Введение
Функциональность устройств Рутокен охватывает широкий спектр задач обеспечения информационной безопасности. Устройства Рутокен могут быть применены для строгой двухфакторной аутентификации, защиты электронной переписки, установления защищенных соединений, безопасного проведения финансовых транзакций и криптографической защиты информации.
Рутокен S
Рутокен S – это носитель ключевой информации и устройство для авторизации в компьютерных системах и защиты персональных данных с реализацией отечественного стандарта шифрования "на борту".
Через интерфейс PKCS#11 доступны следующие возможности Рутокен S:
- создание, запись, чтение, изменение, удаление двоичных файлов,
- генерация и импорт ключей шифрования ГОСТ 28147-89,
- шифрование данных по алгоритму ГОСТ 28147-89 в режимах простой замены, гаммирования и гаммирования с обратной связью,
- вычисление имитовставки по алгоритму ГОСТ 28147-89 длиной 32 бит,
- генерация последовательности случайных чисел длиной 256 бит.
Ограничения Rutoken S
- Рутокен S для работы требует установки драйверов: для Windows, для Linux, для macOS.
- Рутокен S не поддерживается библиотекой rtpkcs11ecp.
- Рутокен S в ОС Windows поддерживается устаревшей библиотекой rtPKCS11.dll и очень ограниченно поддерживается библиотекой opensc-pkcs11 из состава OpenSC.
Рутокен Lite
Рутокен Lite – это ключевой носитель для безопасного хранения ключей шифрования и электронной подписи, паролей и других данных во встроенной защищенной памяти устройства.
Через интерфейс PKCS#11 доступны следующие возможности Рутокен Lite:
- создание, запись, чтение, изменение, удаление двоичных файлов.
Рутокен ЭЦП 2.0
Рутокен ЭЦП 2.0 – электронный идентификатор с аппаратной реализацией отечественных и зарубежных стандартов электронной подписи, шифрования и хеширования.
Через интерфейс PKCS#11 доступны следующие возможности Рутокен ЭЦП 2.0:
- алгоритмы ГОСТ Р 34.10-2012 и ГОСТ Р 34.10-2001: генерация ключевых пар с проверкой качества, импорт ключевых пар, формирование и проверка электронной подписи,
- алгоритмы ГОСТ Р 34.11-2012 и ГОСТ Р 34.11-94: вычисление значения хеш-функции данных, в том числе с возможностью последующего формирования электронной подписи внутри устройства,
- алгоритмы ГОСТ 28147-89: генерация и импорт ключей шифрования, шифрование данных в режимах простой замены, гаммирования и гаммирования с обратной связью, вычисление и проверка криптографической контрольной суммы данных (имитовставки).
- выработка сессионных ключей (ключей парной связи): по схемам VKO GOST R 34.10-2012 (RFC 7836), VKO GOST R 34.10-2001 (RFC 4357), расшифрование по схеме EC El-Gamal.
- алгоритм RSA: поддержка ключей размером до 2048 бит, генерация ключевых пар с настраиваемой проверкой качества, импорт ключевых пар, формирование электронной подписи.
- генерация последовательности случайных чисел требуемой длины.
Рутокен ЭЦП 3.0
Рутокен ЭЦП 3.0 – новый электронный идентификатор с аппаратной реализацией отечественных и зарубежных стандартов электронной подписи, шифрования и хеширования.
Через интерфейс PKCS#11 доступны следующие возможности Рутокен ЭЦП 3.0:
- алгоритмы ГОСТ Р 34.10-2012 и ГОСТ Р 34.10-2001: генерация ключевых пар с проверкой качества, импорт ключевых пар, формирование и проверка электронной подписи,
- алгоритмы ГОСТ Р 34.11-2012 и ГОСТ Р 34.11-94: вычисление значения хеш-функции данных, в том числе с возможностью последующего формирования электронной подписи внутри устройства,
- алгоритмы ГОСТ 28147-89 и ГОСТ Р 34.12-2015: генерация и импорт ключей шифрования, шифрование данных в режимах простой замены, гаммирования и гаммирования с обратной связью, вычисление и проверка криптографической контрольной суммы данных (имитовставки).
- выработка сессионных ключей (ключей парной связи): по схемам VKO GOST R 34.10-2012 (RFC 7836), VKO GOST R 34.10-2001 (RFC 4357), расшифрование по схеме EC El-Gamal.
- алгоритм RSA: поддержка ключей размером до 4096 бит, генерация ключевых пар с настраиваемой проверкой качества, импорт ключевых пар, формирование электронной подписи.
- алгоритм ECDSA с кривыми secp256k1 и secp256r1: генерация ключевых пар с настраиваемой проверкой качества, импорт ключевых пар, формирование электронной подписи.
- генерация последовательности случайных чисел требуемой длины.
Начало работы
Подключение библиотеки
Для работы с устройствами Рутокен через программный интерфейс PKCS#11 приложение должно предварительно загрузить библиотеку, содержащую реализацию функций и механизмов стандарта PKCS#11.
Рутокен SDK предоставляет две библиотеки rtPKCS11 и rtPKCS11ECP, подробнее об особенностях выбора и использования которых можно ознакомиться в разделе Использование библиотек rtPKCS11 и rtPKCS11ECP. Основная разница заключается в том, что российские алгоритмы доступны в библиотеке rtPKCS11ECP, а зарубежные – в rtPKCS11.
Кроме функций стандартного интерфейса PKCS#11 библиотеки экспортируют функции расширения, которые могут быть удобны при использовании специфической функциональности устройств Рутокен.
После загрузки библиотеки нужно получить адрес экспортируемой библиотекой функции C_GetFunctionList() и вызвать ее для получения списка функций PKCS#11. Теперь все готово для работы с библиотекой.
Для работы с функциями расширения необходимо получить адрес функции CK_C_EX_GetFunctionListExtended() и вызвать ее для получения списка функций расширения PKCS#11.
После работы с библиотекой ее нужно выгрузить из памяти.
/* Имя библиотеки PKCS#11 */
#ifdef _WIN32
/* Библиотека для Рутокен S, Рутокен Lite и Рутокен ЭЦП, поддерживает только алгоритмы RSA */
#define PKCS11_LIBRARY_NAME "rtPKCS11.dll"
/* Библиотека для Рутокен Lite, Рутокен ЭЦП поддерживает алгоритмы ГОСТ и RSA */
#define PKCS11ECP_LIBRARY_NAME "rtPKCS11ECP.dll"
#endif
#ifdef __unix__
/* Библиотека для Рутокен Lite, Рутокен ЭЦП поддерживает алгоритмы ГОСТ и RSA */
#define PKCS11_LIBRARY_NAME "librtpkcs11ecp.so"
#define PKCS11ECP_LIBRARY_NAME "librtpkcs11ecp.so"
#endif
#ifdef __APPLE__
/* Библиотека для Рутокен Lite, Рутокен ЭЦП поддерживает алгоритмы ГОСТ и RSA */
#define PKCS11_LIBRARY_NAME "librtpkcs11ecp.dylib"
#define PKCS11ECP_LIBRARY_NAME "librtpkcs11ecp.dylib"
#endif
HMODULE hModule = NULL_PTR; // Хэндл загруженной библиотеки PKCS#11
CK_FUNCTION_LIST_PTR pFunctionList = NULL_PTR; // Указатель на список функций PKCS#11, хранящийся в структуре CK_FUNCTION_LIST
CK_C_GetFunctionList pfGetFunctionList = NULL_PTR; // Указатель на функцию C_GetFunctionList
CK_RV rv = CKR_OK; // Вспомогательная переменная для хранения кода возврата
while (TRUE)
{
/* Загрузить библиотеку */
printf("Loading library %s", PKCS11ECP_LIBRARY_NAME);
hModule = LoadLibrary(PKCS11ECP_LIBRARY_NAME);
if (hModule == NULL_PTR)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Получить адрес функции запроса структуры с указателями на функции */
printf("Getting GetFunctionList function");
pfGetFunctionList = (CK_C_GetFunctionList)GetProcAddress(hModule, "C_GetFunctionList");
if (pfGetFunctionList == NULL_PTR)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Получить структуру с указателями на функции */
printf("Getting function list");
rv = pfGetFunctionList(&pFunctionList);
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
...
break;
}
/* Выгрузить библиотеку из памяти */
if (hModule)
{
printf("Unloading library");
if (FreeLibrary(hModule) != TRUE)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
hModule = NULL_PTR;
}
Инициализация и деинициализация библиотеки
После загрузки библиотеки ее нужно инициализировать вызовом функции C_Initialize(). Параметр NULL при вызове данной функции означает, что функции библиотеки не будут вызываться из нескольких потоков, в противном случае в параметре должен быть передан указатель на структуру типа CK_INITIALIZE_ARGS.
Для завершения работы с библиотекой ее нужно деинициализировать вызовом функции C_Finalize().
...
/* Инициализировать библиотеку */
printf("Initializing library");
rv = pFunctionList->C_Initialize(NULL_PTR);
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
...
/* Деинициализировать библиотеку */
if (pFunctionList)
{
printf("Finalizing library");
rvTemp = pFunctionList->C_Finalize(NULL_PTR);
if (rvTemp != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
pFunctionList = NULL_PTR;
}
Определение подключенных устройств
Доступ к каждому подключенному устройству осуществляется с помощью идентификатора слота, к которому оно подключено. Для получения списка всех слотов предназначена функция C_GetSlotList(). Значение первого параметра указывает, должен ли список включать слоты только с подключенным токенами (CK_TRUE) или все слоты (CK_FALSE).
CK_SLOT_ID_PTR aSlots = NULL_PTR; // Указатель на массив идентификаторов слотов
CK_ULONG ulSlotCount = 0; // Количество идентификаторов слотов в массиве
while(TRUE)
{
...
/* Получить количество слотов c подключенными токенами */
printf(" Getting number of connected slots");
rv = pFunctionList->C_GetSlotList(CK_TRUE, NULL_PTR, &ulSlotCount);
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
aSlots = (CK_SLOT_ID*)malloc(ulSlotCount * sizeof(CK_SLOT_ID));
if (aSlots == NULL)
{
printf("Memory allocation for aSlots failed! \n");
break;
}
memset(aSlots, 0, (ulSlotCount * sizeof(CK_SLOT_ID)));
/* Получить список слотов c подключенными токенами */
printf(" Getting list of connected slots");
rv = pFunctionList->C_GetSlotList(CK_TRUE, aSlots, &ulSlotCount);
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed %X\n", (int)rv);
break;
}
printf(" -> OK\n");
printf(" Slots available: 0x%8.8X\n", (int)ulSlotCount);
...
break;
}
if (aSlots)
{
free(aSlots);
aSlots = NULL_PTR;
}
Для получения актуальной информации о состоянии конкретного слота вызывается функция C_GetSlotInfo(), в которую передается идентификатор слота. Ее вызов запускает обновление информации обо всех слотах. Если токен извлечь из разъема и затем снова вставить в тот же самый разъем, то он может подключиться к любому свободному слоту, а не обязательно к тому же самому.
Мониторинг событий в слоте
Для мониторинга событий извлечения и подключения токенов для всех слотов используется функция C_WaitForSlotEvent(), запущенная в отдельном потоке.
При вызове C_WaitForSlotEvent() с флагом CKF_DONT_BLOCK функция возвращает код CKR_NO_EVENT при отсутствии событий или код CKR_OK при его наличии (вместе с идентификатором соответствующего событию слота).
При вызове C_WaitForSlotEvent() с флагом 0 выполнение функции блокируется до возникновения события и функция возвращает код CKR_OK и номер соответствующего слота.
/* Количество потоков, одновременно ожидающих события в каком-либо слоте*/
#define MONITORING_THREADS_NUMBER 1
/* Структура данных, содержащая параметры работы для функции ожидания событий в слотах */
typedef struct _MONITORING_THREADS_PARAMS
{
CK_FUNCTION_LIST_PTR m_pFunctionList;
CK_FLAGS m_flags;
DWORD m_dwThread_Number;
} MONITORING_THREADS_PARAMS, * PMONITORING_THREADS_PARAMS;
/* Запустить поток, ожидающий событие в слоте.
До наступления события выполнение потока заблокировано */
void Monitoring_Slots(IN void* param) // Указатель на структуру данных типа MONITORING_THREADS_PARAMS с параметрами для запуска потоков
{
CK_FUNCTION_LIST_PTR pFunctionList = NULL_PTR; // Указатель на список функций PKCS#11, хранящийся в структуре CK_FUNCTION_LIST
CK_SLOT_ID slotID = 0xFFFFFFFF; // Идентификатор слота, в котором произошло событие
CK_SLOT_INFO slotInfo; // Структура данных типа CK_SLOT_INFO с информацией о слоте
CK_FLAGS ckFlags = 0; // Вспомогательная переменная для хранения флагов, передаваемых в функцию C_ cWaitForSlotEvent
DWORD dwThreadNumber = 0; // Вспомогательная переменная для хранения порядкового номера запущенного потока
CK_RV rv = CKR_OK; // Вспомогательная переменная для хранения кода возврата
/* Получить из структуры данных типа MONITORING_THREADS_PARAMS параметры для дальнейшей работы*/
PMONITORING_THREADS_PARAMS pMonitoring_Threads_Param = (PMONITORING_THREADS_PARAMS)param;
pFunctionList = pMonitoring_Threads_Param->m_pFunctionList;
ckFlags = pMonitoring_Threads_Param->m_flags;
dwThreadNumber = pMonitoring_Threads_Param->m_dwThread_Number;
while (TRUE)
{
/* Ожидать событие в некотором слоте, режим работы функции C_WaitForSlotEvent зависит от значения флагов ckFlags */
slotID = 0xFFFFFFFF;
rv = pFunctionList->C_WaitForSlotEvent(ckFlags, // 0 для блокирования потока и CKF_DONT_BLOCK для неблокирования
&slotID, // Идентификатор слота, в котором произошло событие
NULL_PTR);
if (rv == CKR_CRYPTOKI_NOT_INITIALIZED)
{
printf("Work with PKCS#11 has been finished.\n");
break;
}
if (rv == CKR_NO_EVENT)
{
printf(" -> Failed \n"
"No more slot events...\n");
break;
}
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
memset(&slotInfo, 0, sizeof(CK_SLOT_INFO));
/* Получить информацию о слоте */
rv = pFunctionList->C_GetSlotInfo(slotID,
&slotInfo);
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
/* Распечатать информацию о номере потока и событии в слоте */
printf("\n Monitoring thread: 0x%8.8x \n", (int)dwThreadNumber);
printf(" Slot ID: 0x%8.8x \n", (int)slotID);
if (slotInfo.flags & CKF_TOKEN_PRESENT)
printf(" Token has been attached!\n");
else
printf(" Token has been detached!\n");
}
printf("Exiting from thread: 0x%8.8x \n\n", (int)dwThreadNumber);
}
int main(int argc, char* argv[])
{
DWORD i = 0; // Вспомогательная переменная. Счетчик цикла
...
while (TRUE)
{
...
printf("\nPlease attach or detach Rutoken and press Enter...\n");
getchar();
i = 1;
while (TRUE)
{
printf("Events counter: 0x%8.8x \n", (int)i);
/* Получить все события в слотах, не блокируя поток */
printf("C_WaitForSlotEvent");
rv = pFunctionList->C_WaitForSlotEvent(CKF_DONT_BLOCK, // Не блокировать поток
&slotID, // Идентификатор слота, в котором произошло событие
NULL_PTR); // Зарезервировано, должно быть NULL_PTR
if (rv == CKR_NO_EVENT)
{
printf(" -> OK\n");
printf("No more slots events.\n");
break;
}
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
}
if ((rv != CKR_NO_EVENT) && (rv != CKR_OK))
break;
/* Запустить поток, ожидающих событие в каком-либо слоте.
До наступления события выполнение запущенного потока заблокировано.
Первое событие разблокирует выполнение ожидающего потока */
while (TRUE)
{
MONITORING_THREADS_PARAMS aThreads_With_Blocking[MONITORING_THREADS_NUMBER];
uintptr_t aThreads[MONITORING_THREADS_NUMBER];
for (i = 0;
i < MONITORING_THREADS_NUMBER;
i++)
{
printf("Starting monitoring thread number 0x%8.8X \n", (int)i);
memset(&aThreads_With_Blocking[i],
0,
sizeof(MONITORING_THREADS_PARAMS));
aThreads_With_Blocking[i].m_pFunctionList = pFunctionList;
aThreads_With_Blocking[i].m_flags = 0;
aThreads_With_Blocking[i].m_dwThread_Number = i;
aThreads[i] = CreateProc(&aThreads[i], NULL_PTR, &Monitoring_Slots, &aThreads_With_Blocking[i]);
}
printf("\n\nPlease attach or detach Rutoken or press Enter to exit.\n");
getchar();
break;
}
break;
}
}
Определение типа устройств
Стандарт PKCS#11 предлагает определять тип устройства по параметрам, возвращаемым функциями C_GetSlotInfo() и C_GetTokenInfo(). Функция C_GetSlotInfo() возвращает структуру типа , содержащую в поле CK_SLOT_INFOslotDescription имя считывателя и в поле manufacturerID производителя устройства (Aktiv Co.). Функция C_GetTokenInfo() возвращает структуру типа CK_TOKEN_INFO, содержащую в поле model наименование модели устройства. Имя считывателя или наименование устройства обычно позволяет однозначно идентифицировать тип подключенного устройства. В таблице приведены значения для каждого из устройств Рутокен.
| Модель Рутокен | Значение slotDescription структуры CK_SLOT_INFO | Значение model структуры CK_TOKEN_INFO |
|---|---|---|
| Рутокен S | Aktiv Co. ruToken 0 | Rutoken S 64K, где 64K - размер памяти |
| Рутокен Lite | Aktiv Rutoken lite 0 | Rutoken lite |
| Рутокен ЭЦП | Aktiv Rutoken ECP 0 | Rutoken ECP |
Более удобным способом получить информацию о подключенном к слоту токене можно с помощью функции расширения C_EX_GetTokenInfoExtended(), которая возвращает расширенные данные в виде структуры типа CK_TOKEN_INFO_EXTENDED. Поля ulTokenClass и ulTokenType содержат информацию о классе и типе устройства соответственно и могут быть использованы для их определения.
CK_C_EX_GetFunctionListExtended pfGetFunctionListEx = NULL_PTR; // Указатель на функцию C_EX_GetFunctionListExtended
CK_FUNCTION_LIST_EXTENDED_PTR pFunctionListEx = NULL_PTR; // Указатель на список функций расширения PKCS#11, хранящийся в структуре CK_FUNCTION_LIST_EXTENDED
CK_TOKEN_INFO_EXTENDED tokenInfoEx; // Структура данных типа CK_TOKEN_INFO_EXTENDED с информацией о токене
while(TRUE)
{
...
printf("Determining token type");
/* Получить адрес функции запроса структуры с указателями на функции расширения */
pfGetFunctionListEx = (CK_C_EX_GetFunctionListExtended)GetProcAddress(hModule,
"C_EX_GetFunctionListExtended");
if (pfGetFunctionListEx == NULL_PTR)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
/* Получить структуру с указателями на функции расширения */
rv = pfGetFunctionListEx(&pFunctionListEx);
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
memset(&tokenInfoEx,
0,
sizeof(CK_TOKEN_INFO_EXTENDED));
tokenInfoEx.ulSizeofThisStructure = sizeof(CK_TOKEN_INFO_EXTENDED);
/* Получить расширенную информацию о подключенном токене */
rv = pFunctionListEx->C_EX_GetTokenInfoExtended(aSlots[0], // Идентификатор слота, к которому подключен токен
&tokenInfoEx); // Буфер для помещения информации о токене
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
/* Определить класс токена */
switch (tokenInfoEx.ulTokenClass)
{
case TOKEN_CLASS_S:
printf(": Rutoken / Rutoken S\n");
case TOKEN_CLASS_ECP:
printf(": Rutoken ECP\n");
case TOKEN_CLASS_LITE:
printf(": Rutoken Lite\n");
default:
printf(": undefined\n");
}
break;
}
Открытие и закрытие сессии
Большинство функций PKCS#11 требует наличие открытой сессии между токеном и приложением.
Для открытия сессии используется функция C_OpenSession(), для закрытия сессии – C_CloseSession(), для закрытия всех открытых сессий – C_CloseAllSessions().
Сессия может быть открыта только для чтения объектов на токене или для чтения и записи (флаг CKF_RW_SESSION). После открытия сессии приложение получает доступ к публичным объектам на токене. Для доступа к приватным объектом пользователь должен получить доступ Пользователя или Администратора функций C_Login().
При закрытии сессии все сессионные объекты уничтожаются, даже если приложение использует эти объекты в других сессиях.
CK_SESSION_HANDLE hSession = NULL_PTR; // Хэндл открытой сессии
...
/* Открыть RW сессию в первом доступном слоте */
printf("Opening Session");
rv = pFunctionList->C_OpenSession(aSlots[0], // Идентификатор слота
CKF_SERIAL_SESSION | CKF_RW_SESSION, // Флаги сессии
NULL_PTR,
NULL_PTR,
&hSession); // Хэндл сессии
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
...
/* Закрыть все открытые сессии в слоте */
printf("C_CloseAllSession");
rv = pFunctionList->C_CloseAllSessions(aSlots[0]);
if (rvTemp != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
hSession = NULL_PTR;
Получение и сброс прав доступа
В PKCS#11 доступны две глобальные роли: CKU_USER – пользователь Рутокен, CKU_SO – администратор Рутокен. Помимо них, устройства Рутокен ЭЦП имеют локальные роли, про которые можно ознакомиться в разделе Установка и смена локального PIN-кода.
Для аутентификации предварительно необходимо открыть сессию.
/* DEMO PIN-код Пользователя Рутокен */
CK_UTF8CHAR USER_PIN[] = {'1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8'};
...
/* Выполнить аутентификацию Пользователя */
printf("Logging in");
rv = pFunctionList->C_Login(hSession, // Хэндл сессии
CKU_USER, // Тип пользователя
USER_PIN, // PIN-код пользователя
sizeof(USER_PIN)); // Длина PIN-кода
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
...
/*Сбросить права доступа */
printf("Logging out");
rv = pFunctionList->C_Logout(hSession);
if ((rv == CKR_OK) || (rv == CKR_USER_NOT_LOGGED_IN))
printf(" -> OK\n");
else
printf(" -> Failed\n");
Управление объектами на токене
Общие атрибуты объектов
Стандарт PKCS#11 различает несколько классов объектов. Объекты содержат набор атрибутов, каждый из которых имеет только одно определенное значение.
Атрибут CKA_TOKEN определяет, будет ли созданный объект храниться только в рамках текущей сессии (значение CK_FALSE), или будет сохранен в памяти Рутокен (значение CK_TRUE). Сессионный объект будет уничтожен автоматически при закрытии сессии, а сохраненный на токене доступен вплоть до физического удаления объекта.
Атрибут CKA_PRIVATE определяет доступность объекта. Пользователь не имеет доступа к приватному объекту (значение CK_TRUE) до тех пор, пока не выполнит аутентификацию на токене. Публичный же объект доступен без аутентификации (значение CK_FALSE).
Атрибут CKA_MODIFIABLE отвечает за возможность изменения атрибутов объекта после его создания. По умолчанию атрибут принимает значение CK_TRUE, при котором редактирование атрибутов объекта становится возможным. Значение CK_FALSE означает, что созданный объект будет доступен «только для чтения» и значения атрибутов объекта после его создания не могут быть изменены.
Сгенерированные устройствами Рутокен закрытые и секретные ключевые объекты в целях безопасности является неизвлекаемыми. Это означает, что значение ключа (значение атрибута CKA_VALUE) невозможно получить через функцию C_GetAttributeValue(). Все криптографические операции с такими ключами производятся внутри устройства без передачи значения ключа наружу.
Создание объекта на токене
Для создания объектов на токене предназначена функция C_CreateObject(). В нее передается предварительно созданный шаблон с атрибутами создаваемого объекта, размер шаблона и хэндл открытой сессии с правами Пользователя. Функция возвращает хэндл созданного с указанными атрибутами объекта.
Устройства Рутокен, сертифицированные ФСБ, не поддерживают создание (импорт) ключей функцией C_CreateObject по алгоритмам ГОСТ 28147-89, ГОСТ 34.10-2001 и ГОСТ 34.10-2012 в долговременную память (с флагом CKA_TOKEN = TRUE).
CK_OBJECT_CLASS ocData = CKO_DATA;
CK_UTF8CHAR label[] = "Data object sample";
CK_UTF8CHAR application[] = "Rutoken Control Panel";
CK_BYTE data[] = "Sample data";
CK_BBOOL true = CK_TRUE;
CK_ATTRIBUTE attrDataTmpl[] = {
{CKA_CLASS, &ocData, sizeof(ocData)},
{CKA_LABEL, label, sizeof(label)-1},
{CKA_VALUE, data, sizeof(data)},
{CKA_APPLICATION, application, sizeof(application)-1},
{CKA_TOKEN, &true, sizeof(true )}
};
CK_OBJECT_HANDLE hData; // Хэндл созданного объекта типа CKO_DATA
...
printf("Create object");
rv = pFunctionList->C_CreateObject( hSession, // Открытая с правами Пользователя сессия
attrDataTmpl, // Шаблон с атрибутами создаваемого объекта
arraysize(attrDataTmpl),// Размер шаблона
&hData); // Возвращаемый хэндл созданного объекта
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
Импорт объектов на токен
Для импорта объектов также используется функция C_CreateObject(). В нее передается предварительно созданный шаблон с атрибутами импортируемого объекта (в том числе и значением CKA_VALUE), размер шаблона и хэндл открытой сессии с правами Пользователя. Функция возвращает хэндл созданного с указанными атрибутами объекта.
Устройства Рутокен, сертифицированные ФСБ, не поддерживают создание (импорт) ключей функцией C_CreateObject по алгоритмам ГОСТ 28147-89, ГОСТ 34.10-2001 и ГОСТ 34.10-2012 в долговременную память (с флагом CKA_TOKEN = TRUE).
/* Значение сертификата ключа подписи */
CK_BYTE cbCertificate[] = { 0x30, 0x82, 0x03, 0x36, 0x30, 0x82, 0x02, 0xe5,
0xa0, 0x03, 0x02, 0x01, 0x02, 0x02, 0x0a, 0x24,
0xa5, 0x24, 0x63, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0xa7,
0x15, 0x30, 0x08, 0x06, 0x06, 0x2a, 0x85, 0x03,
0x02, 0x02, 0x03, 0x30, 0x65, 0x31, 0x20, 0x30,
0x1e, 0x06, 0x09, 0x2a, 0x86, 0x48, 0x86, 0xf7,
0x0d, 0x01, 0x09, 0x01, 0x16, 0x11, 0x69, 0x6e,
0x66, 0x6f, 0x40, 0x63, 0x72, 0x79, 0x70, 0x74,
0x6f, 0x70, 0x72, 0x6f, 0x2e, 0x72, 0x75, 0x31,
0x0b, 0x30, 0x09, 0x06, 0x03, 0x55, 0x04, 0x06,
0x13, 0x02, 0x52, 0x55, 0x31, 0x13, 0x30, 0x11,
0x06, 0x03, 0x55, 0x04, 0x0a, 0x13, 0x0a, 0x43,
0x52, 0x59, 0x50, 0x54, 0x4f, 0x2d, 0x50, 0x52,
0x4f, 0x31, 0x1f, 0x30, 0x1d, 0x06, 0x03, 0x55,
0x04, 0x03, 0x13, 0x16, 0x54, 0x65, 0x73, 0x74,
0x20, 0x43, 0x65, 0x6e, 0x74, 0x65, 0x72, 0x20,
0x43, 0x52, 0x59, 0x50, 0x54, 0x4f, 0x2d, 0x50,
0x52, 0x4f, 0x30, 0x1e, 0x17, 0x0d, 0x31, 0x31,
0x31, 0x31, 0x32, 0x32, 0x31, 0x30, 0x31, 0x33,
0x34, 0x32, 0x5a, 0x17, 0x0d, 0x31, 0x34, 0x31,
0x30, 0x30, 0x34, 0x30, 0x37, 0x30, 0x39, 0x34,
0x31, 0x5a, 0x30, 0x65, 0x31, 0x10, 0x30, 0x0e,
0x06, 0x03, 0x55, 0x04, 0x03, 0x13, 0x07, 0x49,
0x76, 0x61, 0x6e, 0x6f, 0x66, 0x66, 0x31, 0x0b,
0x30, 0x09, 0x06, 0x03, 0x55, 0x04, 0x06, 0x13,
0x02, 0x52, 0x55, 0x31, 0x14, 0x30, 0x12, 0x06,
0x03, 0x55, 0x04, 0x05, 0x13, 0x0b, 0x31, 0x32,
0x33, 0x31, 0x32, 0x33, 0x31, 0x32, 0x33, 0x31,
0x32, 0x31, 0x1d, 0x30, 0x1b, 0x06, 0x09, 0x2a,
0x86, 0x48, 0x86, 0xf7, 0x0d, 0x01, 0x09, 0x01,
0x16, 0x0e, 0x69, 0x76, 0x61, 0x6e, 0x6f, 0x76,
0x40, 0x6d, 0x61, 0x69, 0x6c, 0x2e, 0x72, 0x75,
0x31, 0x0f, 0x30, 0x0d, 0x06, 0x03, 0x55, 0x04,
0x08, 0x13, 0x06, 0x4d, 0x6f, 0x73, 0x63, 0x6f,
0x77, 0x30, 0x63, 0x30, 0x1c, 0x06, 0x06, 0x2a,
0x85, 0x03, 0x02, 0x02, 0x13, 0x30, 0x12, 0x06,
0x07, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x02, 0x02, 0x23, 0x01,
0x06, 0x07, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x02, 0x02, 0x1e,
0x01, 0x03, 0x43, 0x00, 0x04, 0x40, 0xfb, 0x3c,
0xdc, 0x59, 0xc3, 0x9c, 0x4a, 0x43, 0x89, 0x87,
0xc7, 0xd7, 0xfe, 0x50, 0x19, 0xb3, 0x0c, 0x8b,
0x76, 0x97, 0xa9, 0xdf, 0xb7, 0xca, 0x2c, 0x6c,
0x3b, 0xa9, 0x13, 0xf4, 0xe0, 0x69, 0x02, 0x59,
0x92, 0x47, 0x21, 0x1a, 0xef, 0x90, 0x61, 0x91,
0x40, 0x30, 0xdd, 0x7c, 0xb0, 0x4f, 0x64, 0x5f,
0x24, 0x9a, 0xf1, 0xd6, 0x0f, 0xa9, 0xf0, 0x86,
0xd9, 0x35, 0x2b, 0x3e, 0xf2, 0xf3, 0xa3, 0x82,
0x01, 0x73, 0x30, 0x82, 0x01, 0x6f, 0x30, 0x0b,
0x06, 0x03, 0x55, 0x1d, 0x0f, 0x04, 0x04, 0x03,
0x02, 0x04, 0xf0, 0x30, 0x26, 0x06, 0x03, 0x55,
0x1d, 0x25, 0x04, 0x1f, 0x30, 0x1d, 0x06, 0x07,
0x2a, 0x85, 0x03, 0x02, 0x02, 0x22, 0x06, 0x06,
0x08, 0x2b, 0x06, 0x01, 0x05, 0x05, 0x07, 0x03,
0x02, 0x06, 0x08, 0x2b, 0x06, 0x01, 0x05, 0x05,
0x07, 0x03, 0x04, 0x30, 0x1d, 0x06, 0x03, 0x55,
0x1d, 0x0e, 0x04, 0x16, 0x04, 0x14, 0x8a, 0x24,
0x35, 0x74, 0x6b, 0xf7, 0x91, 0x17, 0x92, 0xb2,
0xcf, 0x8f, 0x63, 0x87, 0xb7, 0x69, 0x06, 0xe1,
0x71, 0xf2, 0x30, 0x1f, 0x06, 0x03, 0x55, 0x1d,
0x23, 0x04, 0x18, 0x30, 0x16, 0x80, 0x14, 0x6d,
0x8f, 0x5e, 0x05, 0xd9, 0x5f, 0xac, 0x91, 0x17,
0x94, 0x1e, 0x95, 0x9a, 0x05, 0x30, 0x38, 0x37,
0x7a, 0x10, 0x2a, 0x30, 0x55, 0x06, 0x03, 0x55,
0x1d, 0x1f, 0x04, 0x4e, 0x30, 0x4c, 0x30, 0x4a,
0xa0, 0x48, 0xa0, 0x46, 0x86, 0x44, 0x68, 0x74,
0x74, 0x70, 0x3a, 0x2f, 0x2f, 0x77, 0x77, 0x77,
0x2e, 0x63, 0x72, 0x79, 0x70, 0x74, 0x6f, 0x70,
0x72, 0x6f, 0x2e, 0x72, 0x75, 0x2f, 0x43, 0x65,
0x72, 0x74, 0x45, 0x6e, 0x72, 0x6f, 0x6c, 0x6c,
0x2f, 0x54, 0x65, 0x73, 0x74, 0x25, 0x32, 0x30,
0x43, 0x65, 0x6e, 0x74, 0x65, 0x72, 0x25, 0x32,
0x30, 0x43, 0x52, 0x59, 0x50, 0x54, 0x4f, 0x2d,
0x50, 0x52, 0x4f, 0x28, 0x32, 0x29, 0x2e, 0x63,
0x72, 0x6c, 0x30, 0x81, 0xa0, 0x06, 0x08, 0x2b,
0x06, 0x01, 0x05, 0x05, 0x07, 0x01, 0x01, 0x04,
0x81, 0x93, 0x30, 0x81, 0x90, 0x30, 0x33, 0x06,
0x08, 0x2b, 0x06, 0x01, 0x05, 0x05, 0x07, 0x30,
0x01, 0x86, 0x27, 0x68, 0x74, 0x74, 0x70, 0x3a,
0x2f, 0x2f, 0x77, 0x77, 0x77, 0x2e, 0x63, 0x72,
0x79, 0x70, 0x74, 0x6f, 0x70, 0x72, 0x6f, 0x2e,
0x72, 0x75, 0x2f, 0x6f, 0x63, 0x73, 0x70, 0x6e,
0x63, 0x2f, 0x6f, 0x63, 0x73, 0x70, 0x2e, 0x73,
0x72, 0x66, 0x30, 0x59, 0x06, 0x08, 0x2b, 0x06,
0x01, 0x05, 0x05, 0x07, 0x30, 0x02, 0x86, 0x4d,
0x68, 0x74, 0x74, 0x70, 0x3a, 0x2f, 0x2f, 0x77,
0x77, 0x77, 0x2e, 0x63, 0x72, 0x79, 0x70, 0x74,
0x6f, 0x70, 0x72, 0x6f, 0x2e, 0x72, 0x75, 0x2f,
0x43, 0x65, 0x72, 0x74, 0x45, 0x6e, 0x72, 0x6f,
0x6c, 0x6c, 0x2f, 0x70, 0x6b, 0x69, 0x2d, 0x73,
0x69, 0x74, 0x65, 0x5f, 0x54, 0x65, 0x73, 0x74,
0x25, 0x32, 0x30, 0x43, 0x65, 0x6e, 0x74, 0x65,
0x72, 0x25, 0x32, 0x30, 0x43, 0x52, 0x59, 0x50,
0x54, 0x4f, 0x2d, 0x50, 0x52, 0x4f, 0x28, 0x32,
0x29, 0x2e, 0x63, 0x72, 0x74, 0x30, 0x08, 0x06,
0x06, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x02, 0x02, 0x03, 0x03,
0x41, 0x00, 0x2b, 0xd2, 0xfe, 0x64, 0x54, 0x3a,
0xe1, 0xf6, 0x89, 0x75, 0xfe, 0xbb, 0xa6, 0x29,
0xed, 0x0b, 0x92, 0xc0, 0xa4, 0x84, 0x15, 0x59,
0x23, 0x12, 0x08, 0xbb, 0xd3, 0xab, 0x8e, 0x2e,
0x75, 0xb9, 0xbf, 0x9e, 0xd1, 0x9d, 0x1e, 0xf9,
0x6a, 0x24, 0xed, 0xb8, 0x58, 0x15, 0x1f, 0x03,
0x11, 0xfa, 0xd3, 0x85, 0xf1, 0x34, 0x96, 0xac,
0x20, 0x8e, 0xdd, 0xad, 0x4e, 0xae, 0x55, 0x3e,
0x8d, 0xd1, 0xff,
};
/* Шаблон для импорта сертификата ключа подписи */
CK_ATTRIBUTE CertTmpl[] =
{
{ CKA_CLASS, &ocCert, sizeof(ocCert)}, // Объект сертификата
{ CKA_ID, &KeyPairIDGOST1, sizeof(KeyPairIDGOST1) - 1}, // Идентификатор сертификата
{ CKA_TOKEN, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Сертификат является объектом токена
{ CKA_PRIVATE, &bFalse, sizeof(bFalse)}, // Сертификат доступен без авторизации на токене
{ CKA_VALUE, &cbCertificate, sizeof(cbCertificate)} // Значение сертификата
};
CK_OBJECT_HANDLE hCert; // Хэндл сертификата
printf("Import certificate");
rv = pFunctionList->C_CreateObject( hSession, // Открытая с правами Пользователя сессия
CertTmpl, // Шаблон с атрибутами создаваемого объекта
arraysize(CertTmpl),// Размер шаблона
&hCert); // Возвращаемый хэндл созданного объекта
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
Поиск объектов на токене
Для поиска объектов на токене предназначены три функции C_FindObjectsInit(), C_FindObjects() и C_FindObjectsFinal(). Сначала операция поиска инициализируется функцией C_FindObjectsInit(), в которую передается указатель шаблон атрибутов для поиска объекта и его размер, затем функция C_FindObjects() выполняет поиск объектов согласно заданным атрибутам и возвращает хэндлы всех найденных объектов в массиве. C_FindObjectsFinal() завершает процедуру поиска.
/* Шаблон для поиска симметричного ключа ГОСТ 28147-89 */
CK_ATTRIBUTE attrGOST28147SecKey[] =
{
{ CKA_ID, &SecKeyID, sizeof(SecKeyID) - 1} // Критерий поиска - идентификатор ключа
};
CK_OBJECT_HANDLE_PTR phObject = NULL_PTR; // Указатель на массив хэндлов объектов, соответствующих критериям поиска
CK_ULONG ulObjectCount = 0; // Количество хэндлов объектов в массиве
CK_RV rvTemp = CKR_OK; // Вспомогательная переменная для хранения кода возврата
while (TRUE)
{
...
while(TRUE)
{
/* Инициализировать операцию поиска */
printf("C_FindObjectsInit");
rv = pFunctionList->C_FindObjectsInit(hSession, // Хэндл сессии, открытой с правами Пользователя
attrGOST28147SecKey, // Шаблон для поиска с атрибутами объекта
arraysize(attrGOST28147SecKey)); // Количество строк в шаблоне
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Найти все объекты, соответствующие критериям поиска */
printf("C_FindObjects");
// Считаем, что максимальное количество объектов не превышает 100
phObject = (CK_OBJECT_HANDLE*)malloc(100 * sizeof(CK_OBJECT_HANDLE));
if (phObject == NULL)
{
printf("Memory allocation for aSlots failed! \n");
break;
}
memset(phObject,
0,
(100 * sizeof(CK_OBJECT_HANDLE)));
rv = pFunctionList->C_FindObjects(hSession, // Хэндл открытой сессии
phObject, // Указатель на массив хэндлов найденных объектов
100, // Максимальное количество хэндлов найденных объектов
pulObjectCount); // Фактическое количество найденных объектов
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
break;
}
/* Деинициализировать операцию поиска */
printf("C_FindObjectsFinal");
rvTemp = pFunctionList->C_FindObjectsFinal(hSession); // Хэндл открытой сессии
if (rvTemp != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
if (rv == CKR_OK)
printf("Search has been completed.\n"
"Objects found: %d \n",
(int)ulObjectCount);
else
{
printf("Search failed!\n");
if (phObject)
{
free(phObject);
phObject = NULL_PTR;
ulObjectCount = 0;
}
}
break;
}
Чтение и изменение объектов
Для чтения атрибутов созданного объекта используется функция C_GetAttributeValue(). Если объекты или его атрибуты не являются защищенными от записи (например, значение атрибута CKA_MODIFIABLE равно CK_TRUE), то значения атрибутов могут быть изменены функцией C_SetAttributeValue().
Сгенерированные устройствами Рутокен закрытые и секретные ключевые объекты в целях безопасности является неизвлекаемыми. Это означает, что значение ключа (значение атрибута CKA_VALUE) невозможно получить через функцию C_GetAttributeValue(). Все криптографические операции с такими ключами производятся внутри устройства без извлечения ключа и передачи его значения наружу.
CK_BYTE new_data[] = "Sample Rutoken data";
CK_ATTRIBUTE attrDataReadTmpl[] = {CKA_VALUE, NULL_PTR, NULL};
CK_ATTRIBUTE attrDataEditTmpl[] = {CKA_VALUE, new_data, sizeof(new_data)};
while(true)
{
...
/* Изменить значение объекта */
printf("Setting object value");
rv = pFunctionList->C_SetAttributeValue(hSession, // Хэндл открытой с правами Пользователя сессии
hData, // Хэндл объекта ключа
&attrDataEditTmpl, // Шаблон изменения значения атрибута
1); // Количество атрибутов в шаблоне
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Получить размер буфера для хранения значения атрибута CKA_VALUE*/
printf("Getting object value size");
rv = pFunctionList->C_GetAttributeValue(hSession, // Хэндл открытой с правами Пользователя сессии
hData, // Хэндл объекта ключа
&attrDataReadTmpl, // Шаблон получения значения атрибута
1); // Количество атрибутов в шаблоне
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Выделить необходимое количество памяти для значения атрибута */
attrDataReadTmpl.pValue = (CK_BYTE*)malloc(attrDataReadTmpl.ulValueLen);
if (attrDataReadTmpl.pValue == NULL)
{
printf("Memory allocation for attrDataReadTmpl failed! \n");
break;
}
memset(attrDataReadTmpl.pValue,
0,
(attrDataReadTmpl.ulValueLen * sizeof(CK_BYTE)));
/* Получить значение объекта */
printf("Getting object value");
rv = pFunctionList->C_GetAttributeValue(hSession, // Хэндл открытой с правами Пользователя сессии
hData, // Хэндл объекта ключа
&attrDataReadTmpl, // Шаблон получения значения атрибута
1); // Количество атрибутов в шаблоне
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Распечатать буфер со значением объекта */
printf("Data is:\n");
for (i = 0;
i < attrDataReadTmpl.ulValueLen;
i++)
printf("%s", attrDataReadTmpl.pValue[i]);
break;
}
if (attrDataReadTmpl.pValue)
{
free(attrDataReadTmpl.pValue);
attrDataReadTmpl.pValue = NULL_PTR;
attrDataReadTmpl.ulValueLen= 0;
}
Удаление объектов на токене
Для удаления объекта на токене необходимо знать его хэндл, который следует передать в функцию C_DestroyObject() (предварительно должна быть открыта сессия с правами Пользователя). Если хэндл объекта неизвестен, то по любому известному атрибуту объекта можно получить его хэндл через группу функций C_FindObjectsInit(), C_FindObjects() и C_FindObjectsFinal().
/* Удалить все найденные объекты */
for (i = 0;
i < ulObjectCount;
i++)
{
printf(" C_DestroyObject %d", (int)(i + 1));
rv = pFunctionList->C_DestroyObject(hSession, // Открытая с правами Пользователя сессия
phObject[i]); // Массив хэндлов объектов для удаления
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
}
if (ulObjectCount != 0)
printf("Destruction objects has been completed successfully.\n");
free(phObject);
phObject = NULL_PTR;
ulObjectCount = 0;
Генерация ключевой пары
Атрибуты ключевых объектов
Все поддерживаемые устройствами Рутокен атрибуты объектов представлены в разделе Объекты PKCS #11.
Поддерживаемые типы ключей
Устройства Рутокен поддерживают следующие типы ключей асимметричной криптографии (CK_KEY_TYPE) :
CKK_GOSTR3410для ключей ГОСТ Р 34.10-2001 и ГОСТ Р 34.10-2012 (256 бит),CKK_GOSTR3410_512для ключей ГОСТ Р 34.10-2012 (512 бит),CKK_RSAдля ключей RSA.
Примеры шаблонов ключей ГОСТ Р 34.10-2012
Ниже представлены примеры шаблонов закрытого и открытого ключа ГОСТ Р 34.10-2012 с пояснениями.
CK_OBJECT_CLASS ocPrivKey = CKO_PRIVATE_KEY;
CK_UTF8CHAR PrivKeyLabel[] = {"GOST Private Key"};
CK_BYTE KeyPairID[] = {"GOST keypair"};
CK_KEY_TYPE keyTypeGostR3410 = CKK_GOSTR3410; // Для закрытого ключа длиной 256 бит
CK_KEY_TYPE keyTypeGostR3410_512 = CKK_GOSTR3410_512; // Для закрытого ключа длиной 512 бит
CK_BBOOL bTrue = CK_TRUE;
/* Набор параметров КриптоПро A алгоритма ГОСТ Р 34.10-2012(256) */
CK_BYTE parametersGostR3410_2012_256[] = { 0x06, 0x07, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x02, 0x02, 0x23, 0x01 };
/* Набор параметров КриптоПро A алгоритма ГОСТ Р 34.10-2012(512) */
CK_BYTE parametersGostR3410_2012_512[] = { 0x06, 0x09, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x07, 0x01, 0x02, 0x01, 0x02, 0x01 };
/* Набор параметров КриптоПро алгоритма ГОСТ Р 34.11-2012(256) */
CK_BYTE parametersGostR3411_2012_256[] = { 0x06, 0x08, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x07, 0x01, 0x01, 0x02, 0x02 };
/* Набор параметров КриптоПро алгоритма ГОСТ Р 34.11-2012(512) */
CK_BYTE parametersGostR3411_2012_512[] = { 0x06, 0x08, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x07, 0x01, 0x01, 0x02, 0x03 };
CK_ATTRIBUTE GOST34_10_2012_256_PrivateKey[] = { // Шаблон для ключа длиной 256 бит
{ CKA_CLASS, &ocPrivKey, sizeof(ocPrivKey)}, // Объект закрытого ключа
{ CKA_LABEL, &PrivKeyLabel, sizeof(PrivKeyLabel) - 1}, // Метка ключа
{ CKA_ID, &KeyPairID, sizeof(KeyPairID) - 1}, // Идентификатор ключевой пары #1 (должен совпадать у открытого и закрытого ключей)
{ CKA_KEY_TYPE, &keyTypeGostR3410, sizeof(keyTypeGostR3410)}, // Тип ключа
{ CKA_TOKEN, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ является объектом токена
{ CKA_PRIVATE, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ доступен только после авторизации на токене
{ CKA_DERIVE, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ поддерживает деривацию (из него могут быть получены другие ключи)
{ CKA_GOSTR3410_PARAMS, parametersGostR3410_2012_256, sizeof(parametersGostR3410_2012_256)}, // Параметры алгоритма
{ CKA_GOSTR3411_PARAMS, parametersGostR3411_2012_256, sizeof(parametersGostR3411_2012_256)} // Параметры алгоритма ГОСТ Р 34.11-2012(256)
};
CK_ATTRIBUTE GOST34_10_2012_512_PrivateKey[] = { // Шаблон для ключа длиной 512 бит
{ CKA_CLASS, &ocPrivKey, sizeof(ocPrivKey)}, // Объект закрытого ключа
{ CKA_LABEL, &PrivKeyLabel, sizeof(PrivKeyLabel) - 1}, // Метка ключа
{ CKA_ID, &KeyPairID, sizeof(KeyPairID) - 1}, // Идентификатор ключевой пары #1 (должен совпадать у открытого и закрытого ключей)
{ CKA_KEY_TYPE, &keyTypeGostR3410_512, sizeof(keyTypeGostR3410)_512}, // Тип ключа
{ CKA_TOKEN, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ является объектом токена
{ CKA_PRIVATE, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ доступен только после авторизации на токене
{ CKA_DERIVE, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ поддерживает деривацию (из него могут быть получены другие ключи)
{ CKA_GOSTR3410_PARAMS, parametersGostR3410_2012_512, sizeof(parametersGostR3410_2012_512)}, // Параметры алгоритма
{ CKA_GOSTR3411_PARAMS, parametersGostR3411_2012_512, sizeof(parametersGostR3411_2012_512)} // Параметры алгоритма ГОСТ Р 34.11-2012(512)
};
CK_OBJECT_CLASS ocPubKey = CKO_PUBLIC_KEY;
CK_UTF8CHAR PubKeyLabel[] = {"GOST Public Key"};
CK_BYTE KeyPairID[] = {"GOST keypair"};
CCK_KEY_TYPE keyTypeGostR3410 = CKK_GOSTR3410; // Для закрытого ключа длиной 256 бит
CK_KEY_TYPE keyTypeGostR3410_512 = CKK_GOSTR3410_512; // Для закрытого ключа длиной 512 бит
CK_BBOOL bTrue = CK_TRUE;
CK_BBOOL bFalse = CK_FALSE;
/* Набор параметров КриптоПро A алгоритма ГОСТ Р 34.10-2012(256) */
CK_BYTE parametersGostR3410_2012_256[] = { 0x06, 0x07, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x02, 0x02, 0x23, 0x01 };
/* Набор параметров КриптоПро A алгоритма ГОСТ Р 34.10-2012(512) */
CK_BYTE parametersGostR3410_2012_512[] = { 0x06, 0x09, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x07, 0x01, 0x02, 0x01, 0x02, 0x01 };
/* Набор параметров КриптоПро алгоритма ГОСТ Р 34.11-2012(256) */
CK_BYTE parametersGostR3411_2012_256[] = { 0x06, 0x08, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x07, 0x01, 0x01, 0x02, 0x02 };
/* Набор параметров КриптоПро алгоритма ГОСТ Р 34.11-2012(512) */
CK_BYTE parametersGostR3411_2012_512[] = { 0x06, 0x08, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x07, 0x01, 0x01, 0x02, 0x03 };
CK_ATTRIBUTE GOST34_10_2012_256_PublicKey[] = { // Шаблон для открытого ключа, соответствуюзего закрытому длиной 256 бит
{ CKA_CLASS, &ocPubKey, sizeof(ocPubKey)}, // Объект открытого ключа
{ CKA_LABEL, &PubKeyLabel, sizeof(PubKeyLabel)-1}, // Метка ключа
{ CKA_ID, &KeyPairID, sizeof(KeyPairID)-1}, // Идентификатор ключевой пары
{ CKA_KEY_TYPE, &keyTypeGostR3410, sizeof(keyTypeGostR3410)}, // Тип ключа
{ CKA_TOKEN, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ является объектом токена
{ CKA_PRIVATE, &bFalse, sizeof(bFalse)}, // Ключ доступен без авторизации на токене
{ CKA_DERIVE, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ поддерживает деривацию (из него могут быть получены другие ключи)
{ CKA_GOSTR3410_PARAMS, paramsGostR3410, sizeof(paramsGostR3410)}, // Параметры алгоритма
{ CKA_GOSTR3411_PARAMS, paramsGostR3411_256, sizeof(paramsGostR3411_256)} // Параметры алгоритма
};
CK_ATTRIBUTE GOST34_10_2012_512_PublicKey[] = { // Шаблон для открытого ключа, соответствуюзего закрытому длиной 512бит
{ CKA_CLASS, &ocPubKey, sizeof(ocPubKey)}, // Объект открытого ключа
{ CKA_LABEL, &PubKeyLabel, sizeof(PubKeyLabel)-1}, // Метка ключа
{ CKA_ID, &KeyPairID, sizeof(KeyPairID)-1}, // Идентификатор ключевой пары
{ CKA_KEY_TYPE, &keyTypeGostR3410_512, sizeof(keyTypeGostR3410_512)}, // Тип ключа
{ CKA_TOKEN, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ является объектом токена
{ CKA_PRIVATE, &bFalse, sizeof(bFalse)}, // Ключ доступен без авторизации на токене
{ CKA_DERIVE, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ поддерживает деривацию (из него могут быть получены другие ключи)
{ CKA_GOSTR3410_PARAMS, parametersGostR3410_2012_512, sizeof(parametersGostR3410_2012_512)}, // Параметры алгоритма
{ CKA_GOSTR3411_PARAMS, parametersGostR3411_2012_512, sizeof(parametersGostR3411_2012_512)} // Параметры алгоритма ГОСТ Р 34.11-2012(512)
};
Поддерживаемые механизмы генерации ключей
Устройства Рутокен поддерживают следующие механизмы генерации ключевой пары:
CKM_GOSTR3410_KEY_PAIR_GENдля генерации ключевой пары ГОСТ Р 34.10.2001 и ГОСТ Р 34.10.2012 с длиной ключа 256 бит,CKM_GOSTR3410_512_KEY_PAIR_GENдля генерации ключевой пары ГОСТ Р 34.10.2012 с длиной ключа 512 бит,CKM_RSA_PKCS_KEY_PAIR_GENдля генерации ключевой пары RSA.
Пример генерации ключевой пары
Предварительно должна быть открыта сессия чтения/записи с авторизацией с правами пользователя Рутокен.
/* Вычисление размера массива */
#define arraysize(a) (sizeof(a)/sizeof(a[0]))
CK_MECHANISM gostR3410_256KeyPairGenMech = {CKM_GOSTR3410_KEY_PAIR_GEN, NULL_PTR, 0}; // Механизм генерации ключевой пары ГОСТ Р 34.10-2012(256)
CK_MECHANISM gostR3410_512KeyPairGenMech = {CKM_GOSTR3410_512_KEY_PAIR_GEN, NULL_PTR, 0}; // Механизм генерации ключевой пары ГОСТ Р 34.10-2012(512) */
CK_OBJECT_HANDLE hPublicKey_256 = NULL_PTR; // Хэндл открытого ключа
CK_OBJECT_HANDLE hPrivateKey_256 = NULL_PTR; // Хэндл закрытого ключа
CK_OBJECT_HANDLE hPublicKey_512 = NULL_PTR; // Хэндл открытого ключа
CK_OBJECT_HANDLE hPrivateKey_512 = NULL_PTR; // Хэндл закрытого ключа
...
printf("Generating 256 bit key pair");
rv = pFunctionList->C_GenerateKeyPair(hSession, // Хэндл открытой сессии
&gostR3410KeyPairGenMech, // Используемый механизм генерации ключевой пары
GOST34_10_2012_256_PublicKey, // Шаблон открытого ключа
arraysize(GOST34_10_2012_256_PublicKey), // Размер шаблона открытого ключа
GOST34_10_2012_256_PrivateKey, // Шаблон закрытого ключа
arraysize(GOST34_10_2012_256_PrivateKey), // Размер шаблона закрытого ключа
&hPublicKey_256, // Хэндл открытого ключа
&hPrivateKey_256); // Хэндл закрытого ключа
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
printf("Generating 512 bit key pair");
rv = pFunctionList->C_GenerateKeyPair(hSession, // Хэндл открытой сессии
&gostR3410_512KeyPairGenMech, // Используемый механизм генерации ключевой пары
GOST34_10_2012_512_PublicKey, // Шаблон открытого ключа
arraysize(GOST34_10_2012_512_PublicKey), // Размер шаблона открытого ключа
GOST34_10_2012_512_PrivateKey, // Шаблон закрытого ключа
arraysize(GOST34_10_2012_512_PrivateKey), // Размер шаблона закрытого ключа
&hPublicKey_512, // Хэндл открытого ключа
&hPrivateKey_512); // Хэндл закрытого ключа
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
Генерация секретного ключа
Атрибуты ключевых объектов
Все поддерживаемые устройствами Рутокен атрибуты объектов представлены в разделе Объекты секретных ключей.
Поддерживаемые типы ключей
Устройства Рутокен поддерживают следующие типы секретных ключей (CK_KEY_TYPE) :
CKK_GENERIC_SECRETдля абстрактных ключей произвольной длины,CKK_GOST28147для ключей ГОСТ 28147-89.
Примеры шаблона секретного ключа
CK_OBJECT_CLASS ocSecKey = CKO_SECRET_KEY;
CK_UTF8CHAR SecKeyLabel[] = {"GOST Secret Key"};
CK_BYTE SecKeyID[] = {"GOST Secret Key"};
CK_KEY_TYPE KeyType = CKK_GOST28147;
CK_BBOOL bTrue = CK_TRUE;
CK_BBOOL bFalse = CK_FALSE;
/* Набор параметров КриптоПро A алгоритма ГОСТ 28147-89 */
CK_BYTE GOST28147params[] = { 0x06, 0x07, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x02, 0x02, 0x1f, 0x01 };
CK_ATTRIBUTE attrGOST28147_89SecKey[] =
{
{ CKA_CLASS, &ocSeckey, sizeof(ocSeckey)}, // Объект секретного ключа ГОСТ 28147-89
{ CKA_LABEL, &SecKeyLabel, sizeof(SecKeyLabel) - 1}, // Метка ключа
{ CKA_ID, &SecKeyID, sizeof(SecKeyID) - 1}, // Идентификатор ключа
{ CKA_KEY_TYPE, &KeyType, sizeof(KeyType)}, // Тип ключа
{ CKA_ENCRYPT, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ предназначен для зашифрования
{ CKA_DECRYPT, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ предназначен для расшифрования
{ CKA_TOKEN, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ является объектом токена
{ CKA_PRIVATE, &bFalse, sizeof(bFalse)}, // Ключ доступен без авторизации на токене
{ CKA_GOST28147_PARAMS, GOST28147params, sizeof(GOST28147params)} // Параметры алгоритма
};
Поддерживаемые механизмы генерации ключей
Устройства Рутокен поддерживают следующие механизмы генерации секретного ключа:
CKM_GOST28147_KEY_GENдля генерации секретного ключа ГОСТ 28147-89 (библиотекой rtPKCS11ECP),CKM_GOST_KEY_GENдля генерации секретного ключа ГОСТ 28147-89 (библиотекой rtPKCS11).
Пример генерации секретного ключа
Для генерации секретного ключа предназначена функция C_GenerateKey(), в которую передается механизм генерации и шаблон ключа.
Предварительно должна быть открыта сессия чтения/записи с авторизацией с правами Пользователя.
/* Вычисление размера массива */
#define arraysize(a) (sizeof(a)/sizeof(a[0]))
CK_MECHANISM KeyGenMech = {CKM_GOST28147_KEY_GEN, NULL_PTR, 0}; // Генерация ключа ГОСТ 28147-89
CK_OBJECT_HANDLE hSecKey = NULL_PTR; // Хэндл cекретного ключа
...
printf("\n Generating key");
rv = pFunctionList->C_GenerateKey(hSession, // Хэндл открытой сессии
&KeyGenMech, // Используемый механизм генерации ключа
attrGOST28147_89SecKey, // Шаблон для создания секретного ключа
arraysize(attrGOST28147_89SecKey), // Размер шаблона секретного ключа
&hSecKey); // Хэндл секретного ключа
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
Выработка сеансового симметричного ключа
Функция C_DeriveKey позволяет получить одинаковый симметричный ключ для сеансовой связи на каждой из сторон, имея закрытый ключ одной стороны и открытый ключ другой стороны.()
Устройства Рутокен поддерживают следующие механизмы согласования ключей:
CKM_GOSTR3410_DERIVEдля алгоритма и ключей VKO GOST R 34.10-2001;CKM_GOSTR3410_12_DERIVEдля алгоритма и ключей VKO GOST R 34.10-2012 (256 и 512 бит).
Выработанный общий ключ согласно VKO GOST R 34.10-2001 может быть возвращен в одном из следующих форматов:
- не диверсифицированный Key Encryption Key (KEK)
- KEK, диверсифицированный по RFC-4357, п.6.5.
Выработанный общий ключ согласно VKO GOST R 34.10-2012 может быть возвращен только в формате не диверсифицированного Key Encryption Key (KEK).
Для получения сеансового ключ (CEK), зашифрованного на KEK с имитовставкой CEK, необходимо после получения ключа функцией C_DeriveKey() использовать функцию маскирования C_WrapKey().
Для выработки сеансового ключ (CEK) в оперативной памяти токена, зашифрованного на KEK с имитовставкой CEK, необходимо использовать функцию расширения C_EX_WrapKey().
Параметры механизма согласования ключей задаются отдельной структурой типа CK_GOSTR3410_DERIVE_PARAMS, которая содержит:
- флаг формата возвращаемого ключа (
CKD_NULLилиCKD_CPDIVERSIFY_KD), - значение открытого ключа второй стороны и его размер,
- вектор синхронизации и его длину.
Пример выработки общего ключа парной связи по алгоритму VKO GOST R 34.10-2012
#define DERIVE_PARAMS_256_LENGTH 84
/*************************************************************************
* Параметры для выработки ключа обмена по схеме VKO GOST R 34.10-2012-256*
* Содержат в себе данные по диверсификации ключа, открытый ключ и UKM *
*************************************************************************/
CK_BYTE deriveParameters2012_256[DERIVE_PARAMS_256_LENGTH] = { 0x00, };
const CK_ULONG keyLengthOffset = 4; // Смещение длины ключа в массиве
const CK_ULONG publicKeyValueOffset = 8; // Смещение значения ключа в массиве
const CK_ULONG ukmLengthOffset = 72; // Смещение длины UKM в массиве
const CK_ULONG ukmDataOffset = 76; // Смещение UKM в массиве
/*************************************************************************
* Функция записи четырёхбайтного значения длины в буфер *
*************************************************************************/
void ulongToBuffer(CK_BYTE_PTR buffer, CK_ULONG value)
{
buffer[0] = value & 0xFF;
buffer[1] = (value >> 8) & 0xFF;
buffer[2] = (value >> 16) & 0xFF;
buffer[3] = (value >> 24) & 0xFF;
}
/* Механизм выработки ключа обмена по алгоритму VKO GOST R 34.10-2012 */
CK_MECHANISM gostR3410_12DerivationMech = { CKM_GOSTR3410_12_DERIVE, NULL_PTR, 0 };
/* Значение открытого ключа получателя */
CK_BYTE cbPubRecipientKey[] = { FF 8D AB 7F 1C 0B 74 A5 AD 7F 0B 5F 8D 5B 3C 44
58 37 98 C9 25 86 40 7E EC 6E AF 00 CB 44 65 A5
22 9A 53 56 32 97 35 80 99 CA 1E 17 21 3A 96 0E
21 FB C6 0F 25 5B 5D 99 4E C4 5C 42 08 7D 06 04 };
CK_OBJECT_CLASS ocSecKey = CKO_SECRET_KEY;
CK_UTF8CHAR DerivedKeyLabel[] = {"Derived Key"};
CK_BYTE SecKeyID[] = {"GOST Secret Key"};
CK_KEY_TYPE KeyType = CKK_GOST28147;
CK_BBOOL bTrue = CK_TRUE;
CK_BBOOL bFalse = CK_FALSE;
/* Шаблон для создания общего ключа */
CK_ATTRIBUTE attrGOST28147DerivedKey[] =
{
{ CKA_CLASS, &ocSeckey, sizeof(ocSeckey)}, // Объект секретного ключа ГОСТ 28147-89
{ CKA_LABEL, &DerivedKeyLabel, sizeof(DerivedKeyLabel) - 1}, // Метка ключа
{ CKA_KEY_TYPE, &KeyType, sizeof(KeyType)}, // Тип ключа
{ CKA_TOKEN, &bFalse, sizeof(bFalse)}, // Ключ является объектом сессии
{ CKA_MODIFIABLE, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ может быть изменен после создания
{ CKA_PRIVATE, &bFalse, sizeof(bFalse)}, // Ключ доступен без авторизации
{ CKA_EXTRACTABLE, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ может быть извлечен и зашифрован
{ CKA_SENSITIVE, &bFalse, sizeof(bFalse)} // Ключ не может быть извлечен в открытом виде
};
CK_ATTRIBUTE attrDerivedKeyValue = {CKA_VALUE, NULL_PTR, 0}; // Структура данных типа CK_ATTRIBUTE для хранения значения атрибута CKA_VALUE
CK_OBJECT_HANDLE hDerivedKey_1 = NULL_PTR; // Хэндл выработанного на стороне отправителя общего ключа
CK_OBJECT_HANDLE hObject, // Хэндл объекта
/*************************************************************************
* Поместить в структуру типа CK_MECHANISM параметры, необходимые *
* для выработки ключа обмена *
*************************************************************************/
ulongToBuffer(deriveParameters2012_256, CKM_KDF_GOSTR3411_2012_256);
ulongToBuffer(deriveParameters2012_256 + keyLengthOffset, publicKeyValueSize);
memcpy(deriveParameters2012_256 + publicKeyValueOffset, publicKeyValue, publicKeyValueSize);
ulongToBuffer(deriveParameters2012_256 + ukmLengthOffset, ukmSize);
memcpy(deriveParameters2012_256 + ukmDataOffset, ukm, ukmSize);
gostR3410_12DerivationMech.pParameter = deriveParameters2012_256;
gostR3410_12DerivationMech.ulParameterLen = sizeof(deriveParameters2012_256);
/* Выработать общий ключ ГОСТ 28147-89 на основании закрытого ключа отправителя и открытого ключа получателя */
printf("C_DeriveKey");
rv = pFunctionList->C_DeriveKey(hSession, // Хэндл открытой с правами Пользователя сессии
&gostR3410_12DerivationMech, // Механизм ключевого обмена
hPrivateKey, // Хэндл закрытого ключа отправителя
attrGOST28147DerivedKey, // Шаблон создания общего ключа
arraysize(attrGOST28147DerivedKey), // Размер шаблона
&hDerivedKey_1); // Хэндл общего выработанного ключа
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
goto exit;
}
printf(" -> OK\n");
/* Получить размер буфера для хранения значения атрибута CKA_VALUE*/
printf("Getting object value size");
rv = pFunctionList->C_GetAttributeValue(hSession, // Хэндл открытой с правами Пользователя сессии
hDerivedKey_1, // Хэндл общего ключа
&attrDerivedKeyValue, // Шаблон получения значения атрибута
1); // Количество атрибутов в шаблоне
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
goto exit;
}
printf(" -> OK\n");
/* Выделить необходимое количество памяти для значения атрибута */
attrDerivedKeyValue.pValue = (CK_BYTE*)malloc(attrDerivedKeyValue.ulValueLen);
if (attrDerivedKeyValue.pValue == NULL)
{
printf("Memory allocation for attrDerivedKeyValue failed! \n");
goto exit;
}
memset(attrDerivedKeyValue.pValue,
0,
(attrDerivedKeyValue.ulValueLen * sizeof(CK_BYTE)));
/* Получить значение общего ключа ГОСТ 28147-89 */
printf("Getting object value");
rv = pFunctionList->C_GetAttributeValue(hSession, // Хэндл открытой с правами Пользователя сессии
hDerivedKey_1, // Хэндл общего ключа
&attrDerivedKeyValue, // Шаблон получения значения атрибута
1); // Количество атрибутов в шаблоне
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
goto exit;
}
printf(" -> OK\n");
/* Распечатать буфер со значением общего ключа ГОСТ 28147-89 */
printf("Derived key data is:\n");
for (i = 0;
i < attrDerivedKeyValue.ulValueLen;
i++)
{
printf("%02X ", attrDerivedKeyValue.pValue[i]);
if ((i + 1) % 8 == 0)
printf("\n");
}
exit:
if (ckDeriveParams.pPublicData)
{
free(ckDeriveParams.pPublicData);
ckDeriveParams.pPublicData = NULL_PTR;
ckDeriveParams.ulPublicDataLen = 0;
}
if (attrDerivedKeyValue.pValue)
{
free(attrDerivedKeyValue.pValue);
attrDerivedKeyValue.pValue = NULL_PTR;
attrDerivedKeyValue.ulValueLen= 0;
}
if (rv != CKR_OK)
{
pFunctionList->C_DestroyObject(hSession,
hDerivedKey_1);
hDerivedKey_1 = NULL_PTR;
}
if (rv != CKR_OK)
printf("\nDeriving failed!\n\n");
else
printf("Deriving has been completed successfully.\n\n");
Маскирование секретного ключа
Для маскирования (шифрования) симметричного ключа используются функция C_WrapKey() для маскирования и C_UnwrapKey() для обратной процедуры.
В этом примере мы генерируем случайным образом сессионный ключ (CEK), а затем маскируем его общим ключом KEK, полученным из функции C_Derive() .
/* Размер симметричного ключа ГОСТ 28147-89 в байтах */
#define GOST_28147_KEY_SIZE 0x20
/* Набор параметров КриптоПро A алгоритма ГОСТ 28147-89 */
CK_BYTE GOST28147params[] = { 0x06, 0x07, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x02, 0x02, 0x1f, 0x01 };
/* Параметры для механизма маскирования/демаскирования */
CK_GOSTR3410_KEY_WRAP_PARAMS ckWrapParams = { GOST28147params; // Указатель параметры (OID) алгоритма ГОСТ 28147-89 (используется только для C_WrapKey)
// Если NULL_PTR, то используется CKA_GOSTR3411PARAMS. Для C_UnwrapKey должно быть NULL_PTR
sizeof(GOST28147params); // Длина объектного идентификатора
cbUKM; // Вектор инициализации (синхропосылки), если NULL_PTR -- используется случайное значение длиной 8 байт
arraysize(cbUKM); // Длина синхропосылки (в байтах, кратно 8)
hKey; // Хэндл ключа
}
/* Механизм для маскирования/демаскирования ключа */
CK_MECHANISM ckmWrapMech = {CKM_GOST28147_KEY_WRAP, NULL_PTR, 0};
CK_OBJECT_CLASS ocSecKey = CKO_SECRET_KEY;
CK_UTF8CHAR WrapKeyLabel[] = {"GOST Wrapped Key"};
CK_UTF8CHAR UnWrapKeyLabel[]= {"GOST Unwrapped Key"};
CK_KEY_TYPE KeyType = CKK_GOST28147;
CK_BBOOL bTrue = CK_TRUE;
CK_BBOOL bFalse = CK_FALSE;
/* Шаблон маскируемого ключа */
CK_ATTRIBUTE attrGOST28147KeyToWrap[] =
{
{ CKA_CLASS, &ocSeckey, sizeof(ocSeckey)}, // Объект секретного ключа ГОСТ 28147-89
{ CKA_LABEL, &WrapKeyLabel, sizeof(WrapKeyLabel) - 1 }, // Метка ключа
{ CKA_KEY_TYPE, &KeyType, sizeof(KeyType)}, // Тип ключа
{ CKA_TOKEN, &bFalse, sizeof(bFalse)}, // Ключ является объектом сессии
{ CKA_MODIFIABLE, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ может быть изменен после создания
{ CKA_PRIVATE, &bFalse, sizeof(bFalse)}, // Ключ доступен без авторизации
{ CKA_VALUE, NULL_PTR, 0}, // Значение ключа
{ CKA_EXTRACTABLE, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ может быть извлечен и зашифрован
{ CKA_SENSITIVE, &bFalse, sizeof(bFalse)} // Ключ не может быть извлечен в открытом виде
};
/* Шаблон демаскированного ключа */
CK_ATTRIBUTE attrGOST28147UnwrappedKey[] =
{
{ CKA_CLASS, &ocSeckey, sizeof(ocSeckey)}, // Объект секретного ключа ГОСТ 28147-89
{ CKA_LABEL, &UnWrapLabelGOST, sizeof(UnWrapLabelGOST) - 1}, // Метка ключа
{ CKA_KEY_TYPE, &KeyType, sizeof(KeyType)}, // Тип ключа
{ CKA_TOKEN, &bFalse, sizeof(bFalse)}, // Ключ является объектом сессии
{ CKA_MODIFIABLE, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ может быть изменен после создания
{ CKA_PRIVATE, &bFalse, sizeof(bFalse)}, // Ключ доступен без авторизации
{ CKA_EXTRACTABLE, &bTrue, sizeof(bTrue)}, // Ключ может быть извлечен и зашифрован
{ CKA_SENSITIVE, &bFalse, sizeof(bFalse)} // Ключ не может быть извлечен в открытом виде
};
/* Структура данных типа CK_ATTRIBUTE для хранения значения атрибута CKA_VALUE */
CK_ATTRIBUTE attrValue = {CKA_VALUE, NULL_PTR, 0};
CK_OBJECT_HANDLE hDerivedKey_2; // Хэндл выработанного на стороне получателя общего ключа
CK_BYTE_PTR pbtSessionKey = NULL_PTR; // Указатель на буфер, содержащий сессионный ключ
CK_BYTE_PTR pbtWrappedKey = NULL_PTR; // Указатель на буфер, содержащий маскированный на стороне отправителя сессионный ключ
CK_ULONG ulWrappedKeySize = 0; // Размер буфера со значением маскированного на стороне отправителя сессионного ключа, в байтах
CK_BYTE_PTR pbtUnwrappedKey = NULL_PTR; // Указатель на буфер, содержащий демаскированный на стороне получателя сессионный ключ
CK_ULONG ulUnwrappedKeySize = 0; // Размер буфера со значением демаскированного на стороне получателя сессионного ключа, в байтах
CK_OBJECT_HANDLE hTempKey = NULL_PTR; // Хэндл ключа, который будет маскироваться/демаскироваться
/*Установить параметры в структуре типа CK_MECHANISM для маскирования ключа*/
ckmWrapMech.ulParameterLen = 8;
GenerateRandomData(ckmWrapMech.ulParameterLen, (PBYTE *)&ckmWrapMech.pParameter);
/* Заполнить шаблон сессионного ключа случайными данными */
GenerateRandomData(GOST_28147_KEY_SIZE, &pbtSessionKey);
for (i = 0;
i < arraysize(attrGOST28147KeyToWrap);
i++)
if (attrGOST28147KeyToWrap[i].type == CKA_VALUE)
{
attrGOST28147KeyToWrap[i].pValue = pbtSessionKey;
attrGOST28147KeyToWrap[i].ulValueLen = GOST_28147_KEY_SIZE;
break;
}
/*************************************************************************
* Маскирование ключа *
*************************************************************************/
/* Создать ключ, который будет маскирован */
printf("Creating the GOST 28147-89 key to wrap");
rv = pFunctionList->C_CreateObject(hSession, // Хэндл сессии, открытой с правами Пользователя
attrGOST28147KeyToWrap, // Шаблон создаваемого ключа
arraysize(attrGOST28147KeyToWrap), // Размер шаблона
&hTempKey); // Хэндл созданного ключа
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
goto wrap_exit;
}
printf(" -> OK\n");
/* Получить размер буфера, содержащего значение маскированного ключа */
printf("Defining wrapping key size");
rv = pFunctionList->C_WrapKey(hSession, // Хэндл сессии, открытой с правами Пользователя
&ckmWrapMech, // Механизм маскирования
hDerivedKey_1, // Хэндл ключа, которым будет маскироваться ключ
hTempKey, // Хэндл ключа, который будет маскирован
NULL_PTR, // Указатель на буфер с маскированным ключом
&ulWrappedKeySize); // Размер маскированного ключа
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
goto wrap_exit;
}
printf(" -> OK\n");
pbtWrappedKey = (CK_BYTE*)malloc(ulWrappedKeySize);
if (pbtWrappedKey == NULL)
{
printf("Memory allocation for pbtWrappedKey failed! \n");
goto wrap_exit;
}
memset(pbtWrappedKey,
0,
ulWrappedKeySize * sizeof(CK_BYTE));
/* Получить маскированный ключ на стороне отправителя */
printf("Wrapping key");
rv = pFunctionList->C_WrapKey(hSession, // Хэндл сессии, открытой с правами Пользователя
&ckmWrapMech, // Механизм маскирования
hDerivedKey_1, // Хэндл ключа, которым будет маскироваться ключ
hTempKey, // Хэндл ключа, который будет маскирован
pbtWrappedKey, // Указатель на буфер с маскированным ключом
&ulWrappedKeySize); // Размер маскированного ключа
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
goto wrap_exit;
}
printf(" -> OK\n");
/* Распечатать буфер, содержащий маскированный ключ */
printf("Wrapped key data is:\n");
for (i = 0;
i < ulWrappedKeySize;
i++)
{
printf("%02X ", pbtWrappedKey[i]);
if ((i + 1) % 9 == 0)
printf("\n");
}
wrap_exit:
if (hTempKey)
{
pFunctionList->C_DestroyObject(hSession,
hTempKey);
hTempKey = NULL_PTR;
}
if (rv == CKR_OK)
printf("\nWrapping has been completed successfully.\n");
else
{
printf("\nWrapping failed!\n");
goto exit;
}
/*************************************************************************
* Демаскирование ключа *
*************************************************************************/
printf("Unwrapping key");
rv = pFunctionList->C_UnwrapKey(hSession, // Хэндл сессии, открытой с правами Пользователя
&ckmWrapMech, // Механизм маскирования
hDerivedKey_2, // Хэндл ключа, которым был маскирован ключ
pbtWrappedKey, // Указатель на буфер с маскированным ключом
ulWrappedKeySize, // Размер буфера с маскированным ключом
attrGOST28147UnwrappedKey, // Указатель на шаблон для демаскированного ключа
arraysize(attrGOST28147UnwrappedKey), // Размер шаблона для демаскированного ключа
&hTempKey); // Указатель на буфер с маскированным ключом
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
goto unwrap_exit;
}
printf(" -> OK\n");
/* Получить буфер со значением демаскированного ключа */
printf("Getting unwrapped key value...\n");
/* Получить размер буфера для хранения значения атрибута CKA_VALUE */
printf("Getting object value size");
rv = pFunctionList->C_GetAttributeValue(hSession, // Хэндл сессии, открытой с правами Пользователя
hTempKey, // Хэндл объекта, значение атрибутов которых требуется получить
&attrValue, // Указатель на шаблон с атрибутами, значение которых требуется получить
1); // Количество строк в шаблоне
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
goto unwrap_exit;
}
printf(" -> OK\n");
/* Выделить необходимое количество памяти для значения атрибута */
attrValue.pValue = (CK_BYTE*)malloc(attrValue.ulValueLen);
if (attrValue.pValue== NULL)
{
printf("Memory allocation for attrValue failed! \n");
goto unwrap_exit;
}
memset(attrValue.pValue,
0,
(attrValue.ulValueLen * sizeof(CK_BYTE)));
/* Получить значение атрибута CKA_VALUE */
printf("Getting object value");
rv = pFunctionList->C_GetAttributeValue(hSession, // Хэндл сессии, открытой с правами Пользователя
hTempKey, // Хэндл объекта, значение атрибутов которых требуется получить
&attrValue, // Указатель на шаблон с атрибутами, значение которых требуется получить
1); // Количество строк в шаблоне
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
goto unwrap_exit;
}
printf(" -> OK\n");
/* Распечатать буфер со значением демаскированного ключа */
printf("Unwrapped key data:\n");
for (i = 0;
i < attrValue.ulValueLen;
i++)
{
printf("%02X ", attrValue.pValue[i]);
if ((i + 1) % 8 == 0)
printf("\n");
}
unwrap_exit:
if (hTempKey)
{
pFunctionList->C_DestroyObject(hSession,
hTempKey);
hTempKey = NULL_PTR;
}
if (rv == CKR_OK)
printf("Unwrapping has been completed successfully.\n\n");
else
{
printf("\nUnwrapping failed!\n\n");
goto exit;
}
/* Сравнить первоначальное значение сессионного ключа со значением демаскированного ключа */
if ((ulUnwrappedKeySize != GOST_28147_KEY_SIZE)
|| (memcmp(pbtSessionKey,
attrValue.pValue,
GOST_28147_KEY_SIZE) != 0))
printf("\nThe unwrapped key is not equal to the session key!\n");
else
printf("The unwrapped key is equal to the session key.\n");
exit:
printf("Finish");
Вычисление значения хеш-функции
Поддерживаемые механизмы
Устройства Рутокен поддерживают следующие механизмы хеширования:
CKM_MD2для хеширования алгоритмом MD2 (только программно),CKM_MD5для хеширования алгоритмом MD5 (только программно),CKM_SHA_1для хеширования алгоритмом SHA-1 (только программно),CKM_GOSTR3411для хеширования алгоритмом ГОСТ Р 34.11.94 (программно и аппаратно),CKM_GOSTR3411_12_256для хеширования алгоритмом ГОСТ Р 34.11.2012 с длиной значения 256 бит (только аппаратно),CKM_GOSTR3411_12_512для хеширования алгоритмом ГОСТ Р 34.11.2012 с длиной закрытого ключа 512 бит (только аппаратно).
Хеширование данных
Для хеширования данных служат функции C_DigestInit() и C_Digest(). Сначала операцию хеширования нужно инициализировать через C_DigestInit(), передав в нее идентификатор сессии и ссылку на механизм хеширования. Затем размер буфера хешированных данных можно определить, вызвав C_Digest()C_Digest()
Предварительно должна быть открыта сессия чтения/записи.
Пример хеширования данных по алгоритму ГОСТ Р 34.11-94 и ГОСТ Р 34.11-2012
/* Данные для хеширования в виде двоичной строки */
CK_BYTE pbtData[] = { 0x3C, 0x21, 0x50, 0x49, 0x4E, 0x50, 0x41, 0x44, 0x46, 0x49, 0x4C, 0x45, 0x20, 0x52, 0x55, 0x3E,
0x3C, 0x21, 0x3E, 0xED, 0xE5, 0xE2, 0xE8, 0xE4, 0xE8, 0xEC, 0xFB, 0xE9, 0x20, 0xF2, 0xE5, 0xEA };
/* Механизм хеширования ГОСТ Р 34.11-94 */
CK_MECHANISM gostR3411_946HashMech = {CKM_GOSTR3411, NULL_PTR, 0};
/* Механизм хеширования ГОСТ Р 34.11-2012(256) */
CK_MECHANISM gostR3411_12_256HashMech = {CKM_GOSTR3411_12_256, NULL_PTR, 0};
/* Механизм хеширования ГОСТ Р 34.11-2012(512) */
CK_MECHANISM gostR3411_12_512HashMech = {CKM_GOSTR3411_12_512, NULL_PTR, 0 };
CK_BYTE_PTR pbtHash = NULL_PTR; // Указатель на буфер для значения хеша данных
CK_ULONG ulHashSize = 0; // Размер буфера в байтах
while(TRUE)
{
...
/* Инициализировать операцию хеширования */
printf("C_DigestInit");
rv = pFunctionList->C_DigestInit(hSession, // Хэндл сессии
&gostR3411_946HashMech ); // Механизм хеширования: необходимо выбрать соответствующий из
// gostR3411_946HashMech, gostR3411_12_256HashMech или gostR3411_12_512HashMech
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Определить размер значения хеша данных */
printf("C_Digest step 1");
rv = pFunctionList->C_Digest( hSession, // Хэндл сессии
pbtData, // Буфер с данными для хеширования
arraysize(pbtData), // Размер данных для хеширования
pbtHash, // Буфер для вычисленного значения хеша
&ulHashSize); // Размер значения хеша
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
pbtHash = (CK_BYTE*)malloc(ulHashSize);
if (pbtHash == NULL)
{
printf("Memory allocation for pbtHash failed! \n");
break;
}
memset(pbtHash,
0,
(ulHashSize * sizeof(CK_BYTE)));
/* Сформировать хеш от исходных данных */
printf("C_Digest step 2");
rv = pFunctionList->C_Digest(hSession, // Хэндл сессии
pbtData, // Буфер с данными для хеширования
arraysize(pbtData), // Размер данных для хеширования
pbtHash, // Буфер для вычисленного значения хеша
&ulHashSize); // Размер значения хеша
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
break;
}
Подпись и проверка подписи
Поддерживаемые механизмы
Устройства Рутокен поддерживают следующие механизмы подписи:
CKM_GOSTR3410подписи алгоритмом ГОСТ Р 34.10.2001 и ГОСТ Р 34.10.2012 с длиной закрытого ключа 256 бит,CKM_GOSTR3410_WITH_GOSTR3411для совместного хеширования алгоритмомCKM_GOSTR3411и подписи алгоритмомCKM_GOSTR3410,CKM_GOSTR3410_512для подписи алгоритмом ГОСТ Р 34.10.2012 с длиной закрытого ключа 512 бит,CKM_GOSTR3410_WITH_GOSTR3411_12_256для совместного хеширования алгоритмомCKM_GOSTR3411_12_256и подписи на ключе длиной 256 бит,CKM_GOSTR3410_WITH_GOSTR3411_12_512для совместного хеширования алгоритмомCKM_GOSTR3411_12_512и подписи на ключе длиной 512 бит,CKM_RSA_PKCSдля подписи алгоритмом RSA.
Подпись данных
Для вычисления подписи сообщения служат функции C_SignInit() и C_Sign(). Сначала операцию подписи нужно инициализировать через C_SignInit(), передав в нее идентификатор сессии, механизма и закрытого ключа. Затем размер буфера для подписанных данных можно определить, вызвав C_Sign() с указателем на длину буфера, равной нулю, и подписать данные, вызвав C_Sign() второй раз.
Функция C_Sign(), как и некоторые другие функции интерфейса PKCS#11, возвращает значения различной длины и подчиняется соответствующему соглашению вызова для подобных функций, описанному в пункте 11.2 стандарта PKCS#11. Краткая его суть сводится к тому, что существует два способа вызова таких функций. В первом случае функция может быть вызвана с пустым указателем для возвращаемого буфера (NULL_PTR), в таком случае функция вернет размер возвращаемого буфера в байтах в соответствующую переменную. Во втором случае функция может быть вызвана с непустым указателем для возвращаемого буфера и указанным значением длины буфера, в таком случае функция вернет результат выполнения криптографической операции в соответствующую переменную при условии достаточности размера буфера. Если указанная длина буфера недостаточна для возвращения всего результат, функция вернет ошибку CKR_BUFFER_TOO_SMALL. При успешном выполнении функция возвращает код ошибки CKR_OK.
При использовании совместных алгоритмов хеширования и подписи (например, CKM_GOSTR3410_WITH_GOSTR3411) в C_Sign() передается открытый текст для подписи, при использовании только алгоритма подписи (например, CKM_GOSTR3410) – уже прохешированные данные.
При использовании совместных алгоритмов хеширования и подписи в механизме должны быть заданы параметры алгоритма хеширования.
В качестве данных на подпись может быть передан запрос на сертификат, представленный в байт-коде.
Подпись данных отдельными механизмами хеширования и подписи
При использовании отдельных механизмов хеширования и подписи сообщение сначала хешируется функциями C_DigestInit() и C_Digest(), а затем значение хеша подписывается функциями C_SignInit() и C_Sign().
Пример подписи данных по алгоритму ГОСТ Р 34.10-2012 отдельными механизмами хеширования и подписи для всех устройств Рутокен
/* Данные для подписи в виде двоичной строки */
CK_BYTE pbtData[] = { 0x3C, 0x21, 0x50, 0x49, 0x4E, 0x50, 0x41, 0x44, 0x46, 0x49, 0x4C, 0x45, 0x20, 0x52, 0x55, 0x3E,
0x3C, 0x21, 0x3E, 0xED, 0xE5, 0xE2, 0xE8, 0xE4, 0xE8, 0xEC, 0xFB, 0xE9, 0x20, 0xF2, 0xE5, 0xEA,
0xF1, 0xF2, 0x3C, 0x4E, 0x3E, 0xD4, 0xC8, 0xCE, 0x3A, 0x3C, 0x56, 0x3E, 0xCF, 0xE5, 0xF2, 0xF0,
0xEE, 0xE2, 0x20, 0xCF, 0xE5, 0xF2, 0xF0, 0x20, 0xCF, 0xE5, 0xF2, 0xF0, 0xEE, 0xE2, 0xE8, 0xF7,
0x20, 0xCC, 0xEE, 0xF1, 0xEA, 0xE2, 0xE0, 0x2C, 0x20, 0xCF, 0xE8, 0xEE, 0xED, 0xE5, 0xF0, 0xF1,
0xEA, 0xE0, 0xFF, 0x20, 0xF3, 0xEB, 0x2C, 0x20, 0xE4, 0x2E, 0x20, 0x33, 0x2C, 0x20, 0xEA, 0xE2,
0x2E, 0x20, 0x37, 0x32 };
/* Механизм хеширования ГОСТ Р 34.11-2012(256) */
CK_MECHANISM HashMech256 = {CKM_GOSTR3411_12_256, NULL_PTR, 0};
/* Механизм хеширования ГОСТ Р 34.11-2012(512) */
CK_MECHANISM HashMech512 = {CKM_GOSTR3411_12_512, NULL_PTR, 0};
/* Механизм подписи/проверки подписи по алгоритму ГОСТ Р 34.10-2012, 256 бит */
CK_MECHANISM SigVerMech256 = {CKM_GOSTR3410, NULL_PTR, 0};
/* Механизм подписи/проверки подписи по алгоритму ГОСТ Р 34.10-2012, 512 бит */
CK_MECHANISM SigVerMech512 = {CKM_GOSTR3410_512, NULL_PTR, 0};
CK_BYTE_PTR pbtHash = NULL_PTR; // Указатель на буфер для значения хеша данных
CK_ULONG ulHashSize = 0; // Размер буфера в байтах
CK_BYTE_PTR pbtSignature = NULL_PTR; // Указатель на буфер, содержащий подпись для исходных данных
CK_ULONG ulSignatureSize = 0; // Размер буфера, содержащего подпись для исходных данных, в байтах
while(TRUE)
{
...
/* Инициализировать операцию хеширования */
printf("C_DigestInit");
rv = pFunctionList->C_DigestInit(hSession, // Хэндл сессии
&HashMech256); // Механизм хеширования (HashMech256 или HashMech512)
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Определить размер значения хеша данных */
printf("C_Digest step 1");
rv = pFunctionList->C_Digest( hSession, // Хэндл сессии
pbtData, // Буфер с данными для хеширования
arraysize(pbtData), // Размер данных для хеширования
pbtHash, // Буфер для вычисленного значения хеша
&ulHashSize); // Размер значения хеша
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
pbtHash = (CK_BYTE*)malloc(ulHashSize);
if (pbtHash == NULL)
{
printf("Memory allocation for pbtHash failed! \n");
break;
}
memset(pbtHash,
0,
(ulHashSize * sizeof(CK_BYTE)));
/* Сформировать хеш от исходных данных */
printf("C_Digest step 2");
rv = pFunctionList->C_Digest(hSession, // Хэндл сессии
pbtData, // Буфер с данными для хеширования
arraysize(pbtData), // Размер данных для хеширования
pbtHash, // Буфер для вычисленного значения хеша
&ulHashSize); // Размер значения хеша
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Инициализировать операцию подписи данных */
printf("C_SignInit");
rv = pFunctionList->C_SignInit( hSession, // Хэндл сессии
&SigVerMech256, // Механизм подписи (SigVerMech256 или SigVerMech512)
hPrivateKey ); // Хэндл закрытого ключа
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Определить размер подписи*/
printf("C_Sign step 1");
rv = pFunctionList->C_Sign( hSession, // Хэндл сессии
pbtHash, // Буфер с данными для подписи
ulHashSize, // Длина подписываемых данных
pbtSignature, // Буфер с подписью
&ulSignatureSize); // Длина подписи
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
pbtSignature = (CK_BYTE*)malloc(ulSignatureSize);
if (pbtSignature == NULL)
{
printf("Memory allocation for pbtSignature failed! \n");
break;
}
memset( pbtSignature,
0,
ulSignatureSize * sizeof(CK_BYTE));
/* Подписать исходные данные */
printf("C_Sign step 2");
rv = pFunctionList->C_Sign( hSession, // Хэндл сессии
pbHash, // Буфер с данными для подписи
ulHashSize, // Длина подписываемых данных
pbtSignature, // Буфер с подписью
&ulSignatureSize); // Длина подписи
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Распечатать буфер, содержащий подпись */
printf("Signature buffer is: \n");
for (i = 0;
i < ulSignatureSize;
i++)
{
printf("%02X ", pbtSignature[i]);
if ((i + 1) % 8 == 0)
printf("\n");
}
break;
}
Подпись совместным механизмом хеширования и подписи
При использовании совместного механизма и хеширование, и подпись выполняются функцией C_Sign(). Сначала в функцию C_SignInit() передается совместный механизм (например, CKM_GOSTR3410_WITH_GOSTR3411), а затем в функцию C_Sign() – сообщение.
Пример подписи данных по алгоритму ГОСТ Р 34.10-2012 совместным механизмом хеширования и подписи
/* Данные для подписи в виде двоичной строки */
CK_BYTE pbtData[] = { 0x3C, 0x21, 0x50, 0x49, 0x4E, 0x50, 0x41, 0x44, 0x46, 0x49, 0x4C, 0x45, 0x20, 0x52, 0x55, 0x3E,
0x3C, 0x21, 0x3E, 0xED, 0xE5, 0xE2, 0xE8, 0xE4, 0xE8, 0xEC, 0xFB, 0xE9, 0x20, 0xF2, 0xE5, 0xEA,
0xF1, 0xF2, 0x3C, 0x4E, 0x3E, 0xD4, 0xC8, 0xCE, 0x3A, 0x3C, 0x56, 0x3E, 0xCF, 0xE5, 0xF2, 0xF0,
0xEE, 0xE2, 0x20, 0xCF, 0xE5, 0xF2, 0xF0, 0x20, 0xCF, 0xE5, 0xF2, 0xF0, 0xEE, 0xE2, 0xE8, 0xF7,
0x20, 0xCC, 0xEE, 0xF1, 0xEA, 0xE2, 0xE0, 0x2C, 0x20, 0xCF, 0xE8, 0xEE, 0xED, 0xE5, 0xF0, 0xF1,
0xEA, 0xE0, 0xFF, 0x20, 0xF3, 0xEB, 0x2C, 0x20, 0xE4, 0x2E, 0x20, 0x33, 0x2C, 0x20, 0xEA, 0xE2,
0x2E, 0x20, 0x37, 0x32 };
/* Набор параметров КриптоПро алгоритма ГОСТ Р 34.11-2012, 256 бит*/
CK_BYTE GOST3411_256_params[] = { 0x06, 0x08, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x07, 0x01, 0x01, 0x02, 0x02 };
/* Механизм подписи подписи по алгоритму ГОСТ Р 34.10-2012 с хешированием по алгоритму ГОСТ Р 34.11-2012 (256 бит)*/
CK_MECHANISM HashSigVerMech256 = {CKM_GOSTR3410_WITH_GOSTR3411_12_256, GOST3411_256_params, sizeof(GOST3411_256_params)};
/* Набор параметров КриптоПро алгоритма ГОСТ Р 34.11-2012, 512 бит*/
CK_BYTE GOST3411_512_params[] = { 0x06, 0x08, 0x2a, 0x85, 0x03, 0x07, 0x01, 0x01, 0x02, 0x03 };
/* Механизм подписи подписи по алгоритму ГОСТ Р 34.10-2012 с хешированием по алгоритму ГОСТ Р 34.11-2012 (512 бит)*/
CK_MECHANISM HashSigVerMech512 = {CKM_GOSTR3410_WITH_GOSTR3411_12_512, GOST3411_512_params, sizeof(GOST3411_512_params)};
CK_BYTE_PTR pbtSignature = NULL_PTR; // Указатель на буфер, содержащий подпись для исходных данных
CK_ULONG ulSignatureSize = 0; // Размер буфера, содержащего подпись для исходных данных, в байтах
while(TRUE)
{
...
/* Инициализировать операцию подписи данных */
printf("C_SignInit");
rv = pFunctionList->C_SignInit(hSession, // Хэндл сессии
&HashSigVerMech256, // Механизм подписи (HashSigVerMech256 или HashSigVerMech512)
hPrivateKey ); // Хэндл закрытого ключа
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Определить размер подписи*/
printf("C_Sign step 1");
rv = pFunctionList->C_Sign(hSession, // Хэндл сессии
pbtData, // Буфер с данными для подписи
arraysize(pbtData), // Длина подписываемых данных
pbtSignature, // Буфер с подписью
&ulSignatureSize); // Длина подписи
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
pbtSignature = (CK_BYTE*)malloc(ulSignatureSize);
if (pbtSignature == NULL)
{
printf("Memory allocation for pbtSignature failed! \n");
break;
}
memset( pbtSignature,
0,
ulSignatureSize * sizeof(CK_BYTE));
/* Подписать исходные данные */
printf("C_Sign step 2");
rv = pFunctionList->C_Sign(hSession, // Хэндл сессии
pbtData, // Буфер с данными для подписи
arraysize(pbtData), // Длина подписываемых данных
pbtSignature, // Буфер с подписью
&ulSignatureSize); // Длина подписи
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Распечатать буфер, содержащий подпись */
printf("Signature buffer is: \n");
for (i = 0;
i < ulSignatureSize;
i++)
{
printf("%02X ", pbtSignature[i]);
if ((i + 1) % 8 == 0)
printf("\n");
}
break;
}
Проверка подписи
Для проверки подписи данных служат функции C_Verify и Init()C_Verify(). Сначала операцию подписи нужно инициализировать через C_VerifyInit(), передав в нее идентификатор сессии, механизма и открытого ключа. Затем можно проверить подпись функцией C_Verify().
Совместные механизмы хеширования и подписи (например, CKM_GOSTR3410_WITH_GOSTR3411) не поддерживаются C_VerifyInit(). В C_Verify передаются предварительно прохешированные функцией ()C_Digest() исходные данные.
while(TRUE)
{
...
/* Инициализировать операцию проверки подписи */
printf(" C_VerifyInit");
rv = pFunctionList->C_VerifyInit(hSession, // Хэндл сессии
&SigVerMech, // Механизм подписи
hPublicKey); // Хэндл открытого ключа
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Проверить подпись для исходных данных */
printf(" C_Verify");
rv = pFunctionList->C_Verify(hSession, // Хэндл сессии
pbHash, // Буфер с значением хеша исходногосообщения
ulHashSize, // Длина буфера
pbtSignature, // Буфер с подписью
ulSignatureSize); // Длина подписи
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
break;
}
...
if (pbtSignature)
{
free(pbtSignature);
pbtSignature = NULL_PTR;
}
if (pbHash)
{
free(pbHash);
pbHash= NULL_PTR;
}
Шифрование и расшифрование
Поддерживаемые механизмы
Устройства Рутокен поддерживают следующие механизмы шифрования:
CKM_GOST28147_ECBдля шифрования алгоритмом ГОСТ 28147-89 в режиме простой замены,CKM_GOST28147для шифрования алгоритмом ГОСТ 28147-89 в режиме гаммирования с обратной связью, (программное и аппаратное)CKM_RSA_PKCSдля шифрования алгоритмом RSA.
Внимание!
Так как в режиме простой замены (механизм CKM_GOST28147_ECB) шифрование каждого блока данных осуществляется одним и тем же ключом, этот механизм должен применяться только для данных небольшого размера (например, ключей). В противном случае стойкость алгоритма снижается.
Для того, чтобы шифрование/расшифрование было выполнено аппаратно самим устройством, ключ должен находиться на токене (то есть атрибут CKA_TOKEN используемого для шифрования ключа должен быть равен значению TRUE). Если атрибут CKA_TOKEN ключа, который используется для шифрования/расшифрования, равен FALSE, то операция будет выполняться программно.
Шифрование данных
Для шифрования данных одним блоком служат функции C_EncryptInit() и C_Encrypt(), для поточного – С_EncryptInit(), C_EncryptUpdate() и C_EncryptFinal().
Сначала операцию шифрования нужно инициализировать вызовом функции C_EncryptInit(), передав в нее идентификатор сессии, механизма и секретного ключа. В параметрах механизма для ГОСТ 28147-89 можно задать вектор инициализации и его длину.
Далее шифрование можно выполнить для всего блока данных целиком, вызвав функцию C_Encrypt(), или по частям, вызывая C_EncryptUpdate() для каждого непоследнего блока и C_EncryptFinal() для завершающего блока. Если в C_EncryptFinal() передать пустой блок данных, то функция вернет суммарный размер всех блоков зашифрованных данных.
Пример шифрования данных по алгоритму ГОСТ 28147-89
/* Данные для шифрования */
CK_BYTE pbtData[] = { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08,
0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09,
0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0x00 };
/* Механизм шифрования/расшифрования по алгоритму ГОСТ 28147-89 в режиме простой замены */
CK_MECHANISM EncDecMech = {CKM_GOST28147_ECB, NULL_PTR, 0};
CK_BYTE_PTR pbtEncryptedData = NULL_PTR; // Указатель на буфер, содержащий зашифрованные данные
CK_ULONG ulEncryptedDataSize = 0; // Размер буфера с зашифрованными данными, в байтах
while(TRUE)
{
...
/* Инициализировать операцию шифрования */
printf("C_EncryptInit");
rv = pFunctionList->C_EncryptInit(hSession, // Хэндл сессии
&EncDecMech, // Механизм шифрования
hSecKey); // Хэндл секретного ключа
// Если атрибут CKA_TOKEN равен TRUE, то шифрование будет выполнено аппаратно,
// в противном случае - программно.
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Получить размер зашифрованного текста */
printf("Getting encrypted data size");
rv = pFunctionList->C_Encrypt(hSession, // Хэндл сессии
pbtData, // Буфер с открытыми данными для шифрования
arraysize(pbtData), // Длина буфера с открытыми данными, в байтах
NULL, // Буфер с зашифрованными данными
&ulEncryptedDataSize); // Длина буфера с зашифрованными данными
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
pbtEncryptedData = (CK_BYTE*)malloc(ulEncryptedDataSize);
if (pbtEncryptedData == NULL)
{
printf("Memory allocation for pbtEncryptedData failed! \n");
break;
}
memset(pbtEncryptedData,
0,
(ulEncryptedDataSize * sizeof(CK_BYTE)));
/* Зашифровать открытый текст */
printf("C_Encrypt");
rv = pFunctionList->C_Encrypt(hSession, // Хэндл сессии
pbtData, // Буфер с открытыми данными для шифрования
arraysize(pbtData), // Длина буфера с открытыми данными, в байтах
pbtEncryptedData, // Буфер с зашифрованными данными
&ulEncryptedDataSize); // Длина буфера с зашифрованными данными
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
printf("Encrypted buffer is:\n");
for (i = 0;
i < ulEncryptedDataSize;
i++)
{
printf("%02X ", pbtEncryptedData[i]);
if ((i + 1) % 8 == 0)
printf("\n");
}
break;
}
/* Данные для шифрования */
CK_BYTE pbtData[] = { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08,
0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09,
0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0x00 };
CK_BYTE IV[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; // Значение вектора инициализации
CK_ULONG ulIVLen = 8; // Длина вектора инициализации
/* Механизм шифрования/расшифрования по алгоритму ГОСТ 28147-89 в режиме гаммирования с обратной связью */
CK_MECHANISM EncDecStreamMech = {CKM_GOST28147, IV, ulIVLen};
CK_BYTE_PTR pbtEncryptedData = NULL_PTR; // Указатель на буфер, содержащий зашифрованные данные
CK_ULONG ulEncryptedDataSize = 0; // Размер буфера с зашифрованными данными, в байтах
CK_ULONG ulBlockSize = 32; // Размер блока данных, в байтах
CK_ULONG ulCurrentPosition = 0; // Текущее начало блока
CK_ULONG ulRestLen = 0; // Размер оставшегося буфера, в байтах
while(TRUE)
{
...
/* Инициализировать операцию шифрования */
printf("C_EncryptInit");
rv = pFunctionList->C_EncryptInit(hSession, // Хэндл сессии
&EncDecStreamMech, // Механизм шифрования
hSecKey); // Хэндл секретного ключа
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Зашифровать открытый текст */
ulEncryptedDataSize = arraysize(pbtData);
ulRestLen = arraysize(pbtData);
pbtEncryptedData = (CK_BYTE*)malloc(ulEncryptedDataSize);
if (pbtEncryptedData == NULL)
{
printf("Memory allocation for pbtEncryptedData failed! \n");
break;
}
memset( pbtEncryptedData,
0,
(ulEncryptedDataSize * sizeof(CK_BYTE)));
while (ulRestLen)
{
if (ulBlockSize > ulRestLen)
ulBlockSize = ulRestLen;
printf("Block size: %u B (Total: %u of %u) ", ulBlockSize, ulCurrentPosition + ulBlockSize, ulEncryptedDataSize);
rv = pFunctionList->C_EncryptUpdate(hSession, // Хэндл сессии
pbtData + ulCurrentPosition, // Буфер с блоком данных для шифрования
ulBlockSize, // Размер блока, в байтах
pbtEncryptedData + ulCurrentPosition, // Буфер с блоком зашифрованных данных
&ulBlockSize); // Размер блока, в байтах
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
ulCurrentPosition += ulBlockSize;
ulRestLen -= ulBlockSize;
}
if (rv != CKR_OK)
break;
printf("Finalizing encryption");
rv = pFunctionList->C_EncryptFinal( hSession, // Хэндл сессии
NULL_PTR, // Буфер с последним блоком данных
&ulEncryptedDataSize); // Длина буфера
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Распечатать буфер, содержащий зашифрованные данные*/
printf("Encrypted buffer is:\n");
for (i = 0;
i < ulEncryptedDataSize;
i++)
{
printf("%02X ", pbtEncryptedData[i]);
if ((i + 1) % 8 == 0)
printf("\n");
}
break;
}
Расшифрование данных
Для расшифрования данных служат функции C_DecryptInit() и C_Decrypt() для любого режима шифрования.
Сначала операцию расшифрования нужно инициализировать вызовом функции C_DecryptInit(), передав в нее идентификатор сессии, механизма и секретного ключа. В параметрах механизма для ГОСТ 28147-89 можно задать вектор инициализации и его длину.
Далее расшифрование выполняется вызовом функции C_Decrypt() с передачей в нее зашифрованные данные. Размер расшифрованных данных можно узнать, вызвав C_Decrypt() с пустым указателем вместо указателя на буфера для расшифрованных данных.
Пример расшифрования данных по алгоритму ГОСТ 28147-89
while(TRUE)
{
...
/* Инициализировать операцию расшифрования */
printf("C_DecryptInit");
rv = pFunctionList->C_DecryptInit(hSession, // Хэндл сессии
&EncDecStreamMech, // Механизм расшифрования
hSecKey); // Хэндл секретного ключа
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Расшифровать шифротекст */
printf("Getting decrypted data size");
rv = pFunctionList->C_Decrypt(hSession, // Хэндл сессии
pbtEncryptedData, // Буфер с зашифрованными данными
ulEncryptedDataSize, // Размер зашифрованных данных
NULL_PTR, // Буфер с расшифрованными данными
&ulDecryptedDataSize); // Размер расшифрованных данных
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
pbtDecryptedData = (CK_BYTE*)malloc(ulDecryptedDataSize);
if (pbtDecryptedData == NULL)
{
printf("Memory allocation for pbtDecryptedData failed! \n");
break;
}
memset(pbtDecryptedData,
0,
(ulDecryptedDataSize * sizeof(CK_BYTE)));
printf("C_Decrypt");
rv = pFunctionList->C_Decrypt(hSession, // Хэндл сессии
pbtEncryptedData, // Буфер с зашифрованными данными
ulEncryptedDataSize, // Размер зашифрованных данных
pbtDecryptedData, // Буфер с расшифрованными данными
&ulDecryptedDataSize); // Размер расшифрованных данных
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
/* Распечатать буфер, содержащий расшифрованный текст */
printf("Decrypted buffer is:\n");
for (i = 0;
i < ulDecryptedDataSize;
i++)
{
printf("%02X ", pbtDecryptedData[i]);
if ((i + 1) % 8 == 0)
printf("\n");
}
break;
}
if (pbtEncryptedData)
{
free(pbtEncryptedData);
pbtEncryptedData = NULL_PTR;
}
if (pbtDecryptedData)
{
free(pbtDecryptedData);
pbtDecryptedData = NULL_PTR;
}
Управление устройством
Форматирование токена
Форматирование токена возможно двумя функциями: функцией расширения C_EX_InitToken(), которая полностью очищает память токена и сбрасывает все настройки и PIN-коды, и стандартной функцией C_InitToken(), которая удаляет только объекты PKCS#11.
Все параметры форматирования задаются структурой типа CK_RUTOKEN_INIT_PARAM, указатель на которую вместе с PIN-кодом Администратора передаются функции C_EX_InitToken().
/* Максимальное количество попыток ввода PIN-кода для Администратора */
#define MAX_ADMIN_RETRY_COUNT 10
/* Максимальное количество попыток доступа для Пользователя */
#define MAX_USER_RETRY_COUNT 10
/* Новый DEMO PIN-код Пользователя Рутокен */
static CK_UTF8CHAR NEW_USER_PIN[] = {'5', '5', '5', '5', '5', '5', '5', '5'};
/* DEMO PIN-код Администратора Рутокен */
static CK_UTF8CHAR SO_PIN[] = {'8', '7', '6', '5', '4', '3', '2', '1'};
/* DEMO метка Рутокен */
static CK_CHAR TOKEN_STD_LABEL[] = {"!!!Sample Rutoken label!!!"};
CK_RUTOKEN_INIT_PARAM initInfo_st; // Структура данных типа CK_RUTOKEN_INIT_PARAM, содержащая параметры для работы функции C_EX_InitToken
CK_BBOOL bIsRutokenECP = FALSE; // Вспомогательная переменная для хранения признака типа токена
/* Заполнение полей структуры CK_RUTOKEN_INIT_PARAM */
memset(&initInfo_st,
0,
sizeof(CK_RUTOKEN_INIT_PARAM));
initInfo_st.ulSizeofThisStructure = sizeof(CK_RUTOKEN_INIT_PARAM); // Размер структуры
initInfo_st.UseRepairMode = 0; // 0 - для форматирования требуются права Администратора, !0 - нет
initInfo_st.pNewAdminPin = SO_PIN; // Новый PIN-код Администратора
initInfo_st.ulNewAdminPinLen = sizeof(SO_PIN); // Длина нового PIN-кода Администратора
initInfo_st.pNewUserPin = NEW_USER_PIN; // Новый PIN-код Пользователя
initInfo_st.ulNewUserPinLen = sizeof(NEW_USER_PIN); // Длина нового PIN-кода Администратора
initInfo_st.ulMinAdminPinLen = bIsRutokenECP ? 6 : 1; // Минимальная длина PIN-кода Администратора
initInfo_st.ulMinUserPinLen = bIsRutokenECP ? 6 : 1; // Минимальная длина PIN-кода Администратора
initInfo_st.ChangeUserPINPolicy = // Политика смены PIN-кода Пользователя - Пользователь и Администратор
(TOKEN_FLAGS_ADMIN_CHANGE_USER_PIN | TOKEN_FLAGS_USER_CHANGE_USER_PIN);
initInfo_st.ulMaxAdminRetryCount = MAX_ADMIN_RETRY_COUNT; // Максимальное количество неудачных попыток аутентификации Администратора
initInfo_st.ulMaxUserRetryCount = MAX_USER_RETRY_COUNT; // Максимальное количество неудачных попыток аутентификации Пользователя
initInfo_st.pTokenLabel = TOKEN_STD_LABEL; // Метка токена
initInfo_st.ulLabelLen = sizeof(TOKEN_STD_LABEL); // Длина метки токена
/* Инициализация токена */
printf("Initializing token");
rv = pFunctionListEx->C_EX_InitToken(aSlots[0], // Идентификатор слота с подключенным токеном
SO_PIN, // Текущий PIN-кода Администратора
arraysize(SO_PIN), // Длина текущего PIN-кода Администратора
&initInfo_st); // Указатель на структуру с параметрами форматирования
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
При форматировании стандартной функцией C_InitToken() возможно задать только новый PIN-код Администратора и метку токена. После форматирования следует задать PIN-код Пользователя функцией C_InitPIN(), поскольку после форматирования через C_InitToken() его значение остается незаданным.
/* DEMO метка Rutoken */
static CK_CHAR TOKEN_LABEL[] = { 'M', 'y', ' ', 'R', 'u', 't', 'o', 'k',
'e', 'n', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ',
' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ',
' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ' };
while(TRUE)
{
...
/* Инициализировать токен */
printf("C_InitToken");
rv = pFunctionList->C_InitToken(aSlots[0], // Идентификатор слота с подключенным токеном
SO_PIN, // Новый PIN-код Администратора
sizeof(SO_PIN), // Длина нового PIN-кода Администратора
TOKEN_LABEL); // Новая метка токена
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
...
/* Инициализировать PIN-код Пользователя */
printf(" Initializing User PIN ");
rv = pFunctionList->C_InitPIN(hSession, // Хэндл открытой сессии с правами Администратора
USER_PIN, // Новый PIN-код пользователя
sizeof(USER_PIN)); // Длина нового PIN-кода пользователя
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
break;
}
printf(" -> OK\n");
break;
}
Установка и смена локального PIN-кода
Помимо двух глобальных ролей Администратора и Пользователя, устройства Рутокен поддерживают до 29 PIN-кодов Локальных Пользователей для разных технических нужд.
Установка или смена локального PIN-кода должна выполняться Пользователем Рутокен и не требует открытой сессии и авторизации – PIN-код Пользователя передается прямо в функцию C_EX_SetLocalPin().
CK_SLOT_ID slotID; // Идентификатор слота, к которому подключен токен
CK_UTF8CHAR_PTR pUserPin; // PIN-код Пользователя Рутокен
CK_ULONG ulUserPinLen; // Длина PIN-кода Пользователя Рутокен
CK_UTF8CHAR_PTR pNewLocalPin; // Локальный PIN-код
CK_ULONG ulNewLocalPinLen; // Длина локального PIN-кода
CK_ULONG ulLocalID; // Идентификатор локального PIN-кода
printf("Setting Local PIN-code");
rv = pfGetFunctionListEx->C_EX_SetLocalPIN( slotID, // Идентификатор слота, к которому подключен Рутокен
pUserPin, // Текущий PIN-код Пользователя Рутокен
ulUserPinLen, // Длина текущего PIN-кода Пользователя Рутокен
pNewLocalPin, // Новый локальный PIN-код
&ulNewLocalPinLen, // Длина нового локального PIN-кода
ulLocalID); // Идентификатор локального PIN-кода
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
Разблокировка PIN-кода Пользователя
В целях безопасности для пользовательского PIN-кода введен счетчик попыток неправильного ввода. При превышении заданного максимума попыток PIN-код блокируется и дальнейшая аутентификация с правами Пользователя становится невозможной. Сброс счетчика попыток неудачного входа осуществляется функцией C_EX_UnblockUserPIN(), в которую передается хэндл сессии с предварительно выполненным входом с правами Администратора.
Счетчик автоматически сбрасывается при вводе правильного PIN-кода Пользователя, если не был превышен заданный максимум попыток.
/* Разблокировать PIN-код Пользователя */
printf("Unlock User PIN");
rv = pFunctionListEx->C_EX_UnblockUserPIN(hSession); // Хэндл открытой с правами Администратора сессии
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
Управление памятью Рутокен ЭЦП Flash
Получение объема флеш-памяти
Получить весь объем внешней флеш-памяти можно с помощью функции расширения C_EX_GetDriveSize(), передав в нее идентификатор слота с подключенным токеном и указатель на буфер, в который будет возвращен полученный объем памяти в Мб.
CK_ULONG ulDriveSize = 0; // Общий объем флеш-памяти
printf("Get Flash memory size");
rv = pFunctionListEx->C_EX_GetDriveSize(aSlots[0], // Идентификатор слота с подключенным токеном
&ulDriveSize); // Возвращаемый размер флеш-памяти в Мб
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
{
printf(" -> OK\n");
printf("Memory size: %d Mb\n", (int)ulDriveSize);
}
Создание разделов флеш-памяти
Флеш-память Рутокен ЭЦП Flash может быть разбита на несколько независимых разделов с разными правами доступа к ним. Минимальное количество разделов – 1, максимальное – 8.
Рутокен ЭЦП Flash поддерживает следующие права доступа к разделам: для чтения и записи (ACCESS_MODE_RW), только для чтения (ACCESS_MODE_RO), скрытый раздел, защищенный от отображения в операционной системе, чтения, записи и любого другого типа доступа (ACCESS_MODE_HIDDEN) и раздел, эмулирующий CD-ROM (ACCESS_MODE_CD).
Владельцем раздела может выступать Администратор Рутокен (CKU_SO), Пользователь Рутокен (CKU_USER), а также локальный пользователь (с идентификатором в пределах от 0x03 до 0x1E) с предварительно заданным функцией C_EX_SetLocalPin() PIN-кодом.
Для разметки флеш-памяти на разделы предназначена функция C_EX_FormatDrive(). Вся информация о разделах (объем памяти, права доступа, владелец и флаги) задается в массиве структур типа CK_VOLUME_FORMAT_INFO_EXTENDED, который затем вместе в PIN-кодом Администратора и идентификатором слота, к которому подключен Рутокен, передается в функцию C_EX_FormatDrive().
CK_ULONG VolumeRWSize = 0; // Размер раздела для чтения и записи
CK_ULONG VolumeROSize = 0; // Размер раздела только для чтения
CK_ULONG VolumeCDSize = 0; // Размер раздела CD-ROM
CK_ULONG VolumeHISize = 0; // Размер раздела скрытого раздела
CK_ULONG CKU_LOCAL_1 = 0x03; // Идентификатор локального пользователя
CK_ULONG CKU_LOCAL_2 = 0x1E; // Идентификатор локального пользователя
/* Шаблон для разметки разделов */
CK_VOLUME_FORMAT_INFO_EXTENDED InitParams[] =
{
{ VolumeRWSize, ACCESS_MODE_RW, CKU_USER, 0 },
{ VolumeROSize, ACCESS_MODE_RO, CKU_SO, 0 },
{ VolumeHISize, ACCESS_MODE_HIDDEN, CKU_LOCAL_1, 0 },
{ VolumeCDSize, ACCESS_MODE_CD, CKU_LOCAL_2, 0 }
};
...
InitParams[0].ulVolumeSize = ulDriveSize / 2;
InitParams[1].ulVolumeSize = ulDriveSize / 4;
InitParams[2].ulVolumeSize = ulDriveSize / 8;
InitParams[3].ulVolumeSize = ulDriveSize - (ulDriveSize / 2) - (ulDriveSize / 4) - (ulDriveSize / 8);
printf("\nFormatting flash memory");
rv = pFunctionListEx->C_EX_FormatDrive( aSlots[0], // Идентификатор слота с подключенным токеном
CKU_SO, // Форматирование выполняется только с правами Администратора
SO_PIN, // Текущий PIN-код Администратора
sizeof(SO_PIN), // Длина PIN-кода Администратора
InitParams, // Массив с информацией о разделах
arraysize(InitParams)); // Размер массива
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");
Получение информации о разделах флеш-памяти
Получить информацию о существующих на флеш-памяти разделах можно с помощью функции C_EX_GetVolumesInfo(), передав в нее идентификатор слота, к которому подключен токен, указатель на буфер и его размер, куда будет возвращен массив структур типа CK_VOLUME_INFO_EXTENDED с информацией о разделах (идентификатор раздела, его размер, права доступа, владелец и флаги). Размер буфера можно определить, вызвав C_EX_GetVolumesInfo() с пустым указателем на буфер.
CK_VOLUME_INFO_EXTENDED_PTR pVolumesInfo = NULL_PTR; // Указатель на массив структур с информацией о разделах
CK_ULONG ulVolumesInfoCount = 0; // Размер массива с информацией о разделах
printf("\nGetting volumes info");
rv = pFunctionListEx->C_EX_GetVolumesInfo( aSlots[0], // Идентификатор слота с подключенным токеном
NULL_PTR, // Указатель на массив с возвращаемой информацией о разделах
&ulVolumesInfoCount);// Размер массива
pVolumesInfo = (CK_VOLUME_INFO_EXTENDED*)malloc(ulVolumesInfoCount * sizeof(CK_VOLUME_INFO_EXTENDED));
memset(pVolumesInfo,
0,
(ulVolumesInfoCount * sizeof(CK_ULONG)));
rv = pFunctionListEx->C_EX_GetVolumesInfo(aSlots[0], // Идентификатор слота с подключенным токеном
pVolumesInfo, // Указатель на массив с возвращаемой информацией о разделах
&ulVolumesInfoCount); // Размер массива
if (rv != CKR_OK)
{
printf(" -> Failed\n");
}
else
{
printf(" -> OK\n");
for (i = 0; i < (int)ulVolumesInfoCount; i++)
{
printf("\nPrinting volume %1.2d info:\n", (int)i+1);
printf(" Volume id: %2.2d \n", pVolumesInfo[i].idVolume); // Идентификатор раздела
printf(" Volume size: %d Mb \n", pVolumesInfo[i].ulVolumeSize); // Объем раздела
printf(" Access mode: %2.2d \n", pVolumesInfo[i].accessMode); // Права доступа к разделу
printf(" Volume owner: %2.2d \n", pVolumesInfo[i].volumeOwner); // Владелец раздела
printf(" Flags: 0x%8.8X \n", pVolumesInfo[i].flags); // Флаги раздела
}
}
Изменение атрибутов разделов флеш-памяти
Работа с защищенными разделами (с правами доступа только для чтения, скрытым и CD-ROM разделам) сводится к тому, что владелец раздела на время работы с разделом меняет к нему права доступа. Доступно два способа изменения атрибутов раздела: временное и постоянное. Временное изменение меняет права доступа до первого отключения устройства из USB-порта, после чего права доступа сбрасываются на прежние. Постоянное изменение атрибутов доступа действует вплоть до следующего изменения атрибутов.
Для обоих способов изменения атрибутов используется одна функция C_EX_ChangeVolumeAttributes(), в которую передается идентификатор слота с подключенным токеном, владелец раздела и его PIN-код, а также новые права доступа к разделу и флаг временности/постоянности изменения.
printf("\nChanging volume attributes");
rv = pFunctionListEx->C_EX_ChangeVolumeAttributes(aSlots[0], // Идентификатор слота с подключенным токеном
CKU_SO, // Владелец раздела
SO_PIN, // PIN-код владельца раздела
sizeof(SO_PIN), // Длина PIN-кода владельца раздела
VolumeRO, // Идентификатор раздела
ACCESS_MODE_RW, // Новые права доступа к разделу
CK_TRUE); // CK_TRUE - постоянное изменение атрибутов, CK_FALSE - временное изменение атрибутов
if (rv != CKR_OK)
printf(" -> Failed\n");
else
printf(" -> OK\n");