关于security_huks安全模块的知识总结

1.代码相关
- 1.1 do{}while(0)
- - 1.1.1 规范宏定义，实现局部作用域
  - 1.2.2 避免使用goto对程序流进行统一的控制
  - 1.1.3 避免空宏引起的warning
  - 1.1.4 定义一个单独的函数块来实现复杂的操作
- 1.2为什么需要lite版本？
2.安全相关
- 2.1 salt的定义
- 2.2 为什么需要salt
- 2.3 根据hks_type.h总结的各种算法和模式的类型
- 2.4 为什么使用Padding
- 2.5 Padding的类型
- - 2.5.1 OAEP
  - 2.5.2 PSS
  - 2.5.3 PKCS1_V1_5
  - 2.5.4 PKCS5
  - 2.5.5 PKCS7

关于鸿蒙安全模块的代码和内容相关的知识分享总结

1.代码相关

1.1 do{}while(0)

为什么需要do{}while(0)的写法？
在阅读源码时，我们常常会发现这样的书写结构：

do{……
}while(0)

我们都知道这样写同样是执行内部的代码一次，与最普通的顺序往下写并无结果上的差异，那么为什么工程师们要设计这样的书写结构呢？

这里简单的介绍它的四个作用——当然它的写法肯定不是用来做循环的，而是为了提高代码的健壮性

1.1.1 规范宏定义，实现局部作用域

我们都知道#define是内容的直接替换，当宏定义部分较为复杂时，使用时我们就需要非常小心，比如以下情况：

# define ADD print();out();
int main(){if(false)ADDreturn 0;
}

由于宏定义的直接替换，out()函数仍会被执行

那不是加上{}就可以了？
——一般的代码规范我们在结尾都会写上；

# define ADD {print();out();};
int main(){if(false)ADDreturn 0;
}

这样写是没有问题的

——但加上else呢？很容易将；多加或者漏加导致编译的错误，所以很多宏定义中会使用do……while(0)将宏定义的模块进行包装来，保证宏定义的使用者能够无编译错误的使用宏

1.2.2 避免使用goto对程序流进行统一的控制

在很多函数中，return之前我们需要进行中间变量空间的free操作，goto能够很好的控制流程

int exmaple{struct* ptr = malloc(……);int ret = do(……)；if(ret){goto END;}ret = doSomething(……)；if(ret){goto END;}return 1;
END:free(ptr);return 0;
}

但是goto虽然好用(在鸿蒙的代码中也可见到少量的goto代码)，但是不符合软件工程的结构化，会使得代码结构比较松散，不容易理解，我们可以使用do……while(0)来达到同样的效果

int exmaple{struct* ptr = malloc(……);do{int ret = do(……);if(ret){break;}ret = doSomething(……)；if(ret){break;}}while(0);free(ptr);return 0;
}

1.1.3 避免空宏引起的warning

内核中存在不同的架构，空宏的定义在所难免。但是空宏在编译时会warning，为了避免warning，可以使用do{}while(0)来定义空宏

1.1.4 定义一个单独的函数块来实现复杂的操作

当函数比较复杂，变量较多时，不想增加新函数，可以使用do{}while(0)将代码写在里面，里面可以定义变量而不用考虑变量名会同之前或之后的重复

1.2为什么需要lite版本？

Lite使用运行于移动端，有些设备资源非常有限，因此在内存和解析方面必须尽可能减少开销，所以需要轻量版的安全模块功能提供核心功能即可

2.安全相关

2.1 salt的定义

维基百科中对salt的定义如下：
在密码学中，是指通过在密码任意固定位置插入特定的字符串，让散列后的结果和使用原始密码的散列结果不相符，这种过程称之为“加盐”。

2.2 为什么需要salt

我们知道数据库中存储的都是加密后的密文，典型的加密算法MD5和SHA都是用于明文的加密的。
验证的时候，通过将输入的数据进行算法加密再与库中数据进行对比，来判断一致性
这就是单向散列函数——为什么说是单向，因为密文无法被解密，我们只能生成而无法反向破解——但是唯一的明文对应唯一的密文，所以用于验证是非常有效的
这样即使数据库中数据泄露，由于都是无法可逆运算的密文，损失也不会太严重。

但是使用单向散列函数就一定安全了吗？
并不是。
如果有人对你的网络行为进行监听，收集了很多你的信息和密码，做成字典对其进行MD5或者SHA运算，然后进行对比，那么破解的可能性还是很大的

这时候就需要加点盐了
Salt 可以是任意字母、数字、或是字母或数字的组合，但必须是随机产生的，存储时就是数据+salt的组合进行存储

这样即使数据库泄露，由于salt的随机性，添加的位置、顺序也可以进行灵活设计，密码被破解的概率也会大大降低

2.3 根据hks_type.h总结的各种算法和模式的类型

密钥类型分为公钥和私钥
按照算法和模式分类，密钥又分为：

RSA 支持变长密钥的公共密钥算法的密钥
ECC系列 椭圆曲线密码编码密钥
ED25519 数字签名算法密钥
X25519 密钥协商算法密钥AES 对称密钥
CHACHA20系列 ：
ChaCha系列流密码，作为salsa密码的改良版，具有更强的抵抗密码分析攻击的特性，“20”表示该算法有20轮的加密计算所需的密钥HMAC 利用密码学中的散列函数来进行消息认证的机制所需的密钥
HKDF
密钥派生函数(KDF)是密码系统的基本组成部分。它的目标是获取一些初始的密钥材料，并从中派生出一个或多个安全强度很大的密钥。基于HMAC的KDF，称之为HKDF，它可以应用于各种协议和应用程序的构建。HKDF在逻辑上由两个部分组成。第一个部分采用输入密钥材料和“提取”，它是一个固定长度的伪随机密钥K。第二部分则将密钥扩展为几个随机密钥，并以我们需要的长度输出PBKDF2 将salted hash进行多次重复计算得到的密钥

密钥的功能：

加密
解密
数字签名
消息认证
WRAP 封装加密
UNWRAP 拆分解密
MAC信息摘要认证

生成摘要的方法：

单向散列函数
MD5
SHA224 SHA256 SHA384 SHA512

Padding填充方法

OAEP
PSS
PKCS1_V1_5
PKCS5
PKCS7

加密模式：

ECB
CBC
CTR
OFB
CCM
GCM

加解密算法：

RSA
ECCAES
HMAC
HKDF
PBKDF2ECDH
X25519
ED25519

这里简单介绍一下padding

2.4 为什么使用Padding

使用padding的目的：对于特定类型的信息来说，大量相同内容的密文部分是容易推测的比如书信的开头敬语：尊敬的，为了防止攻击，我们使用随机长度的padding对数据进行填充，防止攻击者知道长度，展开攻击

2.5 Padding的类型

这里根据鸿蒙安全模块中出现的填充类型进行一个简单的介绍

2.5.1 OAEP

输入：RSA_size(rsa) – 41
输出：和modulus(RSA钥模长)一样长

2.5.2 PSS

2.5.3 PKCS1_V1_5

填充的规则：

EM = 0x00 || 0x02 || PS || 0x00 || M

其中：
EM是填充后的消息
M是原文
PS是随机数，长度为Len(RSA) - 3 - Len（M）

2.5.4 PKCS5

将数据填充到8的倍数，填充后数据长度的计算公式是定于元数据长度为x，填充后的长度是 x + (8 - (x % 8)), 填充的数据是 8 - (x % 8)，块大小固定为8字节

2.5.5 PKCS7

假设数据长度需要填充n(n>0)个字节才对齐，那么填充n个字节，每个字节都是n;如果数据本身就已经对齐了，则填充一块长度为块大小的数据，每个字节都是块大小；PKCS5只填充到8字节，而PKCS7可以在1-255之间任意填充。

还有前面两篇专门的知识讲解的博客供参考：
鸿蒙安全模块理论知识——MAC，SHA ,hash算法，安全证书相关
加密算法理论概述

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