本篇文章主讲atsha204a加密芯片的配置方式，前面讲到，atsha204a加密芯片内部rom分三个区域，一个是config zone，一个是slot zone，还有一个是OTP zone，本篇不只讲解config zone的配置，还讲解slot 和 OTP区域的配置方法，并且结合官方的库来演示一下代码。
首先约定一下，本文所有的通信接口均使用I2C协议，但所有的功能都能在单总线上实现。
开始，我想先讲几个细节，这是刚开始对于接触这款芯片的我的一些困扰。
1、芯片的config区和data区一旦锁定，没有办法解锁，锁的方法只能通过lock command来进行锁定。
2、config区在没锁定的时候，可以使用write command来进行写操作，但注意，0x00-0x03地址(word地址，详情请参考手册)不能被写，0x15word地址不能使用write command来写。
3、在config锁定前，data区(包括slot区和OTP区)既不能写也不能读。而在config锁定后，data区锁定前，data区只能写不能读，在data区锁定后，可以根据config中的配置来进行读写。
我之所以总结出这几点，是能让大家好理解这些区的读写属性，接下来进入正题。1、通信包的格式
atsha204a的所有发送的数据包均是以下格式.
word address 指示这个数据包是为何作用，有如下值
最常用的就是0x03 命令数据包了
count是数据包的长度，包括count本身，data和CRC16。
data是数据内容，根据命令的不同而不同。
CRC16是数据包的校验码，校验内容从count到data。
再来看看配置区config的内容
对atsha204a的所有地址操作都是基于word地址进行的，如上图所示。
好了，现在我们先来看下读命令格式(也就是数据包data域里面的具体内容)
第一个字节是操作码，read command 的操作码是0x02，
第二个字节的最高位bit7指示是读取32字节还是4字节，1为读取32字节。bit0指示读哪个区。
第三个字节是Address地址。
关于这里的地址，datasheet手册上写着如下
读写命令中Param2的这个Address如上，高8位为0，低8位的前3位是偏移量，高5位是block，一个block为32字节，所以config 分3个block(0-3)，slot分16个block(0-15)，otp分2个block(0-1)，如果是使用32字节进行读写的话，则忽略前3位offset。我们举个例子，比如说，我们要读config区的word地址0x09那4个字节，因为0x09是属于block1的，偏移是1（config的block划分是,word 0x00 -0x07是block,0，0x08-0x0F为block1，0x10-0x15是block2，反正就是32个字节为1个block，slot和otp相同）
Address[4:3] = 1;
如果是4字节读取，那么
Address[2:0] = 1；
如果是32字节读取
则忽略Address[2:0] 。
现在我们来举个例子，说说通信的数据包。
假设我们要读取config的word0地址那4个字节，那么数据包格式如下：
如果通信正常，那么芯片就会返回数据，返回的数据包格式如下
各数据域的意思与发送的数据一样。
根据刚才的例子，返回的数据就是如下:
因我们读的是芯片序列号，xx是每块芯片的唯一序列号一部分。
这里仅仅是演示了读的命令，如果是其他命令，则数据域会更加复杂，所幸ATMEL有专门的库来封装这些操作，官方库文件如下列表：
sha204_comm_marshling.h和sha204_comm_marshling.c这两个文件里面的
uint8_t sha204m_execute(
uint8_t op_code, uint8_t param1, uint16_t param2,
uint8_t datalen1, uint8_t *data1, uint8_t datalen2,
uint8_t *data2, uint8_t datalen3, uint8_t *data3,
uint8_t tx_size, uint8_t *tx_buffer, uint8_t rx_size,
uint8_t *rx_buffer);
这个函数封装了所有命令，使用起来非常方面，具体实现的话可以去下载库的源码进行查看，而移植性的文件则是sha204_i2c.c、sha204_physical.h、sha_timer_utilities.h和sha_timer_utilities.c这几个文件，做移植只需要简单修改里面几个关于i2c通信和延时的函数即可。
本节以一个简单的例子来讲述了命令的基本格式，并简单的介绍了官方库文件的结构，有问题的可以私信。
config区的配置
这节是这篇博客的重点，只有正确配置了config，atsha204a芯片才能按自己的意图办事。
我再放一下config zone的配置表
以下我讲的地址全部是word地址
配置区地址0x00-0x03是不允许写的，只能读。
从0x04开始讲起，首先是I2C Address，可以设置I2C的器件地址，如果I2C总线上挂了好几个atsha204a，可以修改一下这个地址，然后是CheckMacConfig，文档介绍如下
这个字节理解起来挺费劲的，这个字节只影响读写命令和CheckMac命令，对于Read和Write命令，在进行加密读\写的时候要匹配TempKey中的SourceFlag相应的位，否则加密读\写将会失败，什么是加密读写？在后面会介绍到，而对于CheckMac命令也是类似，可以参照一下文档具体使用。
接下来是OTP Mode
文档描述如下
OTP Mode = 0xAA 只读模式，在OTP锁定后，只能读取OTP区中的内容
OTP Mode = 0x55 消耗模式，在OTP锁定后，写操作只能使位1变0，不能再变为1，比如原先的内容是0xFF，写入0xFC，就变为0xFC，再写0xFF，则仍然是0xFC，写入0x00则立即清零并且不能再写其他值(这个过程有点像flash的烧写)。
OTP Mode = 0x00 传统模式，在OTP锁定后，不能读OTP0和OTP1，也不能以32字节读取。
其他值不被允许。
Selector Mode，这个字节定义0x15地址上的Selector更新方式，
Selector Mode = 0x00 ，使用UpdateExtra 命令可以随意更新Selector中的值，
Selector Mode = 其他值，只有当Selector中的值为0时，才能被UpdateExtra 命令命令更新。
这里顺便说一下Selector，当执行Pause Command命令的时候，Pause Command命令参数中指定的selector与配置中的selector相等时，器件将不会进入空闲模式。
对于一般用户，0x04地址的4个配置按默认值设置即可。
接下来是地址0x05-0x0C关于slot 的配置了，这里才是这节的重点，也是需要注意最多的地方。
每个slot config占用2个字节，每个位具体配置如下
一位一位的说
bit0-3：指定加密读的slot区，这里的意思是，如果你把slotX设置成可以加密读取，则这里要指定加密读取的密钥存放的slot，简单来说，你要读一个slotX，而slot config[X]已经被配置成可以加密读，但是需要知道slot config[X].ReadKey中指定的slot区的密钥。
bit4：0：这个slot区可以用于所有加密命令，1：这个slot只能用于CheckMac命令和GenDig命令。
bit5：0：此slot中存放的密钥可以无限使用，1：此slot存放的密钥有限使用，次数根据UseFlag或LastKeyFlag指定。
bit6 : 0:可以明文读取，1：必须加密读取。
bit7：0:此slot不是密钥区，可以随意读写，1:此slot作为密钥区，如果能读写则必须是加密进行。
说到这里大家先看一张表格
可以清楚看到IsSecret和EncryptRead位的配置对slot读操作的影响。
IsSecret = 1；EncryptRead = 0；slot不能被读。
IsSecret = 1；EncryptRead = 1；slot能被加密读。
IsSecret = 0；EncryptRead = 0；随意读。
说回slot config配置，bit8-bit11，指定加密写操作的slot区密钥，跟bit0-3类似，只不过这里是写操作，使用write command命令。
bit12-15 Write Config表，上述Write Config 那张表看起来有点费劲，bit12-15对于DeriveKey Command 和 Write command命令有不同的意思，对于DeriveKey Command，就是决定生成的新的密钥要通过什么途径来获取(Target?,Parent?)，具体大家可以看我上一篇使用篇中对于DeriveKey Command的描述。而对于Write Command，定义如下
bit15 = 0;bit14 = 0;bit13 =0; 随意写
bit15 = x;bit14 = 0;bit13 =1; 不能写
bit15 = 1;bit14 = 0;bit13 =x; 不能写
bit15 = x;bit14 = 1;bit13 =x; 加密写
到此大致介绍完了slot区的配置，这里举个最简单的例子，如下
现在要把slot0和slot1设置成密钥区，不能进行任何读写，可以执行所有加密命令，无限次使用，则地址word0x04的配置应该是0x80 0xA0 0x80 0xA0，
根据手册，得知write command命令如下
我们要写config zone，地址是0x04，4字节写入，所以填充如下
opcode = 0x12,
zone = 0x00,
address = 0x04,
value = 0x80,0xA0,0x80,0xA0
数据包为如下格式
Data_2的MAC域在进行加密写操作的时候才会有内容，这里不进行加密写操作，所以上述数据包没有这个字段，大家如果使用官方封装的库，可以使用sha204m_execute函数
函数原型如下：
uint8_t sha204m_execute(uint8_t op_code, uint8_t param1, uint16_t param2,
uint8_t datalen1, uint8_t *data1, uint8_t datalen2, uint8_t *data2, uint8_t datalen3, uint8_t *data3,
uint8_t tx_size, uint8_t *tx_buffer, uint8_t rx_size, uint8_t *rx_buffer);
这个函数参数很多，主要是考虑到各种命令的各种不同内容，按上面的描述则调用这个函数时，具体内容为：
state = sha204m_execute(
0x12,
0x00,
0x05,
4,*yourbuffer,
0,0,0,0,
SHA204_CMD_SIZE_MIN,
txbuf,
WRITE_RSP_SIZE,
rxbuf
);
当然这是一段伪代码， yourbuffer是data_1:value的存放地方，SHA204_CMD_SIZE_MIN和READ_32_RSP_SIZE在库中都有定义，实际上在这个函数实现内部SHA204_CMD_SIZE_MIN和WRITE_RSP_SIZE指定的大小均不起作用，在函数内部自动根据命令来调节收发数据包的大小，而用户只需要给定足够大的txbuf和rxbuf即可。
接下来是UseFlag，这里UseFlag里面的值指明了对应的slot区(只限slot0-7)中的key还能使用多少次，但前提是slot config.SingleUse = 1，UseFlag才会有用。在原datasheet的78页里面详细介绍了single-use key的用法，我截个图给大家看一下
大概的意思就是，slot0-7才有useflag这功能，slot8-14没有（slot15比较特殊）。如果相应slot config.singleuse = 1，那么当执行一些需要用到此slot的加密命令时而UseFlag[SlotID] = 0x00，那么这些命令就会返回错误。UseFlag的计数方式简单的说就是这个8位数位为1的个数，比如0xFF是八次，0x7F是7次，0x01是1次，如此类推。
当执行了一些加密命令时，UseFlag就会从最高位开始置零，DeriveKey命令可以更新UseFlag中的值，关于DeriveKey命令，大家可以看一下我上一篇使用篇的博客，因篇幅问题，不再讨论。
UpdateCount是对应的slot使用DeriveKey更新了多少次，到了0xFF就回滚至0x00。
然后是LastKeyUse0-15，首先注意，这个”Last”不是上一个的意思，而是最后一个的意思，也就是说，这LastKeyUse0-15都是为slot15服务的，真是厉害，其实LastKeyUse使用起来和UseFlag差不多，也是要slot15 config.singleuse = 1才有效，而计算剩余使用次数的方法是，所有LastKeyUse位1的个数加起来，那么总共就有16*8 = 128次了，不过用完后，slot15就彻底完了，不能再使用，无法被DeriveKey更新，这也是slot15比较特殊的地方。
地址0x15不能被write command写，只能通过其他命令，关于UserExtra，官方源文档中说了这个可以被UpdateExtra Command更新，它的用途主要是给用户使用的，其他用途不明，如果有其他人知道这个字节有什么用，也希望告知，谢谢。
Selector前文中提了一下：执行Pause Command命令的时候，Pause Command命令参数中指定的selector与配置中的selector相等时，器件将不会进入空闲模式。也可以被
UpdateExtra Command更新，
UpdateExtra Command命令格式如下：
参数一目了然，不再多说，这里只需要注意，
1、Mode.bit1 = 1时，这条命令做的操作是，减少NewValue中指定的SlotID的使用次数。
2、UserExtra中的值不为0，那么此条命令如果更新UserExtra的话将会返回失败。
3、如果SelectorMode不为0，而且Selector不为0，那么那么此条命令如果更新Selector的话将会返回失败。
Lock Data 和Lock Config是控制锁定数据区和配置区的两个字节，
LockData = 0x55，data区没有锁定可以进行写操作。
LockData = 0x00，data区进行锁定，读写需要根据配置来进行。
LockConfig =0x55，config区没有锁定可以进行读写操作。
LockConfig = 0x00，config区不能写。
这两个字节必须使用LockCommand来设置，LockCommand如下：
Zone.bit0决定的是锁config还是OTP区，Zone.bit7 = 1，则不计算需要锁定区域的CRC16值，否则需要输入一个CRC16值来校验。
Summary如果Zone.bit7=0，那么就这里就需要填入相应锁定区域的CRC16值，否则填0x0000。如果命令成功就返回0。
本节介绍了config zone的配置，用户可以根据自己的需要来对config 进行配置，强烈建议用户去多次阅读datasheet才能深刻理解。
slot区的配置
此区的配置没那么复杂，slot主要意图是存放密钥，当然也可以设置成eeprom来使用，但一般用户都不会这么做。
slot区一共分16部分，slot0-15，每部分可以存放32字节密钥，相信足够使用。
对slot区的配置无外乎读写内容，在config区锁定前，所有对slot区的读写操作均返回错误。在config区锁定后，data区锁定前，只能写slot区而不能读取，在二者都锁定后，可以根据上节所讲的slot config来进行读写。
假设我们配置完了config区，现在我们来写slot区，很简单，在data区锁定前可以随意读写，但强烈建议使用32字节来写操作，采用4字节写操作，会有很多的限制条件。
假如我们对slot0写入0x11,0x11,…..0x11（共32个0x11），使用write command，参数如下（这里我们暂时先不考虑各种加密读写，会在本文最后介绍加密读写）
opcode = 0x12,
zone = 0x80|0x02; //32字节写，写slot区。
address = 0x00;
data_1 = 32个字节 0x11;
data_2 不填
如果写入成功，atsha204a将会返回0。
OTP区配置
OTP区和slot区配置类似，在atsha204a里，OTP分16部分，每部分4字节，默认值都是0xffffffff，OTP区在config区锁定前无法进行任何读写操作，在config锁定后，data区锁定前，不能读，只能写，与slot区不同的是，OTP区并没有加密读写这一概念，另外也强烈建议使用32字节写，4字节写入会有很多限制，在data区锁定后，OTP区的读写操作由OTP Mode决定，在config区那节已经进行描述，这里不再论述。
关于OTP区的作用，一是用户可以自定义用途，二是OTP区要参与一些加密命令的MAC摘要计算，如果还有其他用途，欢迎读者补充。
加密读写
本人觉得加密读写是高级用户需要的功能，既然atsha204a提供这个功能，那想必此功能也十分有用，废话不多说，进入正题。
加密读，只有当slot config.EncryptRead = 1和slot config.IsSecret = 1时才能进行。
加密读是为了防止别人在总线上嗅探到密钥，这里我借用官方文档Atmel-8981的一幅图，
这个流程图其实非常明了，主要步骤如下：
1、首先发送Nonce Command命令，更新TempKey中的值，主机这边根据命令返回的randout来使用SHA-256算法计算出TempKey中的值。
2、发送GenDig Command，Gen Dig 命令中的参数KeyID ，就是slot config.ReadKey，比如说，我们要读取slot1的密钥，而slot config[0].ReadKey 设置为0，那么我们就需要知道slot0中存放的密钥才能读取slot1的密钥，发送完这个命令后如果执行正确，TempKey中的值会被重新计算，而主机需要根据Read Key等一些列参数计算TempKey中的值。
3、执行读命令，读取slot区中的值，这时候返回来的内容是经过异或加密的，密钥是第2步计算出来的摘要，也就是说：读回来的值^第二步计算出来的摘要 = 原文。
这里说下GenDig Command，这个命令在我上一篇使用篇的博客中没有提到，这里说一下，这条命令作用如下（datasheet 原文）：
GenDig command 使用SHA-256算法结合TempKey中的值去更新TempKey，在执行这条命令前，TempKey中的值必须是合法的。
因为一些加密命令如MAC，HMAC命令都需要用到TempKey值，使用这条命令可以多增加一些slot区的使用验证，从而达到更加安全的验证。而在加密读的过程中，这条命令必须被正确执行，相应的区才能被正确的加密读取。
关于Nonce 命令和Read 命令，分别在我上一篇配置篇和上文中都提到了，这里不再讨论。
加密写，加密写稍微复杂一点，这里还是放Atmel-8981文档的图
同样，加密写也是为了防止别人在总线上获取密钥。与加密读过程类似，不过主机这里还要计算一个MAC发送给atsha204a。
1、发送Nonce Command命令，更新TempKey中的值，主机这边根据命令返回的randout来使用SHA-256算法计算出TempKey中的值。
2、发送GenDig command，KeyID 是所要写的slot config.writekey中指定的ID，比如我们要写slot1，而slot config[1].writekey 设置为0，那这个keyID就是0。然后主机这边根据Slot0中的密钥和其他参数计算出一个摘要(Session Key)，当然atsha204a那边也会进行同样的计算并存在TempKey中。
3、我们要写的密钥和第二步计算出来的摘要进行异或运算等到加密文。
4、再根据第二步生成的摘要和明文还有其他参数(参照流程图中指示)计算出一个Host MAC。
5、执行写命令，写命令中参数value是加密文，而参数MAC是Host MAC(关于Write command的格式请回看上文)。
6、atsha204a收到这个命令后，会对value解密(就是和自己的TempKey做异或运算)，然后再执行类似第4步的计算过程得到Client MAC，比较Host MAC和Client MAC就知道写入的数据是否正确了。
这样，整个加密写过程就是如此，在这整个过程中，无论是密钥，还是Write Key，都没有明文在总线上传输，嗅探者也就不能截获我们设置的密钥了。
