快速入门：使用 Azure IoT C SDK 预配模拟的 TPM 设备

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06/02/2023

本快速入门介绍如何在 Windows 开发计算机上创建和运行受信任平台模块 (TPM) 设备模拟器。然后使用设备预配服务实例将此模拟设备连接到 IoT 中心。我们将借助 Azure IoT C SDK 中的示例代码在设备预配服务实例中注册设备，并模拟设备的启动序列。

如果不熟悉自动预配过程，请查看预配概述。另外，在继续学习本快速入门之前，请确保已完成通过 Azure 门户设置 IoT 中心设备预配服务中的步骤。

Azure IoT 设备预配服务支持两类注册：

注册组：用于注册多个相关设备。
单独注册：用于注册单个设备。

本文将演示单个注册。

如果没有 Azure 订阅，可在开始前创建一个试用帐户。

先决条件

以下先决条件适用于 Windows 开发环境。对于 Linux 或 macOS，请参阅 SDK 文档的准备开发环境中的相应部分。

Visual Studio 2019，已启用“使用 C++ 的桌面开发”工作负载。 Visual Studio 2015 和 Visual Studio 2017 也受支持。
已安装最新版本的 Git。

为 Azure IoT C SDK 准备开发环境

在本部分，我们将准备一个用于生成 Azure IoT C SDK 和 TPM 设备模拟器示例的开发环境。

下载 CMake 生成系统。

在进行 CMake 安装之前，必须在计算机上安装 Visual Studio 必备组件（Visual Studio 和“使用 C++ 的桌面开发”工作负荷）。满足先决条件并验证下载内容后，安装 CMake 生成系统。
找到最新版 SDK 的标记名称。
打开命令提示符或 Git Bash shell。运行以下命令以克隆最新版本的 Azure IoT C SDK GitHub 存储库。使用在上一步找到的标记作为 -b 参数的值：
```
git clone -b <release-tag> https://github.com/Azure/azure-iot-sdk-c.git
cd azure-iot-sdk-c
git submodule update --init
```
应该预料到此操作需要几分钟才能完成。
在 git 存储库的根目录中创建 cmake 子目录，并导航到该文件夹。从 azure-iot-sdk-c 目录运行以下命令：
```
mkdir cmake
cd cmake
```

生成 SDK 并运行 TPM 设备模拟器

在本部分，我们将生成包含 TPM 设备模拟器示例代码的 Azure IoT C SDK。此示例通过共享访问签名 (SAS) 令牌身份验证提供 TPM 证明机制。

从 azure-iot-sdk-c git 存储库中创建的 cmake 子目录，运行以下命令以生成示例。此生成命令还将生成模拟设备的 Visual Studio 解决方案。

cmake -Duse_prov_client:BOOL=ON -Duse_tpm_simulator:BOOL=ON ..

如果 cmake 找不到 C++ 编译器，则可能会在运行以上命令时出现生成错误。如果出现这种情况，请尝试在 Visual Studio 命令提示符窗口中运行该命令。

生成成功后，最后的几个输出行如下所示：

$ cmake -Duse_prov_client:BOOL=ON -Duse_tpm_simulator:BOOL=ON ..
-- Building for: Visual Studio 15 2017
-- Selecting Windows SDK version 10.0.16299.0 to target Windows 10.0.17134.
-- The C compiler identification is MSVC 19.12.25835.0
-- The CXX compiler identification is MSVC 19.12.25835.0

...

-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: E:/IoT Testing/azure-iot-sdk-c/cmake

导航到克隆的 git 存储库的根文件夹，并使用如下所示的路径运行 TPM 模拟器。此模拟器通过端口 2321 和 2322 上的套接字进行侦听。请勿关闭此命令窗口；本快速入门自始至终都需要让此模拟器保持运行。

如果在 cmake 文件夹中，则请运行以下命令：
```
cd ..
.\provisioning_client\deps\utpm\tools\tpm_simulator\Simulator.exe
```
模拟器未返回任何输出。请让它继续模拟 TPM 设备。

从 TPM 设备读取加密密钥

在本部分，我们将生成并执行一个示例，以便从保持运行的、通过端口 2321 和 2322 侦听的 TPM 模拟器中读取认可密钥和注册 ID。这些值用于将设备注册到设备预配服务实例。

启动 Visual Studio 并打开名为 azure_iot_sdks.sln 的新解决方案文件。此解决方案文件位于先前在 azure-iot-sdk-c git 存储库的根目录中创建的 cmake 文件夹中。
在 Visual Studio 菜单中，选择“生成”>“生成解决方案”以生成解决方案中的所有项目。
在 Visual Studio 的“解决方案资源管理器”窗口中，导航到 Provision_Tools 文件夹。右键单击“tpm_device_provision”项目，然后选择“设为启动项目”。
在 Visual Studio 菜单中，选择“调试”>“开始执行(不调试)”以运行该解决方案。应用将读取并显示“注册 ID”和“认可密钥”。记录或复制这些值。在下一部分，这些值将用于设备注册。

在门户中创建设备注册项

登录到 Azure 门户，选择左侧菜单上的“所有资源”按钮，打开设备预配服务。
选择“管理注册”选项卡，然后选择顶部的“添加个人注册”按钮。
在“添加注册”面板中，输入以下信息：
- 选择“TPM” 作为标识证明机制。
- 使用你之前记下的值输入 TPM 设备的“注册 ID”和“认可密钥” 。
- 选择与预配服务链接的 IoT 中心。
- （可选）可以提供以下信息：
  - 输入唯一“设备 ID”（可以使用建议的 test-docs-device，也可以提供自己的设备 ID）。为设备命名时，请确保避免使用敏感数据。如果选择不提供此项，则系统将改用注册 ID 来标识设备。
  - 使用设备所需的初始配置更新“初始设备孪生状态” 。
- 完成后，按“保存”按钮。
  
  成功注册以后，设备的“注册 ID”会显示在“单个注册”选项卡下的列表中。

模拟设备的首次启动顺序

在本部分，我们会将示例代码配置为使用高级消息队列协议 (AMQP) 向设备预配服务实例发送设备的启动序列。此启动序列使得设备可被识别并分配到与设备预配服务实例链接的 IoT 中心。

在 Azure 门户中，选择设备预配服务的“概述”选项卡，并复制“ID 范围”值。
在 Visual Studio 的“解决方案资源管理器”窗口中，导航到“Provision_Samples”文件夹。展开名为“prov_dev_client_sample”的示例项目。展开“源文件”，打开“prov_dev_client_sample.c”。

在该文件的顶部附近，找到每个设备协议的 #define 语句，如下所示。确保仅取消注释 SAMPLE_AMQP。

目前，TPM 个人注册不支持 MQTT 协议。

//
// The protocol you wish to use should be uncommented
//
//#define SAMPLE_MQTT
//#define SAMPLE_MQTT_OVER_WEBSOCKETS
#define SAMPLE_AMQP
//#define SAMPLE_AMQP_OVER_WEBSOCKETS
//#define SAMPLE_HTTP

找到 id_scope 常量，将值替换为前面复制的“ID 范围”值。
```
static const char* id_scope = "0ne00002193";
```
在同一文件中找到 main() 函数的定义。确保 hsm_type 变量设置为 SECURE_DEVICE_TYPE_TPM 而不是 SECURE_DEVICE_TYPE_X509，如下所示。
```
SECURE_DEVICE_TYPE hsm_type;
hsm_type = SECURE_DEVICE_TYPE_TPM;
//hsm_type = SECURE_DEVICE_TYPE_X509;
```
右键单击“prov_dev_client_sample”项目，然后选择“设为启动项目”。

在 Visual Studio 菜单中，选择“调试”>“开始执行(不调试)”以运行该解决方案。出现重新生成项目的提示时，请选择“是”，以便在运行项目之前重新生成项目。

以下输出示例显示预配设备客户端示例成功启动，然后连接到设备预配服务实例来获取 IoT 中心信息并注册：

Provisioning API Version: 1.2.7
Provisioning Status: PROV_DEVICE_REG_STATUS_CONNECTED

Registering... Press enter key to interrupt.

Provisioning Status: PROV_DEVICE_REG_STATUS_CONNECTED
Provisioning Status: PROV_DEVICE_REG_STATUS_ASSIGNING
Provisioning Status: PROV_DEVICE_REG_STATUS_ASSIGNING

Registration Information received from service:
test-docs-hub.azure-devices.cn, deviceId: test-docs-device

预配服务将模拟设备预配到 IoT 中心后，中心的“IoT 设备”中会显示设备 ID。

清理资源

如果打算继续使用和探索设备客户端示例，请勿清理在本快速入门中创建的资源。如果不打算继续学习，请按以下步骤删除本快速入门中创建的所有资源。

关闭计算机上的设备客户端示例输出窗口。
关闭计算机上的 TPM 模拟器窗口。
在 Azure 门户的左侧菜单中选择“所有资源”，然后选择设备预配服务。打开服务的“管理注册”，然后选择“个人注册”选项卡。选中在本快速入门中注册的设备的“注册 ID”旁边的复选框，然后按窗格顶部的“删除”按钮。
在 Azure 门户的左侧菜单中选择“所有资源”，然后选择 IoT 中心。打开中心的“IoT 设备”，选中在本快速入门中注册的设备的“设备 ID”旁边的复选框，然后按窗格顶部的“删除”按钮。

后续步骤

在本快速入门中，你已在计算机上创建 TPM 模拟设备，并已使用 IoT 中心设备预配服务将其预配到 IoT 中心。若要了解如何以编程方式注册 TPM 设备，请继续阅读快速入门中关于 TPM 设备的编程注册内容。

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