实验一-密码引擎-加密API实现与测试

GMT 0018-2012

本标准的目标是为公钥密码基础设施应用体系框架下的服务类密码设备制定统一的应用接口标准，通过该接口调用密码设备，向上层提供基础密码服务。为该类密码设备的开发、使用及检测提供标准依据和指导，有利于提高该类密码设备的产品化、标准化和系列化水平。
范围：本标准规定了公钥密码基础设施应用技术体系下服务类密码设备的应用接口标准，适用于服务类密码设备的研制、使用，以及基于该类密码设备的应用开发，也可用于指导该类密码设备的检测。
密码设备应用接口在公钥密码基础设施应用技术体系框架中的位置：在公钥密码基础设施应用技术体系框架中，密码设备服务层由密码机、密码卡、智能密码终瑞等设备组成，通过本标准规定的密码设备应用接口向通用密码服务层提供基础密码服务。如下图：

基础密码服务包括密钥生成、单一的密码运算、文件管理等服务。
本标准采用C语言描述接口函数，无特别说明时，函数中参数的长度单位均为字节数。
设备管理类函数：

  • 打开设备：SDF_OpenDevice
  • 关闭设备：SDF_CloseDevice
  • 创建会话：SDF_OpenSession
  • 关闭会话：SDF_CloseSession
  • 获取设备信息：SDF_GetDeviceInfo
  • 产生随机数：SDF_GenerateRandom
  • 获取私钥使用权限：SDF_GetPrivateKeyAccessRight
  • 释放私钥使用权限：SDF_ReleasePrivateKeyAccessRight
    密钥管理类函数：
  • 导出 RSA 签名公钥:SDF_ExportSignPublicKey_RSA
  • 导出 RSA 加密公钥:SDF_ExportEncPublicKey_RSA
  • 产生RSA非对称密钥对并输出:SDF_GenerateKeyPair_RSA
  • 生成会话密钥并用内部RSA公钥加密输出:SDF_GenerateKeyWithIPK_RSA
  • 生成会话密钥并用外部RSA公钥加密输出:SDF_GenerateKeyWithEPK_RSA - 导人会话密钥并用内部RSA私钥解密:SDF_ImportKeyWithISK_RSA
  • 基于 RSA 算法的数宇倍封转换:SDF_ExchangeDigitEnvelopeBaseOnRSA
  • 导出 ECC 签名公钥：SDF_ExportSignPublicKey_ECC
  • 导出 ECC 加密公钥:SDF_ExportEncPublicKey_ECC
  • 产生ECC非对称密钥对并输出：SDF_GenerateKeyPair_ECC
  • 生成会话密钥并用内部ECC公钥加密输岀:SDF_GenerateKeyWithIPK_ECC - 生成会话密钥并用外部ECC公钥加密输出:SDF_GenerateKeyWithEPK_ECC
  • 导入会话密钥并用内部ECC私钥解密:SDFJmportKeyWithlSKJECC
  • 生成密钥协商参数并输出:SDF_GenerateAgreementDataWithECC
  • 计算会话密钥:SDF_GenerateKey WithECC
  • 产生协商数据并计算会话密钥:SDF—GenerateAgreementDataAndKeyWithECC
  • 基于 ECC算法的数字信封转换:SDF_ExchangeDigitEnvelopeBaseOnECC
  • 生成会话密钥并用密钥加密密钥加密输出: SDF_GenerateKeyWithKEK
  • 导入会话密钥并用密钥加密密钥解密:SDF_ImportKeyWithKEK
  • 销毁会话密钥:SDF_DestroyKey
    非对称算法运算类函数
  • 外部公钥 RSA 运算:SDF_ExternalPublicKeyOperation_RSA
  • 内部公钥 RSA 运算:SDF_InternalPublicKeyOperation_RSA
  • 内部私钥 RSA 运算:SDF_InternalPrivateKeyOperation_RSA
  • 外部密钥 ECC 验证:SDF_ExternalVerify_ECC
  • 内部密钥 ECC 签名:SDF_InternalSign_ECC
  • 内部密钥 ECC 验证:SDF_InternalVerify_ECC
  • 外部密钥 ECC 加密:SDF_ExternalEncrypt_ECC
    对称算法运算类函数
  • 对称加密：SDF_Encrypt
  • 对称解密：SDF_Decrypt
  • 计算MAC:SDF_CalculateMAC
    杂凑运算类函数
  • 杂凑运算初始化：SDF_HashInit
  • 多包杂凑运算：SDF_HashUpdate
  • 杂凑运算结束：SDF_HashFinal

安全要求

（1）基于本标准设计、开发的密码设备在密钥管理方面，应满足以下要求：
设备密钥的使用不对应用系统开放；
密钥必须用安全的方法产生并存储；
在任何时间、任何情况下，除公钥外的密钥均不能以明文形式出现在密码设备外；
密码设备内部存储的密钥应具备有效的密钥保护机制，防止解剖、探测和非法读取；
密码设备内部存储的密钥应具备权限控制机制，防止非法使用和导出。
（2）密码服务要求：
使用的密码算法应得到国家密码主管部门的批准；
使用国家密码主管部门认可的密码算法芯片；
本标准所列的所有接口函数均应能被应用系统任意调用。
（3）设备状态要求：
密码设备应具有初始和就绪两个状态；
未安装设备密钥的密码设备应处于初始状态，已安装设备密钥的密码设备应处于就绪状态；
在初始状态下，除可读取设备信息、设备密钥的生成或恢复操作外，不能执行任何操作，生成或恢复设备密钥后，密码设备处于就绪状态;
在就绪状态下，除设备密钥的生成或恢复操作外，应能执行任何操作；
在就绪状态下进行的密钥操作，设备操作员应经过密码设备的认证。
（4）其他要求：
密码设备应有安全机制和措施，保证密钥在生成、安装、导入、存储、备份.恢复及销毁整个生存期间的安全,此安全机制可由设备厂商自行设计实现。
回到顶部。

二、部分代码实现

typedef struct DeviceInfo_st{
unsigned char IssuerName[40];
unsigned char DeviceName[16];
unsigned char DeviceSerial[16];
unsigned int DeviceVersion;
unsigned int StandardVersion;
unsigned int AsymAlgAbility[2];
unsigned int SymAlgAbility;
unsigned int HashAlgAbility;
unsigned int BufferSize;
}DEVICEINFO;

GB/T 0018-2012
**# define RSAref_MAX_BIT S2048
**# define RSAref_MAX_LEN
((RSAref_MAX_BITS+7)/8)
**# define RSAref_MAX_PBITS
((RSAref_MAX_BITS+1)/2)
**#define RSAref_MAX_PLEN
((RSAref_MAX_PBITS+7)/8)
typedef struct RSArefPublicKey_st
unsigned int bits;
unsigned char m[RSAref_MAX_LEN];
unsigned char e[RSAref_MAX_LEN];
}RSArefPublicKey;
typedef struct RSArefPrivateKey_st
{
unsigned int bits;
unsigned char m[RSAref_MAX_LEN];
unsigned char e[RSAref_MAX_LEN];
unsigned char d[RSAref_MAX_LEN];
unsigned char prime[2][RSAref_MAX_PLEN]; unsigned char pexp[2][RSAref_MAX_PLEN]; unsigned char coef RSArefMAX_PLEN];
}RSArefPrivateKey;`

ECC加密：

# define ECCrcf_MAX_BITS 512# define ECCref_MAX_LEN （（ECCref_MAX_BITS+7)/8)typedef struct ECCrefPublicKey_st
unsigned int bits;
unsigned char x[ECCref_MAX_LEN]；
unsigned char y[ECCref_MAX_LEN];
ECCrefPublicKey;
typedef struct ECCrefPrivateKey_st
unsigned int bits;
unsigned char K[ECCref_MAX_LEN];
ECCrefPrivateKey;

设备管理函数：

//******************************************
//设备管理
//******************************************
/*
功能：打开密码设备，返回设备句柄。
参数：
返回值：0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_OpenDevice(void* phDeviceHandle);
/*
功能：关闭密码设备，并释放相关资源。
参数：hDeviceHandle[in] 已打开的设备句柄
返回值:0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_CloseDevice(void hDeviceHandle);
/*
功能： 创建与密码设备的会话。
已打开的设备句柄
hDeviceHandlein]参数：h
phessionHiandle[out]
返回与密码设备建立的新会话句柄成功
返回值：0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_OpenSession(void hDeviceHandle, void** phSessionHandle);

/*
功能：关闭与密码设备已建立的会话，并释放相关资源。
参数：hSessionHandle[in] 与密码设备已建立的会话句柄
返回值：0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_CloseSesson(void hSessionHandle);

/*
功能：获取密码设备能力描述。
参数：hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
pstDevicelnfo[our] 设备能力描述信息，内容及格式见设备信息定义成功
返回值：0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_GetDeviceInfo(
void hSessionHandle,
DEVICEINFO* pstDeviceInfo);

/*
功能：获取指定长度的随机数。
参数：
hSessonHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiLegth[in] 欲获取的随机数长度
pucRandom[out] 缓冲区指针，用于存放获取的随机数
返回值：0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_GenerateRandom(
void hSessionHandle,
unsigned int uiLength,
unsigned char* pucRandom);

/*
功能：获取密码设备内部存储的指定索引私钥的使用权。
参数：
hSessionHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiKeyIndex[in] 密码设备存储私钥的索引值
pucPassword[in] 使用私钥权限的标识码
uiPwdLength[in] 私钥访问控制码长度，不少于8 字节
返回值：0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_GetPrivateKeyAccessRight(
void hSessionHandle,
unsigned int uiKeyIndex,
unsigned char* pucPassword,
unsigned int uiPwdLength);

/*
功能：释放密码设备存储的指定索引私钥的使用授权。
参数：
hSessonHandle[in] 与设备建立的会话句柄
uiKeyIndex[in] 密码设备存储私钥索引值成功
返回值∶0(SDR OK) 成功
非0 失败，返回错误代码
/
int SDF_ReleasePrivateKeyAccessRight(
void hSessionHandle,
unsigned int uiKeyIndex);

三、实践截图

posted @ 2022-04-28 17:18  爱冒险的丁丁  阅读(91)  评论(0)  编辑  收藏  举报