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圈 主
管理员 0 中国
发布:2024-04-23 (11:01:35)

工程名称:【FIDO安全密钥】 OpenSK nRF52840 MINI

工程作者:小忍


FIDO安全密钥,能 Passkey 无密码登录网站,能增加NFC。


前言

为什么要做这个安全密钥呢?

随着 Passkey 无密码登录的普及,以及开源密码管理器 Bitwarden 自身支持无密码登录,拥有一个安全密钥就有了一定的必要性,但市面上成品价格过高,故决定自己制作一款安全、便宜、体积小的设备。


01
安全密钥功能/亮点

1

基于 nRF52840 和 OpenSK 的 USB KEY。

2

采用触摸感应 按钮。

3

可以用来 Passkey 无密码登录网站

4

支持 FIDO2、FIDO及U2F 等协议。

5

本项目基于谷歌的开源项目 OpenSK 修改适配,Google 作为 FIDO 联盟成员,且代码通过 FIDO 认证,安全性具有保障

6

Bootloader 基于 Adafruit_nRF52_Bootloader 修改适配,支持 uf2 文件烧录,方便后续更新固件


02
硬件设计说明

原理图

PCB图

1

MCU采用nRF52840,有独立的安全系统,二手一片5元左右

2

电源采用内置LOD,减少外部元件

3

采用外部高速晶振(USB功能需要),内部低速晶振

4

保留TVS电路,防止静电意外烧毁设备或电脑

5

移除蓝牙相关电路,并预留NFC线圈焊盘(OpenSK后续不会支持蓝牙,且将支持NFC功能

6

触摸感应按钮比微动开关使用更方便,背面微动开关用作进入烧录模式;LED灯及触摸感应按钮放在尾部,可以放入通用外壳


03
固件烧录教程


01
首次烧录 Bootloader

如何进行首次烧录?首先做好以下准备!

本教程采用 Picoprobe(DAPLink) ,在 Linux(WSL2) 环境下烧录,只需要手边有一个 RP2040 开发板即可使用

Windows 下可以使用 WSL2 + usbipd-win , 或者直接安装 Windows 版的 openocd (https://gnutoolchains.com/arm-eabi/openocd/)。

其他烧录方式可以去开源网址查看学习,开源网址参考【第5章】指引。

接着,进行首次烧录!

启动 OpenOCD

    openocd -d2 -f interface/cmsis-dap.cfg -f target/nrf52.cfg -s tcl

    连接 OpenOCD

    保持上一步窗口打开,并在新窗口中运行下面命令 :

      telnet localhost 4444

      解锁芯片并烧录

      上一步 telnet 窗口分别运行下列命令,注意 4-5 行中 hex 文件名及路径替换成实际文件的(相对于 openocd 命令运行路径,如果不清楚就使用绝对路径):






      nrf52_recovernrf5 mass_eraseflash write_image pca10059_bootloader-xxxx.hexflash verify_image pca10059_bootloader-xxxx.hexreset run

      进入 DFU 模式

      按住 DFU 键(背面那个大按键)将设备插入电脑,设备上 LED 灯呼吸闪烁并且电脑上显示出一个存储设备即成功进入 DFU 模式。

      这时将相应的 .uf2 文件复制进存储设备即可完成烧录。


      02
      升级 Bootloader

      之后有 Bootloader 版本升级时,进入 DFU 模式,将附件中更新文件(update-pca10059_bootloader-xxxx_nosd.uf2)复制进去即可


      03
      烧录 OpenSK

      进入 DFU 模式,将附件中的OpenSK固件(nrf52840_dongle_dfu_merged.uf2)复制进去即可


      04
      自行编译固件 (可选)

      4.1 编译 Bootloader

      ①安装依赖
      参考第五章指引,进入开源网址查看详情
      ②下载源码
      git clone -b master https://github.com/adafruit/Adafruit_nRF52_Bootloadercd Adafruit_nRF52_Bootloadergit submodule update --init
      ③应用补丁
      将附件中补丁文件 OpenSK_Bootloader_xxxx.patch 复制到项目根目录,然后运行命令:
      git apply OpenSK_Bootloader_xxxx.patch
      ④编译
      make BOARD=pca10059 clean && make -j BOARD=pca10059 all
      在 _build/build-pca10059 目录中。
      4.2 编译 OpenSK

      OpenSK 基于 OpenSK 修改,正常情况使用附件中固件即可,如果需要自定义则可自行编译固件。

      ①安装依赖
      参考第五章指引,进入开源网址查看详情

      ②下载源码









      git clone -b 2.1 https://github.com/google/OpenSK.gitcd OpenSK./setup.sh

      wget -P tools https://github.com/microsoft/uf2/raw/master/utils/uf2conv.pywget -P tools https://github.com/microsoft/uf2/raw/master/utils/uf2families.jsonchmod a+x tools/uf2conv.py

      ③应用补丁

      将附件中补丁文件 OpenSK_xxxx.patch 复制到项目根目录,然后运行命令:



      git apply OpenSK_xxxx.patchcp -r boards/nordic/. third_party/tock/boards/nordic

      ④编译





      ./deploy.py --board=nrf52840_dongle_dfu --programmer=none --opensk./tools/uf2conv.py -c -f 0xada52840 \    -o target/nrf52840_dongle_dfu_merged.uf2 \    target/nrf52840_dongle_dfu_merged.hex

      编译生成的文件将存放在 target 目录中


      04
      复刻注意事项

      1

      打样板厚为 0.8 mm,不然 Type-C 接口无法焊接上去,项目尺寸可免费打板。

      2

      nRF52840 是 BGA 封装,焊接有一定难度,至少需要有加热台或者风枪,焊接时先焊接带有芯片的一面,然后通过 OpenOCD 烧录 Bootloader,并测量验证以下电压再焊接其他元件:

      VDD_NRF : 3.0V

      XC1 & XC2 : 0.8V

      DN : 3.0V

      DP : 0.0V

      SW1 & SW2 : 3.0V

      3

      尾部的挖槽可以在焊接完成后剪掉,金属化侧边就是触摸区域,也可以保留当挂绳孔

      5

      3D外壳的后盖打印白色或者透明的,不确定黑色能不能透光。



      05
      开源网址

      本项目已开源!

      ——想复刻想给作者点赞复制开源网址 前往原文。

      开源网址:https://oshwhub.com/madoka/opensk-nrf52840-mini



      *本文转载了「立创开源硬件平台」的用户创作,如有侵权,请联系删除

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