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Ativar o MACsec para recursos Ethernet

Esta página explica como ativar o MACsec para recursos Ethernet.

Usar o MACsec para autenticar e criptografar a Ethernet de comunicação usada pelo infoentretenimento veicular (IVI) para diferentes unidades de ECU, protegendo os dados contra adulteração, reprodução ou divulgação de informações. Faça esta compra ativando MACsec IEEE 802.11AE para a rede Ethernet.

Visão geral

Para ativar o MACsec, o wpa_supplicant é usado como o daemon para processar o Handshake do contrato de chave MACsec (MKA). Uma HAL MACsec é definida para armazenar o MACsec chamada de chave de associação de conectividade (CAK, na sigla em inglês). A HAL MACsec oferece suporte apenas ao CAK. Essa HAL MACsec específica do fornecedor armazena o CAK com segurança em um armazenamento mais resistente. O provisionamento da chave depende da implementação do fornecedor.

Fluxo do MACsec

A Figura 1 ilustra o fluxo MACsec na unidade principal.

Ativar MACsec

Para oferecer suporte a funcionalidades com a chave CAK MACsec, o MACsec para Ethernet precisa ser explicitamente ativada com uma HAL MACsec específica do fornecedor.

Para ativar o recurso, ative o wpa_supplicant_macsec e as APIs macsec-service para PRODUCT_PACKAGES e o arquivo de configuração para wpa_supplicant_macsec, init rc script para PRODUCT_COPY_FILES.

Por exemplo, este arquivo [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

Por exemplo, 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
}

Exemplo de wpa_supplicant_macsec.conf em eth0. Quando várias redes precisam ser protegidas pelo MACsec, poderá iniciar vários serviços.

# 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

Inicie wpa_supplicant_macsec depois que a interface Ethernet estiver pronta. Se o a Ethernet do sistema não estiver pronta, wpa_supplicant retornará um erro imediatamente. Para evitar disputas, uma espera (o tempo limite padrão é de 5 (cinco) segundos) para /sys//class/net/${eth_interface} pode ser necessário.

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

Configurar o endereço IP da interface MACsec

A configuração do endereço IP da interface MACsec pode ser feita pela conectividade do sistema quando o zigoto começa. Este é um exemplo de arquivo XML de sobreposição para conectividade. Se o O endereço IP da interface MACsec precisa estar pronto antes do início do zigoto, um atributo específico do fornecedor o daemon precisaria escutar a interface macsec0 e configurá-la, já que o o gerenciador de conectividade do sistema é iniciado apenas após o início do zigoto.

# 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>

HAL MACsec

A HAL específica do fornecedor do MACsec deve implementar as seguintes funções para proteger o CAK de dados. Todas as criptografias e descriptografias com a chave são feitas diretamente sem expor a chave 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);
}

Implementação de referência

Uma implementação de referência é fornecida hardware/interfaces/macsec/aidl/default, que fornece um software implementação da HAL com chaves incorporadas. Essa implementação fornece apenas uma referência funcional à HAL, já que as chaves não têm um armazenamento resistente a adulterações.

Testar a HAL MACsec

Um teste de HAL MACsec é fornecido hardware/interfaces/automotive/macsec/aidl/vts/functional:

Para executar o teste:

$ atest VtsHalMacsecPskPluginV1Test

Isso chama addTestKey para inserir uma chave de teste na HAL e verificar valores esperados para calcIcv, generateSak, wrapSak e unwrapSak.

Para confirmar se o MACsec está funcionando, para testes de integração, dê um ping entre duas máquinas no Interface MACsec:

# ping -I macsec0 10.10.10.1

Para testar o Cuttlefish com o host, echo 8 > /sys/devices/virtual/net/cvd-ebr/bridge/group_fwd_mask no host está necessárias para permitir a passagem de frames do LLDP exigidos para o MACsec.