はじめに
デバイス内でWifiのSSIDやパスワード、クラウド接続トークンなどを保存したいが、平文での保存が適当でない場合が考えられる。その際に如何に解読されにくくするかという実験。
AESによる暗号化
今回はAES-GCMを選択。いろいろ勉強してみたところ以下のような構成を考えた。
TLS1.2で使用される際は、ハンドシェイク後に相手と共有されるIV（初期化ベクトル）、Key（共通鍵）はどちらも生成してIVはフラッシュ上（保護なし）、KeyはATECC608Aの読み出し禁止スロットに保管。
暗号化された暗号文、その際に出るTagも併せてフラッシュ上（保護なし）に置く。
これを読みだして復号ができるかを試す。
前提条件
セキュアなIoTデバイス通信をやってみた(MbedTLS移植編-Configure)で行ったATECC608Aの初期化が完了していること。
ソースコードは下記。
https://github.com/kmwebnet/ECC608-Configure
実装
コードを実際に書いて実装を試していく。
kmwebnet/ECC608-AES-GCM-test
にてコードを公開中。
スロット5番をAES Keyとして書き込みのみ、読み出し不可の設定にする。
これを実現するため、Microchip社のテストコードのコンフィグを確認。
cryptoauthlib/python/tests/test_device.py
今回のATECC608Aでのコンフィグは下記の通りとなる。
Config Zone
バイト13：'AES_Enable': 1に設定
'SlotConfig No5': 0x36C4 → 0x00C4
ビット15-12 ：Writeconfig
ビット8-11 ：WriteKey
上記を0にし書き込み可とする。
'KeyConfig No5' : 0x001C → 0x0018
ビット2-4 ：Keytypeを 0b111(7)から0b110(6)に変更し、AESキーを扱うスロットとして設定する。
上記の設定をcrypto.c冒頭でも確認する。
crypto.c実装解説
crypto.hにてスロット8の416バイトの内訳を定義した。
76バイトの位置から12バイト：IV
88バイトの位置から16バイト：Tag
104バイトの位置から240バイト：暗号化データ
2つの関数を作成。
ATCA_STATUS encryptwrite(uint8_t *data, size_t length)
デバイス内へdataを書き込む
1. atcab_randomで32バイトの乱数を得る。
2. スロット5へ乱数を書き込み、AES Keyとする。
3. atcab_aes_gcm_init_randでIVの初期化を行い、スロット8へ書き込む
4. 暗号化する240バイトを16バイト単位で暗号化し、15回ループを回す。
5. atcab_aes_gcm_encrypt_finishでループ終了、Tagを取得
6. Tag,データをスロット8へ書き込み終了
ATCA_STATUS decryptread(uint8_t *data, size_t length)
デバイス内からdataを読み込む
1. デバイス内からIV,Tagを読み込む
2. atcab_aes_gcm_initでIVを設定する。
3. 復号する240バイトを16バイト単位で復号し、15回ループを回す。
4. atcab_aes_gcm_decrypt_finishでTagの確認を行い、正常なら終了。
上記の2つで、AESキーをデバイスに秘匿した状態、すなわちこのデバイスがないと復号できないデータを作成することができた。