TA的加密

TA在被编译的时候会在optee_os/ta/arch/arm/link.mk里进行一些操作，包括调用脚本对编译出的elf文件进行签名加密生成.ta。
而签名加密的核心在于调用optee_os/scripts/sign_encrypt.py脚本。采用RSA签名，AES加密。当CFG_ENCRYPT_TA变量为y时，TA加密功能被打开。

TA加密功能打开后，在optee开源代码中存放的加密密钥是默认的上图中的TA_ENC_KEY，这个密钥只是作为演示功能，用在自己的工程中替换为自己的密钥。在调用签名加密脚本时候，传入签名私钥，加密的密钥。

目前的从git下载的optee代码中没有打开TA加密功能，只有TA签名功能。如何增加TA的加密功能，以optee_examples工程下的hello_world TA为例。我将CFG_ENCRYPT_TA变量定义在makefile里。CFG_ENCRYPT_TA ?= y 编译时就会调用脚本对hello_world的TA进行了AES加密。加密后其镜像头部会增加ehdr的数据。存放在shdr_encrypte_ta类型的结构体里。

struct shdr_encrypte_ta {uint32_t enc_algo;uint32_t flags;uint16_t iv_size;uint16_t tag_size;
};

签名加密后的TA文件变成了 uuid.ta，比如hello_world编译签名加密后变成了8aaaf200-2450-11e4-abe2-0002a5d5c51b.ta，其通过sig_encrypto.py脚本添加的头部信息如上图。
shdr是与签名有关的信息。
magic：需要与optee-os里的匹配。
img_type：TA镜像类型，是否加密。
img_siez：TA镜像大小。
alg：签名算法，默认RSA。
hash_size:：TA签名的摘要大小。此摘要是除去sig和hash后对整个ta文件的摘要
sig_size：TA签名的大小。签名是对前面摘要的签名。

bs_hdr是和TA相关的信息
uuid：此TA的uuid.
ta_version：TA的版本号

ehdr是和加密相关的信息
enc_alg：加密算法，默认是AES。
flag：加密的标识，代表密钥类型。
iv_size：加密iv值的大小。
tag_size：tag的大小。

TA的解密

加密功能使能的TA其头部shdr会存放签名相关的信息。shdr里的img_type变量存放TA镜像类别，是否加密。optee-os加载TA时会判断其是否加密，没有加密则只验签，加密则先验签和解密。

解密TA依赖于 tee_ta_decrypt_init函数。其调用tee_otp_get_ta_enc_key函数获取TA加密的密钥用于解密。此函数在optee里默认从固定的数组（也就是optee-os里保存的用于验签TA的公钥）里派生。用于自己的工程需要修改为自己获取密钥的方式。

那么默认的密钥是如何派生的呢？
通过huk_subkey_derive函数，将用于派生的数组传入函数，进行HAMC_SHA256计算，得到digest就是派生出的密钥，此密钥和link.mk里的一样，不一样则TA解密失败。此处可以替换为自己的密钥获取方式，但是需要和link.mk里的一致。

const uint8_t ta_pub_key_modulus[] = {0xa6, 0x5a, 0x18, 0xad, 0xc0, 0xb3, 0xce, 0xe3,
....
};

得到密钥后调用

res = crypto_authenc_init(*enc_ctx, TEE_MODE_DECRYPT, key, sizeof(key),SHDR_ENC_GET_IV(ehdr), ehdr->iv_size,ehdr->tag_size, 0, len);

传入密钥，初始化解密上下文。
在后面的TA已经加载完成后，ree_fs_ta_read时进行解密的工作。因为TA是分段加载的，所以解密也是分段的，需要多次解密。

static TEE_Result ree_fs_ta_read(struct user_ta_store_handle *h, void *data,size_t len)
{struct ree_fs_ta_handle *handle = (struct ree_fs_ta_handle *)h;/*获取TA镜像除去头之后的elf格式所在位置*/uint8_t *src = (uint8_t *)handle->nw_ta + handle->offs;size_t next_offs = 0;uint8_t *dst = src;TEE_Result res = TEE_SUCCESS;if (ADD_OVERFLOW(handle->offs, len, &next_offs) ||next_offs > handle->nw_ta_size)return TEE_ERROR_BAD_PARAMETERS;/*判断TA类型*/if (handle->shdr->img_type == SHDR_ENCRYPTED_TA) {if (data) {dst = data; /* Hash secure buffer *//*解密len长度的数据到安全内存中，加载多长的数据就解密多长的数据*/res = tee_ta_decrypt_update(handle->enc_ctx, dst, src,len);if (res != TEE_SUCCESS)return TEE_ERROR_SECURITY;} else {size_t num_bytes = 0;size_t b_size = MIN(1024U, len);uint8_t *b = malloc(b_size);if (!b)return TEE_ERROR_OUT_OF_MEMORY;dst = NULL;while (num_bytes < len) {size_t n = MIN(b_size, len - num_bytes);res = tee_ta_decrypt_update(handle->enc_ctx, b,src + num_bytes, n);if (res)break;num_bytes += n;res = crypto_hash_update(handle->hash_ctx, b,n);if (res)break;}free(b);if (res != TEE_SUCCESS)return TEE_ERROR_SECURITY;}} else if (data) { /*不是加密的TA则直接拷贝*/dst = data; /* Hash secure buffer (shm might be modified) */memcpy(dst, src, len);}if (dst) {/*更新hash_ctx，以便后面计算出TA的hash值使用*/res = crypto_hash_update(handle->hash_ctx, dst, len);if (res != TEE_SUCCESS)return TEE_ERROR_SECURITY;}/*将句柄的偏移更新*/handle->offs = next_offs;if (handle->offs == handle->nw_ta_size) {/*判断当前是否已经加载了所有的segment*/if (handle->shdr->img_type == SHDR_ENCRYPTED_TA) {/** Last read: time to finalize authenticated* decryption.*//*加载所有segment之后进行ctx final收尾工作*/res = tee_ta_decrypt_final(handle->enc_ctx,handle->ehdr, NULL, NULL, 0);if (res != TEE_SUCCESS)return TEE_ERROR_SECURITY;}/** Last read: time to check if our digest matches the expected* one (from the signed header)*/res = check_digest(handle);/*加载所有segment之后进行hash校验与shdr里的比较*/if (res != TEE_SUCCESS)return res;if (handle->bs_hdr)res = check_update_version(handle->bs_hdr);}return res;
}

镜像的解密是随着TA的elf文件的加载进行的，TA的elf是分段多次加载，先加载elf head，所以就先解密elf head，所以TA的elf每次加载都会触发解密操作。直到TA elf文件完全加载完成。

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