小龙虾
df27ef3a98
- 添加详细的项目介绍，包括硬件平台、功能模块和目录结构 - 移除旧的 docs/README.md 和 docs/tasks.md 文件 - 更新 .gitignore 添加 .cache/ 目录 - 调整 CMakeLists.txt 依赖项顺序，添加 mbedtls - 简化头文件包含，移除不必要的 esp_log.h 和 esp_netif_types.h 引用
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3.6 KiB
C
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C
/*
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* protocol.h - 帧格式、CRC16、AES 加密解密
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* T2.2, T1.3
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* ESP-IDF 6.0 适配版本 - 使用硬件 AES-128-CBC + 硬件 RNG
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*/
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#ifndef PROTOCOL_H
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#define PROTOCOL_H
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#include <stdint.h>
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#include <stdbool.h>
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#include "app_config.h"
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// 帧格式: SOF(1B) + CMD(1B) + LEN(2B LE) + PAYLOAD(LEN) + CRC16(2B LE)
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#define FRAME_SOF (0xEB) // 帧起始标记
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#define FRAME_MAX_PAYLOAD (64) // 安全最大 payload
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#define FRAME_OVERHEAD (6) // SOF + CMD + LEN(2) + CRC16(2)
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// 命令码（对应 GD32 OTA 协议）
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#define CMD_HANDSHAKE_REQ (0xF0) // 握手请求
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#define CMD_CHALLENGE (0xF1) // 挑战/随机数
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#define CMD_SESSION_KEY (0xF2) // 会话密钥
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#define CMD_SEND_SIZE (0xF3) // 发送固件大小
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#define CMD_DATA_PACKET (0xF4) // 数据包
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#define CMD_DATA_END (0xF5) // 数据结束
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#define CMD_TRANSFER_DONE (0xF6) // 传输完成
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#define CMD_FINISH_OTA (0xF7) // 结束 OTA
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#define CMD_ACK (0x80) // 通用 ACK
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#define CMD_ERROR (0x81) // 通用错误
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// ACK 状态码
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#define ACK_OK (0x00) // 成功
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#define ACK_UNSUPPORTED (0x01) // 命令不支持
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#define ACK_AUTH_FAILED (0x02) // 认证失败
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#define ACK_SIZE_OOR (0x03) // 大小超出范围
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#define ACK_CRC_FAILED (0x04) // CRC 校验失败
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#define ACK_RETRY_EXCEED (0x05) // 重试次数超限
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#define ACK_SESSION_INVALID (0x06) // 会话密钥无效
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#define ACK_FLASH_FAILED (0x07) // Flash 写入失败
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// 安全常量（定义在 app_config.h 中）
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inline constexpr size_t MASTER_KEY_HERE_LEN = 16;
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inline constexpr size_t SCRAMBLE_CONST_HERE_LEN = 16;
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inline constexpr size_t CHIP_UID_LEN = 12;
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// AES 会话上下文
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typedef struct {
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uint8_t key[16]; // 会话密钥 K_session
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uint8_t iv[16]; // CBC 模式 IV
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int used;
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} session_ctx_t;
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// 初始化协议层
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void protocol_init(void);
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// CRC16 Modbus 计算（低字节在前，LE）
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uint16_t crc16_modbus(const uint8_t *data, size_t len);
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// 构建帧: 返回总帧长度
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// 输出格式: SOF + CMD + LEN(2) + PAYLOAD + CRC16(2)
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int frame_build(uint8_t cmd, const uint8_t *payload, size_t len, uint8_t *out_frame);
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// 解析帧: 返回 payload 起始偏移，失败返回 -1
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// 检查 SOF，验证 CRC16，提取 CMD 和 LEN
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int frame_parse(const uint8_t *frame, size_t frame_len,
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uint8_t *out_cmd, uint8_t *out_payload, size_t *out_len);
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// T2.2: AES-128 CBC 加密
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// 使用预设主密钥或会话密钥
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// 注意: 函数名带 protocol_ 前缀以避免与 ESP-IDF wpa_supplicant 组件冲突
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int protocol_aes_encrypt(const uint8_t *plaintext, size_t len,
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const uint8_t *key, const uint8_t *iv,
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uint8_t *ciphertext_out);
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int protocol_aes_decrypt(const uint8_t *ciphertext, size_t len,
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const uint8_t *key, const uint8_t *iv,
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uint8_t *plaintext_out);
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// T2.1: 搅伴算法 - 生成随机数
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// 输入: 时间戳 + 内存地址 + rand_seed
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// 输出: 16 字节 nonce_server
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void scramble_generate(uint32_t timestamp, uint32_t mem_addr,
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uint32_t rand_seed, uint8_t *nonce_out);
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// T2.4: 会话密钥管理
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int session_key_init(session_ctx_t *sess, const uint8_t *k_session);
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void session_key_clear(session_ctx_t *sess);
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int session_encrypt(session_ctx_t *sess, const uint8_t *in, size_t len, uint8_t *out);
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int session_decrypt(session_ctx_t *sess, const uint8_t *in, size_t len, uint8_t *out);
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// 使用 ESP-IDF 硬件 RNG 生成随机数
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void generate_random_nonce(uint8_t *nonce, size_t len);
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#endif // PROTOCOL_H
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