Włącz MACsec dla funkcji Ethernet

Z tej strony dowiesz się, jak włączyć MACsec w przypadku funkcji Ethernet.

Użyj MACsec do uwierzytelniania i szyfrowania komunikacji Ethernet używanej przez system informacyjno-rozrywkowy w pojeździe (IVI) dla różnych jednostek ECU, aby chronić dane przed modyfikowaniem, odtwarzaniem i ujawnieniem. Aby to zrobić, włącz MACsec IEEE 802.11AE w przypadku sieci Ethernet.

Omówienie

Aby włączyć MACsec, demonom do obsługi uzgadniania połączenia MACsec jest wpa_supplicant . W celu bezpiecznego przechowywania klucza PSK MACsec zdefiniowano interfejs HAL MACsec. Interfejs HAL MACsec obsługuje tylko CAK. Ten specyficzny dla dostawcy kod MACsec HAL przechowuje klucz CAK w pamięci odpornej na manipulacje. Przygotowanie klucza zależy od implementacji dostawcy.

Przepływ MACsec

Ilustracja 1 przedstawia przepływ MACsec w radioodtwarzaczu.

Rysunek 1. Proces MACsec.

Włącz MACsec

Aby zapewnić obsługę funkcji z kluczem CAK MACsec, protokół MACsec dla Ethernetu musi być wyraźnie włączony za pomocą interfejsu MACsec HAL konkretnego dostawcy.

Aby włączyć tę funkcję, włącz zasadę wpa_supplicant_macsec i właściwe dla dostawcy macsec-service ustawienie PRODUCT_PACKAGES, a plik konfiguracji dla wpa_supplicant_macsec i skrypt init rc na potrzeby ustawienia PRODUCT_COPY_FILES.

Na przykład ten plik [device-product].mk:

# MACSEC HAL

# This is a mock MACsec HAL implementation with keys embedded in it. Replace with vendor specific HAL
PRODUCT_PACKAGES += android.hardware.automotive.macsec-service

# wpa_supplicant build with MACsec support

PRODUCT_PACKAGES += wpa_supplicant_macsec

# configuration file for wpa_supplicant with MACsec

PRODUCT_COPY_FILES += \
    $(LOCAL_PATH)/wpa_supplicant_macsec.conf:$(TARGET_COPY_OUT_VENDOR)/etc/wpa_supplicant_macsec.conf \
    $(LOCAL_PATH)/wpa_supplicant_macsec.rc:$(TARGET_COPY_OUT_VENDOR)/etc/init/wpa_supplicant_macsec.rc

Na przykład: wpa_supplicant_macsec.conf.

# wpa_supplicant_macsec.conf
eapol_version=3
ap_scan=0
fast_reauth=1
# Example configuration for MACsec with preshared key
# mka_cak is not actual key but index for MACsec HAL to specify which key to use
# and make_cak must be either 16 digits or 32 digits depends the actually CAK key length.
network={
        key_mgmt=NONE
        eapol_flags=0
        macsec_policy=1
        macsec_replay_protect=1
        macsec_replay_window=0
        mka_cak=00000000000000000000000000000001
        mka_ckn=31323334
        mka_priority=128
}

Przykład wpa_supplicant_macsec.conf w domenie eth0. Jeśli wiele interfejsów sieciowych musi być chronionych przez MACsec, możesz uruchomić wiele usług.

# wpa_supplicant_macsec.rc
service wpa_supplicant_macsec /vendor/bin/hw/wpa_supplicant_macsec \
        -dd -i eth0 -Dmacsec_linux -c /vendor/etc/wpa_supplicant_macsec.conf
        oneshot

Uruchom wpa_supplicant_macsec, gdy interfejs Ethernet będzie gotowy. Jeśli system Ethernet nie jest gotowy, funkcja wpa_supplicant natychmiast zwraca błąd. Aby uniknąć warunków wyścigu, może być konieczne odczekanie (domyślny czas oczekiwania to 5 sekund)/sys//class/net/${eth_interface}.

# init.target.rc
on late-fs
    …
    wait /sys/class/net/eth0
    start wpa_supplicant_macsec
    …

Konfigurowanie adresu IP interfejsu MACsec

Konfigurację adresu IP interfejsu MACsec może przeprowadzić menedżer łączności systemu po uruchomieniu zygota. Oto przykładowy plik XML nakładki do obsługi połączeń. Jeśli adres IP interfejsu MACsec musi być gotowy przed uruchomieniem zygote, demon konkretny dla dostawcy musi nasłuchiwać interfejsu macsec0 i zamiast tego go skonfigurować, ponieważ menedżer łączności systemowej uruchamia się dopiero po uruchomieniu zygote.

# Example of com.google.android.connectivity.resources overlay config
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!-- Resources to configure the connectivity module based on each OEM's preference. -->
<resources xmlns:xliff="urn:oasis:names:tc:xliff:document:1.2">
    <!-- Whether the internal vehicle network should remain active even when no
         apps requested it. -->
    <bool name="config_vehicleInternalNetworkAlwaysRequested">true</bool>
    <string-array translatable="false" name="config_ethernet_interfaces">
        <!-- Not metered, trusted, not vpn, vehicle, not vcn managed, restricted -->
        <item>macsec0;11,14,15,27,28;ip=10.10.10.2/24 gateway=10.10.10.1 dns=4.4.4.4,8.8.8.8</item>
    </string-array>
    <string translatable="false" name="config_ethernet_iface_regex">macsec\\d</string>
</resources>

Interfejs HAL usługi MACsec

Aby chronić klucz CAK, HAL dostawcy MACsec musi implementować te funkcje. Wszystkie operacje szyfrowania i odszyfrowania za pomocą klucza są wykonywane bezpośrednio bez ujawniania klucza wpa_supplicant.

/**
 * MACSEC pre-shared key plugin for wpa_applicant
 *
 * The goal of this service is to provide function for using the MACSEC CAK
 *
 */
@VintfStability
interface IMacsecPSKPlugin {
    /**
     * For xTS test only, not called in production
     *
     * @param keyId is key id to add
     * @param CAK, CAK key to set
     * @param CKN, CKN to set
     *
     * @return ICV.
     */
    void addTestKey(in byte[] keyId, in byte[] CAK, in byte[] CKN);


    /**
     * Use ICV key do AES CMAC same as ieee802_1x_icv_aes_cmac in wpa_supplicant
     *
     * @param keyId is key id to be used for AES CMAC
     * @param data
     *
     * @return ICV.
     */
    byte[] calcICV(in byte[] keyId, in byte[] data);


    /**
     * KDF with CAK key to generate SAK key same as ieee802_1x_sak_aes_cmac in wpa_supplicant
     *
     * @param keyId is key id to be used for KDF
     * @param seed is key seed (random number)
     * @param sakLength generated SAK length (16 or 32)
     *
     * @return SAK key.
     */
    byte[] generateSAK(in byte[] keyId, in byte[] data, in int sakLength);


    /**
     * Encrypt using KEK key, this is same as aes_wrap with kek.key in wpa_supplicant
     * which used to wrap a SAK key
     *
     * @param keyId is key id to be used for encryption
     * @param sak is SAK key (16 or 32 bytes) to be wrapped.
     *
     * @return wrapped data using KEK key.
     */
    byte[] wrapSAK(in byte[] keyId, in byte[] sak);


    /**
     * Decrypt using KEK key, this is same as aes_unwrap with kek.key in wpa_supplicant
     * which used to unwrap a SAK key
     *
     * @param keyId is key id to be used for decryption
     * @param sak is wrapped SAK key.
     *
     * @return unwrapped data using KEK key.
     */
    byte[] unwrapSAK(in byte[] keyId, in byte[] sak);
}

Implementacja referencyjna

Implementacja referencyjna jest dostępna w hardware/interfaces/macsec/aidl/default. Zawiera ona oprogramowanie implementujące interfejs HAL z wbudowanymi kluczami. Ta implementacja zapewnia tylko funkcjonalne odwołanie do HAL, ponieważ klucze nie są zabezpieczone przed modyfikacją.

Testowanie HAL MACsec

Test MACsec HAL jest dostępny w dokumentacji hardware/interfaces/automotive/macsec/aidl/vts/functional.

Aby przeprowadzić test:

$ atest VtsHalMacsecPskPluginV1Test

wywołuje funkcję addTestKey, aby wstawić klucz testowy do HAL i zweryfikować go pod kątem wartości oczekiwanych dla parametrów calcIcv, generateSak, wrapSak i unwrapSak.

Aby sprawdzić, czy MACsec działa, w ramach testów integracyjnych przeprowadź ping między dwoma maszynami w interfejsie MACsec:

# ping -I macsec0 10.10.10.1

Aby przetestować Cuttlefish z hostem, echo 8 > /sys/devices/virtual/net/cvd-ebr/bridge/group_fwd_mask w hostie jest wymagane, aby umożliwić przekazywanie ramek LLDP wymaganych przez MACsec.