到的信號的全部能量情況來判斷的。

又有人舉手了？這位同學(xué)有什么問題？――什么，這是怎么做到的？

呃、、、這個我真不懂，不過我知道肯定有個寄存器來讀的。至于這個值是怎么來的，你還是問下做IC的人，或者你找個不是那么忙的教授，說不定他知 道~~~不過這位小同學(xué)啊，看你問這個問題，我得多說你幾句了。你這么“叫真”不好，倒不是打擊你，我知道你說不定能成個人物，不過，學(xué)習(xí)是要講“深度” 和“廣度”并舉的，如果什么事情都一頭鉆進(jìn)去，你會迷路的。。。

我們繼續(xù)，那“信噪比”SNR，顧名思義，就是信號除以噪聲的比率了。當(dāng)然，值越大表示信號質(zhì)量越好。

每一個接收到的數(shù)據(jù)包都會做一個LQI的測量，它至少有八個等級。這個測量是物理層很重要的一個任務(wù)，因?yàn)檫@個值不但他的直屬領(lǐng)導(dǎo)－MAC層要用到， 他的上幾層領(lǐng)導(dǎo)－網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層都用得到。比如說網(wǎng)絡(luò)層（NWK）在選擇路由的時候，LQI就是一個很重要的指標(biāo)，LQI值高的路徑當(dāng)然要優(yōu)先考慮，當(dāng) 然，這也只是一個因素，比如說這個LQI高的路徑里的設(shè)備都是電池供電的，那么在頻繁選擇這個路徑的同時，必然會導(dǎo)致這些設(shè)備電池壽命縮短。所以，一定要 多方面權(quán)衡――這就體現(xiàn)了“領(lǐng)導(dǎo)”的作用。。。

3.5 空閑頻道評估――CCA

（注：本教程里的中文名稱可能不符合標(biāo)準(zhǔn)，只是方便筆者說明問題，如對名稱有異議，歡迎在本教程論壇－中討論）

這里有一個很重要的名詞叫“CSMA-CA”，聽起來就像高科技，不知道和CDMA有沒什么關(guān)系（做通訊的朋友開始扔磚頭了~~~）

它有一個不太帥的中文名字叫“載波偵聽多點(diǎn)接入/沖突檢測”，筆者現(xiàn)在還無法對這個概念做個定義，不過倒是可以用“白話”翻譯一下。在上文中我們看 到，當(dāng)我們的“PHY層”小弟要發(fā)送一個比特的時候，

要面臨那么多選擇，走哪個航線，選什么樣的飛機(jī)等等，那這么復(fù)雜的決策，“小弟”能搞得定嗎？要兩個 “小弟”都在爭一個位置，打架了怎么辦？按社會常理來看，這應(yīng)該不是哪個人決定的，而是有個“制度”，這樣說，能理解不？

當(dāng)然，制度也是要人來執(zhí)行的，一個最底層的工作叫“空閑頻道評估”――CCA，這個也是由我們的小弟“物理層”來做的。他要告訴MAC層，當(dāng)前頻率有沒有被其它設(shè)備占用。而且這個工作不能只做一次就匯報，要檢測8個符號周期。

在IEEE 802.15.4物理層協(xié)議中，有三種CCA模式：

1. 只檢測ED值。只要ED值高于一個門限就認(rèn)為當(dāng)前頻道被占用。這個門限值可以由設(shè)計(jì)者來定義。

2. 只由CS結(jié)果來決定。只要CS的檢測結(jié)果為，當(dāng)前頻道被IEEE 802.15.4定義的設(shè)備占用，則返回頻道忙。

3. 由上述兩個值的“與”或者“或”邏輯來決定。也說是說

●ED值高于門限“并且”有802.15.4設(shè)備占用，則認(rèn)為頻道忙

●ED值高于門限“或者”有802.15.4設(shè)備占用，則認(rèn)為頻道忙

那究竟采用哪種CCA模式呢？這個可以通過PHY屬性值phyCCAMode來設(shè)置。這個值也是PHY-PIB值的一部分，下面的章節(jié)會對這個概念進(jìn)行介紹。

3.6 物理層常量和屬性

首先說明一下“常量”和“屬性”這兩個詞，所謂的常量就是說在“編譯”好之后不能變的量；而屬性則是可以改變的。在Zigbee協(xié)議棧中，每一層都有自己的常量和屬性。

如表3.2所示，物理層中只有兩個常量，aMaxPHYPacketSize指示“物理層服務(wù)數(shù)據(jù)單元”――PSDU不能超過127字節(jié)；而 aTurnaroundTime說明一個設(shè)備由接收狀態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)送狀態(tài)的最大時間，也就是說一個接收器必須在12個符號周期內(nèi)完成接收任務(wù)。

同時要說明的一點(diǎn)是，PHY和MAC層的所有常量都有一個前綴“a”，這是Zigbee協(xié)議的規(guī)定，NWK和APL層分別以前綴“nwkc”和“apsc”開始。

物理層的“屬性”包含在“物理層PAN信息基準(zhǔn)表”――PHY-PIB中，這個表是專門用來管理物理層服務(wù)的，詳細(xì)信息在表3.3中，其中有（+）標(biāo) 志的為只讀屬性，上層只可以對此類屬性進(jìn)行“讀”操作，只有物理層自己才能“寫”；而有（*）標(biāo)志的屬性，其個別指定位為“只讀”；其余的屬性則可讀可 寫。后面章節(jié)會對每個屬性詳細(xì)闡述。

3.7 物理層服務(wù)

我們研究了半天物理層是怎么工作的，下面看下我們到底怎么“吩咐”他，他到底提供了哪些“服務(wù)”。

物理層提供了兩種類型的服務(wù)，一種是數(shù)據(jù)服務(wù)，一種叫物理層管理服務(wù)。顧名思義，數(shù)據(jù)服務(wù)通過無線電波對“物理協(xié)議層數(shù)據(jù)單元”――PPDU進(jìn)行發(fā)送 和接收，說簡單點(diǎn)就是收發(fā)數(shù)據(jù)；另外，物理層中包含了一個叫“物理層管理實(shí)體”――PLME的一個管理單元，如下圖所示，數(shù)據(jù)服務(wù)是通過PD-SAP實(shí)現(xiàn) 的，而物理層管理服務(wù)是通過PLME-SAP來實(shí)現(xiàn)的，其中PLME也包含上文所述的PHY-PIB。

3.7.1 物理層數(shù)據(jù)服務(wù)

mac日記篇三：復(fù)習(xí)重點(diǎn)(底分)

論述題：

請簡述電子商務(wù)安全的六個安全要素，舉例說明其保護(hù)的內(nèi)容、面對的威脅和防范措施 答案：電子商務(wù)的六個安全要素是可用性、機(jī)密性、完整性、不可否認(rèn)性、真實(shí)性、訪問控制（0.5*6=3分）

可用性（Avaliablity）是指確保及時可靠地訪問和使用信息（0.5）。例如用戶可以訪問自己的郵箱、網(wǎng)站主頁等（0.5）。主要的威脅是阻斷，例如物理線路破壞、惡意軟件或者DOS攻擊等（0.5）。防范措施包括物理防護(hù)、安裝防毒軟件、IDS和使用DDOS防火墻（0.5）。（共2分，下同）

機(jī)密性（Confidenticality）是指確保隱私或機(jī)密信息不被非授權(quán)的個人利用，或被泄露給非授權(quán)的個人。例如用戶登錄郵箱時使用的密碼，或者存放在電腦上的個人日記等。主要的威脅是竊聽、破解以及系統(tǒng)入侵等。防范的措施主要是加密，包括對稱加密和非對稱加密；以及使用具有加密功能的安全協(xié)議，例如IPSec、SSL、kerberos和SSH等。

完整性（Integrity）是指防范不正當(dāng)?shù)男畔⑿薷幕蚱茐�。例如用戶的訂單、發(fā)送的明文信息、數(shù)據(jù)庫存放的敏感信息等。主要的威脅是篡改，例如在數(shù)據(jù)傳輸過程中被修改后再發(fā)往服務(wù)器，或者入侵系統(tǒng)后修改敏感信息。防范的措施包括單向哈希函數(shù)、消息驗(yàn)證碼（MAC）、以及使用具有消息認(rèn)證功能的安全協(xié)議，例如IPSec、SSL等。

不可否認(rèn)性（Undeniablity）是指用戶無法否認(rèn)自己的行為（發(fā)送或接收）和信息的內(nèi)容。例如用戶的合同、交易信息等。主要的威脅是抵賴，合法用戶否認(rèn)已經(jīng)發(fā)生的行為。防范的措施主要是數(shù)字簽名（RSA或DSA），以及使用具有防抵賴功能的公平協(xié)議。

真實(shí)性（Authenticity）是指能夠被驗(yàn)證和信任的表示真實(shí)情況或者正確程度的屬性，使得創(chuàng)新、信息和信息源的有效性能夠被充分相信。例如用戶的身份、信息的來源等。主要的威脅是假冒和偽造，例如偽裝成合法用戶，或者以他人名義發(fā)送信息。防范的措施，用戶身份認(rèn)證包括生物特征認(rèn)證（例如指紋）、知道什么（例如口令、密碼）以及相關(guān)協(xié)議（例如CHAP、Kerberos）、擁有什么（例如令牌、數(shù)字證書）以及相關(guān)協(xié)議（例如SSL），信息源認(rèn)證主要通過數(shù)字簽名。

訪問控制（authorization）是指資源的所有者或者控制者準(zhǔn)許其他人訪問這種資源，防止未授權(quán)的訪問。例如不同級別的用戶可以訪問不同密級的信息，或者不同價值的內(nèi)容。主要的威脅是入侵和特洛伊木馬，入侵者通過緩沖區(qū)溢出等手段獲得超級用戶權(quán)限，或者誘導(dǎo)所有者執(zhí)行木馬程序把訪問權(quán)限授予給攻擊者。防范的措施是依據(jù)最小授權(quán)原則制定合理的授權(quán)策略，包括減少使用超級用戶權(quán)限。常見的授權(quán)策略包括DAC（自主訪問控制），MAC（強(qiáng)制訪問控制），RBAC（基于屬性的訪問控制）和ABAC（基于屬性的訪問控制）。

計(jì)算題

應(yīng)用RSA算法實(shí)現(xiàn)加密和解密，并運(yùn)用中國剩余定理計(jì)算加密結(jié)果。其中

1、分布用歐拉法和輾轉(zhuǎn)相除法求出逆元（4分）。//各2分

2、應(yīng)用RSA實(shí)現(xiàn)過程（4分）。// n,fi(n),加密公式,解密公式各1分

3、中國剩余定理（7分）。//求m1,m2各得1分,求y1,y2各得2分，結(jié)果1分

示例：

已知，p=13,q=11，e=11;m=25

答案：

n=143,fi(n)=12*10=120=5*3*8

歐拉法：

fi(fi(n))=120*1/2*2/3*4/5=40*4/5=32（1分）

11^(32-1) mod 120=11^31 mod 120=11（1分）

輾轉(zhuǎn)相除法（最好是參照ppt畫圖）：

120=11*10+10（1分）

11=10*1+1

10=1*10+0

a0~an=10,1，n=1為奇數(shù)

b-1=1，b0=an=1，b1=10*1+1=11，所以bn即為逆元=11（1分）

C=m^e mod n=25^11 mod 143 =25（25可以不寫出來，1分），m=C^d mod n=25^11 mod 143=25（1分）

CRT：

C1=(m mod p)e mod (p-1)=C mod p

C2=(m mod q)emod (q-1)=C mod q

由(25 mod 13)^(11 mod 12) mod 13 = 12^11 mod 13=(12^2) ^5*12 mod 13 =12=c mod 13 得 c=12 mod 13

由(25 mod 11)^(11 mod 10) mod 11=3^1 mod 11=3=c mod 11得 c= 3 mod 11

m1=11,m2=13，且由11*y1=1 mod 13及 13*y2=1 mod 11,可得 y1=6,y2=6（輾轉(zhuǎn)相除法很容易求，過程最好寫出來）

由此可得m=(12*11*6+3*13*6) mod 143=(4*3*66+234) mod 143=(4*55 +91) mod 143=(77+91) mod 143=168 mod 143=25

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