家里的智能门锁、办公室的无线摄像头、工厂里的传感器节点——这些不起眼的小设备，背后都跑着嵌入式系统。它们资源有限，内存小、算力弱，但传输的数据却可能涉及密码、位置甚至个人行为习惯。怎么在“小身板”里做好数据加密？这可不是直接搬个标准算法就完事的事。
为什么不能照搬PC上的加密方式？
你在电脑上用AES加密一个文件，可能感觉不到啥负担，CPU动一下手指就搞定了。但换成一个靠电池供电、主频只有几十MHz的单片机，情况就不一样了。这类设备往往只有几KB的RAM，Flash存储也才几十KB。如果硬套PC那套加密流程，要么跑不动，要么耗电太快，设备三天两头换电池，谁受得了？
选对算法是第一步
不是所有加密算法都适合嵌入式环境。比如RSA这种非对称算法，虽然安全性高，但计算量大，密钥生成慢，在低功耗设备上很吃力。相比之下，像AES-128这样的对称加密算法更受欢迎，尤其是经过轻量化优化的版本。还有像ChaCha20这种流加密算法，因为运算简单、速度快，也越来越被嵌入式开发者青睐。
代码实现要“抠细节”
在资源受限的环境下，每一行代码都得精打细算。比如AES的S盒（Substitution Box），通常用查表法实现，速度虽快，但会占用几百字节的ROM。如果设备实在紧张，就得改用计算法动态生成S盒，牺牲一点速度，省下空间。
下面是一个简化版AES加密核心轮函数的C语言片段，适用于资源有限的MCU：
void aes_round(uint8_t *state, uint8_t *key) {
<!-- 省略部分初始化 -->
sub_bytes(state); // 字节替换
shift_rows(state); // 行移位
mix_columns(state); // 列混淆（最后一轮省略）
add_round_key(state, key); // 轮密钥加
}你看，这里没用大数组存S盒，而是通过逻辑运算实时计算，虽然慢一点，但能省下宝贵的存储空间。
硬件加速能帮大忙
现在很多主流的嵌入式芯片，比如STM32系列，都集成了硬件加密模块。启用后，AES、SHA等算法可以直接由硬件完成，CPU只负责发指令，效率提升明显，功耗还能降低。如果你在做产品选型，优先考虑带加密引擎的芯片，后期开发会轻松不少。
别忘了密钥管理
再强的加密算法，密钥要是明文存在Flash里，等于门没锁。实际项目中，建议把密钥分散存储，或者用主密钥加密后再存。更高阶的做法是使用安全元件（Secure Element）或TPM模块，把密钥保护起来，连主控芯片都拿不到明文。
举个例子，某款共享单车的通信模块，原本用软件实现MD5签名，结果被批量破解。后来升级固件，改用硬件AES加密+动态密钥，攻击成本一下子拉高，问题基本解决。
嵌入式系统的加密，不是追求理论最强，而是在性能、功耗、安全之间找平衡。用对方法，哪怕是个小小的温湿度传感器，也能把数据守得严严实实。