Codetronik

목표 : github CI에 AI SAST 도구인 CodeRabbit을 통합하여 취약점을 관리하도록 함. SonarCloud와는 다르게 Pull Request만 리뷰 가능함. (2주 무료)

CodeRabbit 설정

1. https://www.coderabbit.ai/

2. Get a free trial

3. Login with GitHub

4. Add Repositories

5. repo Settting에서 Review Language 변경

GitHub 설정

6. repo 루트에 .coderabbit.yaml 생성

language: "ko-KR"
early_access: false
reviews:
  profile: "chill"
  request_changes_workflow: false
  high_level_summary: true
  poem: true
  review_status: true
  collapse_walkthrough: false
  auto_review:
    enabled: true
    drafts: false
chat:
  auto_reply: true

7. 코드 수정 후 Pull Request

8. 리뷰 참조 : https://github.com/codetronik/aabbcc/pull/3

목표 : github CI에 SAST 도구인 SonarCloud을 통합하여 취약점을 관리하도록 함

SonarCloud 설정

1. https://sonarcloud.io/

2. GitHub / Birbucket / GitLab 등을 선택할 수 있다. GitHub 선택

3. Import an organization 선택 

4. 적용을 원하는 repo 선택 후 Install & Authorize

5. 키와 Organization 키 설정 후, 요금 플랜 선택 후 Create Organization 선택

6. 분석을 원하는 repo 선택 후 Set Up 선택

7. 새 코드 범위 설정 후 Create project 선택

Previous Version : 커밋 후 변경된 모든 코드를 새코드로 간주

Number of days : 지난 x일 동안 변경된 모든 코드는 새코드로 간주

8. Information에서 Project Key와 Organization Key 확인

이 키는 GitHub가 SonarCloud에 접근할 때 사용 됨

9. Administration -> Analysis Method -> Automatic Analysis 해제

9. My Account -> Security -> 토큰 이름 지정 후 Generate Token 선택

이 토큰은 GitHub가 SonarCloud에 접근할 때 사용 됨

GitHub 설정 (예제가 궁금하다면 https://github.com/codetronik/KeyStoreExample 참조)

1. Settings -> Secrets and variables -> Actions -> New repository secret  선택

Name엔 SONAR_TOKEN, Secret엔 9번에서 생성한 토큰 입력

2. build.gradle.kts 수정

plugins {
	alias(libs.plugins.android.application) apply false
	alias(libs.plugins.kotlin.android) apply false
	id("org.sonarqube") version "4.4.1.3373" // 추가!!
}

3. yml 수정

name: Android Build with SonarCloud

on:
  push:
    branches: [ main ]
  pull_request:
    branches: [ main ]

jobs:
  build:
    name: Build Debug APK & Analyze with SonarCloud
    runs-on: ubuntu-latest

    steps:
    - name: Checkout repository
      uses: actions/checkout@v4

    - name: Set up JDK 17
      uses: actions/setup-java@v4
      with:
        distribution: 'temurin'
        java-version: '17'
        cache: gradle

    - name: Set up Android SDK
      uses: android-actions/setup-android@v3

    - name: Grant execute permission for Gradle
      run: chmod +x ./gradlew

    - name: Run SonarCloud analysis
      env:
        SONAR_TOKEN: ${{ secrets.SONAR_TOKEN }}
      run: |
        ./gradlew sonar \
          -Dsonar.projectKey=8번에서 확인한 키 \
          -Dsonar.organization=8번에서 확인한 키 \
          -Dsonar.host.url=https://sonarcloud.io \
          -Dsonar.login=${SONAR_TOKEN}
          
    - name: Build Debug APK
      run: ./gradlew assembleDebug

    - name: Upload Debug APK
      uses: actions/upload-artifact@v4
      with:
        name: debug-apk
        path: app/build/outputs/apk/debug/app-debug.apk

4. 빌드 완료 후, 분석 결과를 SonarCloud  에서 확인 가능

내용을 확인하면, 자격 증명(pin / 패턴 등) 없이 키스토어에 접근이 가능하다고 함.

목표 : 기존 github repo에 CI 구축

1. repo에서 Actions 선택

2. CI설정이 안되어 있다면, Suggested for this repository가 보일 것이다. Simple workflow -> Configure 선택

3. 기존 내용은 지우고, 아래와 같이 입력

name: Android Build (Debug APK)

on:
  push:
    branches: [ main ]
  pull_request:
    branches: [ main ]

jobs:
  build:
    name: Build Debug APK
    runs-on: ubuntu-latest

    steps:
    - name: Checkout repository
      uses: actions/checkout@v4

    - name: Set up JDK 17
      uses: actions/setup-java@v4
      with:
        distribution: 'temurin'
        java-version: '17'
        cache: gradle

    - name: Set up Android SDK
      uses: android-actions/setup-android@v3

    - name: Grant execute permission for Gradle
      run: chmod +x ./gradlew

    - name: Build Debug APK
      run: ./gradlew assembleDebug

    - name: Upload Debug APK
      uses: actions/upload-artifact@v4
      with:
        name: debug-apk
        path: app/build/outputs/apk/debug/app-debug.apk

4. 빌드가 진행되는 것을 확인할 수 있다.

사용하면 안 되는 AES 모드

1. ECB (Electronic Codebook)
   • 동일한 입력이 동일한 출력으로 변환되므로 패턴이 보존됨 → 보안 취약
   • 예제: 이미지 암호화 시 패턴이 남음 (펭귄 이미지 문제)
2. OFB (Output Feedback) 및 CFB (Cipher Feedback)
   • IV를 재사용하면 키 스트림이 반복되어 보안이 깨질 위험이 있음
   • 동기화 문제가 발생할 경우 전체 데이터가 손상될 가능성 존재

추천하는 AES 모드

1. GCM (Galois/Counter Mode)
   • AEAD (Authenticated Encryption with Associated Data) 지원
   • 무결성 검증 기능 포함 → 데이터 변조 감지 가능
   • 빠른 속도와 병렬 처리 가능
   • TLS 1.2/1.3에서 가장 많이 사용됨
2. CTR (Counter Mode)
   • 빠르고 병렬화 가능
   • IV(Nonce) 관리만 잘하면 안전
3. XTS (XEX-based Tweaked CodeBook mode with CipherText Stealing)
   • 디스크 암호화용으로 가장 적합
   • BitLocker, APFS 등에서 사용

새롭게 출시된 JAVA24에서 PQC를 지원한다.

CRYSTALS-Dilithium(ML-DSA)를 지원한다고 해서 테스트를 해보았다. FALCON(FN-DSA)는 아직 미지원인듯 하다.

package org.example

import java.security.KeyPair
import java.security.KeyPairGenerator
import java.security.Signature

fun main() {
    // ML-DSA 키 쌍 생성
    val keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("ML-DSA-44")
    val keyPair: KeyPair = keyGen.generateKeyPair()

    // 개인키 & 공개키 원본 데이터 및 크기 출력
    val privateKeyBytes = keyPair.private.encoded
    val publicKeyBytes = keyPair.public.encoded

    println("Private Key (Raw Bytes): ${privateKeyBytes.joinToString(" ") { "%02X".format(it) }}")
    println("Private Key Size: ${privateKeyBytes.size} bytes")

    println("Public Key (Raw Bytes): ${publicKeyBytes.joinToString(" ") { "%02X".format(it) }}")
    println("Public Key Size: ${publicKeyBytes.size} bytes")

    // 메시지 서명
    val signature = Signature.getInstance("ML-DSA")
    signature.initSign(keyPair.private)
    val message = "Quantum-Secure Message".toByteArray()
    signature.update(message)
    val signedMessage: ByteArray = signature.sign()

    // 서명 데이터 원본 및 크기 출력
    println("Signature (Raw Bytes): ${signedMessage.joinToString(" ") { "%02X".format(it) }}")
    println("Signature Size: ${signedMessage.size} bytes")

    // 서명 검증
    signature.initVerify(keyPair.public)
    signature.update(message)
    val isValid: Boolean = signature.verify(signedMessage)

    println("Signature Valid: $isValid")
}

Private Key (Raw Bytes): 30 82 0A 18 02 01 00 30 0B 06 09 60 86 48 01 65 03 04 03 11 04 82 0A 04 04 82 0A 00 43 53 FD 67 AE 49 30 DE 92 DE E1 CE AB AB 10 AA 88 4A CC 48 8D 70 CE 32 42 C8 71 5B 70 8A 25 11 39 14 FE 92 F3 9B F7 68 06 58 5D CE 57 DC 16 D6 AE 12 41 52 30 7D F0 72 AB FE DE 85 61 4B 0A 19 29 F8 A5 E1 67 38 78 04 EF 7E 6E 16 31 BE 98 09 77 58 5B 37 C2 AB 52 28 97 42 FF 52 D5 D8 DE CD 07 95 37 2A 03 14 2B 4D D6 CB EB 6C 2A CA 72 0C 80 F7 27 86 0B 5C CB 96 D5 16 63 E2 BE F4 61 4B 11 A5 30 61 42 26 1C 37 41 99 84 08 D9 06 72 62 C4 8C 03 41 85 5B 30 65 88 32 69 DC 90 25 D9 22 40 02 93 11 81 82 21 1C 22 8D 4B 12 2C 11 48 82 89 14 24 23 38 24 48 C8 40 1C C7 28 DA 02 44 CA 92 80 0A 17 30 92 28 71 5A 26 65 8A 20 50 01 12 09 04 41 45 CC 94 08 01 93 60 14 C7 2C 83 96 01 10 89 81 82 94 8C 02 28 62 52 42 02 1B 08 24 0B 13 29 D9 12 51 1B 10 11 53 00 31 0A B0 24 1A A7 8D 98 B2 4C 1B 94 68 20 84 2D A0 10 82 01 96 09 9A 28 30 0A 19 2E 10 02 49 14 88 69 1C 40 28 44 34 69 21 87 65 63 06 30 11 89 90 53 B2 49 0C 80 45 1A 16 65 00 A4 50 1A 41 8D 1A C5 50 0B 38 8E 0A 42 10 5A B4 2C 5A 42 6E D9 B2 8D C1 00 66 DB 14 8C E0 38 26 C1 A0 69 93 A8 65 20 98 2D 80 C0 08 54 30 46 54 C6 91 42 B6 6D 0A 83 60 9C 96 21 E3 02 50 08 24 8C C2 16 21 14 C7 45 80 34 69 51 20 88 00 43 8E 1A C6 60 0C B5 24 E4 04 10 C4 30 82 0B 07 28 18 48 69 CB 90 69 02 38 26 60 48 12 92 38 52 0B 25 88 4A 22 21 C8 26 91 49 16 4E 01 28 09 23 A8 6D 10 93 08 49 22 0C 04 10 30 91 18 86 13 48 09 24 27 48 92 02 52 A2 C0 10 92 16 84 08 34 90 20 B2 50 E0 16 61 0B 01 80 40 32 00 11 21 81 0A 28 69 4B 80 11 9C 34 2C A2 90 90 01 17 09 18 B4 31 58 84 90 22 18 92 41 A6 88 1C 08 8A 4A 86 69 43 44 70 14 19 08 9C 34 4C 24 28 21 9C 86 45 53 24 49 5A 30 2C 20 B6 41 A0 20 06 13 83 50 E3 12 44 90 10 02 C2 A2 09 23 14 06 9C 36 6A DB 30 09 0C 09 02 23 B5 41 12 98 69 5B A2 01 9A 26 64 4B 28 68 C9 00 08 0A 17 89 C9 36 06 09 00 00 D8 20 10 10 18 41 E2 38 04 54 10 70 DA 38 32 9C 04 90 63 48 0D 08 32 72 53 B0 8D 22 49 90 4C 42 25 82 14 25 1C 46 61 0A 41 22 1A 35 2C 02 24 61 11 12 8D 11 29 10 08 94 30 22 27 46 CB 30 49 04 C3 6C 18 C2 91 0A 42 61 C4 C4 09 E4 A8 88 80 26 22 9C 36 0C D4 24 60 98 90 6C 20 80 61 CB 32 29 E1 86 51 1B 38 82 E2 82 29 44 42 2C 04 C3 31 40 04 2D 42 30 09 23 26 85 23 B8 20 22 99 28 D3 A8 68 21 A5 49 E3 B0 71 04 87 04 14 04 49 13 45 89 58 36 48 8A C0 8C 21 47 21 21 04 40 44 B0 6D CC C2 84 C9 04 80 64 82 31 D0 02 86 94 08 4A 09 05 80 1A C3 8C C1 12 31 CC 96 05 24 81 20 53 A6 09 9B 88 01 D9 86 89 98 36 91 8A 26 64 A3 02 4E 22 08 51 40 B0 50 C4 C2 71 52 20 45 80 90 6D 18 B6 81 CC 88 20 C4 28 71 12 16 0E A2 22 25 09 04 50 14 31 51 D3 46 01 22 82 71 48 44 70 02 A0 30 24 85 48 11 08 04 4C 28 20 24 05 0A 5B 04 28 DA 14 00 21 45 42 89 94 31 12 A4 01 A1 06 6C CB 96 31 9A 06 50 A2 30 06 1A 34 09 5C 06 42 C2 28 48 01 41 CE 83 4B 0A A8 56 C8 4A 97 9C F3 CB 35 49 09 73 EB 1C E8 87 62 CB D5 5D D0 62 D5 40 7C 23 69 97 29 1D BF D4 09 9A C5 95 C6 E3 A6 CE FC 04 68 C6 1E 5B 66 C1 DD 0E 70 23 F1 31 77 28 5F 91 1E AE 23 9A 73 96 B0 72 2C D8 89 9C 31 00 40 54 3F A5 86 56 08 50 1F 00 6F EA C6 CB 54 7A C8 5E 75 3D A5 5B 35 EC 0E DE CB 3C 09 E7 E5 F1 31 D4 9E 33 C3 E7 86 3A 26 63 53 4A DB FB 4B 15 A7 C9 82 6D B9 36 A4 64 D7 BC C1 36 53 09 1A D9 95 80 72 92 6A DB E8 EC 12 40 E3 68 BA 41 30 FC 05 FF BA 67 C5 2D B4 32 A1 3F 39 FD 46 E2 2B 7A 8D EB 01 63 08 27 7D 92 16 57 1A 74 54 DC F3 5C 07 C2 CB 38 CF B8 44 FC 7E 07 98 ED 65 12 58 DD C1 EB 1D 67 F1 38 4D 34 7D 47 F9 A9 16 5D F2 A7 05 23 C9 15 08 86 AC F1 CD B5 BB 1C C3 30 07 EC 88 14 C3 01 24 23 C3 9D 8C D9 DF E2 EB 08 06 B0 A5 24 9F FD 4C 0B AE 0A AE A9 70 DE 64 03 85 E6 29 EE 45 17 69 17 D4 EF 6B EA E9 4B EB C9 A9 BE C7 02 1C 8A 1F 79 40 49 32 D7 83 29 DA 49 73 8D 5B 7F 36 89 41 73 63 3C E8 B3 AD 96 31 B0 A1 C6 05 06 C6 D0 86 FC 44 35 82 CC 50 24 B8 B3 34 AA D3 82 E5 99 A9 5C DC 02 AD 00 92 F8 EA 4E 9E F3 02 CA 6C 9C E3 72 36 47 0C 5A 64 FD 39 33 79 22 38 7B EC 74 55 CB E8 A1 22 D1 5A 4E 32 28 08 FF 86 58 7E 6A 83 2B 10 6F D5 E0 EE 02 6D 22 4A BC 80 BD 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
Signature Size: 2420 bytes
Signature Valid: true

ASN1 DER를 파싱하면 스펙의 사이즈와 일치하는 것을 확인할 수있다.

ECIES-X963-SHA256-AESGCM을 살펴보자.

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import ec
from cryptography.hazmat.primitives.hashes import SHA256
from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
from cryptography.hazmat.primitives.kdf.x963kdf import X963KDF
import os

# AES-GCM 암호화 함수
def aes_gcm_encrypt(key, plaintext):
    iv = os.urandom(12)  # GCM IV (12바이트)
    cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.GCM(iv))
    encryptor = cipher.encryptor()
    ciphertext = encryptor.update(plaintext) + encryptor.finalize()
    return iv, ciphertext, encryptor.tag  # (IV, 암호문, 인증 태그)

# AES-GCM 복호화 함수
def aes_gcm_decrypt(key, iv, ciphertext, tag):
    cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.GCM(iv, tag))
    decryptor = cipher.decryptor()
    return decryptor.update(ciphertext) + decryptor.finalize()

# ECDH 키 교환 및 KDF (X9.63-KDF with SHA-256)
def derive_shared_key(private_key, peer_public_key):
    shared_secret = private_key.exchange(ec.ECDH(), peer_public_key)
    print(f"shared key : {shared_secret.hex()}")
    kdf = X963KDF(algorithm=SHA256(), length=32, sharedinfo=None)  # 256-bit AES key
    return kdf.derive(shared_secret)

# 🔹 1️⃣ Alice와 Bob의 키 쌍 생성 (SECP256R1 사용)
alice_private_key = ec.generate_private_key(ec.SECP256R1())
bob_private_key = ec.generate_private_key(ec.SECP256R1())

alice_public_key = alice_private_key.public_key()
bob_public_key = bob_private_key.public_key()

# 🔹 2️⃣ Alice가 Bob의 공개 키를 받아 대칭 키 생성
alice_shared_key = derive_shared_key(alice_private_key, bob_public_key)

# 🔹 3️⃣ Bob이 Alice의 공개 키를 받아 같은 대칭 키 생성
bob_shared_key = derive_shared_key(bob_private_key, alice_public_key)

assert alice_shared_key == bob_shared_key  # 키가 동일해야 함

# 🔹 4️⃣ Alice가 메시지를 암호화하여 Bob에게 전송
plaintext = b"Hello"
iv, ciphertext, tag = aes_gcm_encrypt(alice_shared_key, plaintext)

# 🔹 5️⃣ Bob이 받은 데이터를 복호화
decrypted_message = aes_gcm_decrypt(bob_shared_key, iv, ciphertext, tag)

print(f"📩 암호화된 메시지: {ciphertext.hex()}")
print(f"🔓 복호화된 메시지: {decrypted_message.decode()}")

1. alice & bob은 secp256r1 곡선으로 키 쌍 생성

2. alice/bob 개인키와 bob/alice 공개키로 ECDH 수행하여 공유키 유도

3. 공유키를 키 유도(X.963-SHA256)하여 공유 AES 대칭키 유도

4. 공유 AES 대칭 키로 AES-GCM 수행

# secp256k1 예시

from ecdsa import SECP256k1, SigningKey, VerifyingKey
from ecdsa.util import sigencode_der, sigdecode_der
import hashlib

# Alice (서명자)
def alice_sign(message):
    # Alice의 개인키 생성
    sk = SigningKey.generate(curve=SECP256k1)
    # Alice의 공개키 생성
    vk = sk.get_verifying_key()
    
    # 메시지 해싱
    message_hash = hashlib.sha256(message.encode('utf-8')).digest()
    print(f"Alice가 해싱한 메시지: {message_hash.hex()}")
    
    # 서명 생성
    signature = sk.sign(message_hash, sigencode=sigencode_der)
    print(f"Alice의 서명: {signature.hex()}")
    
    return signature, vk

# Bob (검증자)
def bob_verify(message, signature, vk):
    # 메시지 해싱
    message_hash = hashlib.sha256(message.encode('utf-8')).digest()
    print(f"Bob이 해싱한 메시지: {message_hash.hex()}")
    
    # 서명 검증
    try:
        vk.verify(signature, message_hash, sigdecode=sigdecode_der)
        print("서명 검증 성공!")
        return True
    except:
        print("서명 검증 실패!")
        return False

# Alice가 서명
message = "Alice의 중요한 메시지"
print(f"서명할 메시지: {message}")
signature, alice_vk = alice_sign(message)

# Bob이 서명 검증
bob_verify(message, signature, alice_vk)

서명할 메시지: Alice의 중요한 메시지
Alice가 해싱한 메시지: 2491722cc10f5bd7bc9f79ae476ba2c1055dab43be2fca9dc81e0718a1381642
Alice의 서명: 3044022029160eb2534be33a8311639465202dcdee5a7725fc41cd9f01e1c8d986a66688022003c159499de24335b0c89d4a34cc35b0714b58d935ed615cc131b1ab2278d7ad
Bob이 해싱한 메시지: 2491722cc10f5bd7bc9f79ae476ba2c1055dab43be2fca9dc81e0718a1381642
서명 검증 성공!

서명 구조 (der)

# secp256r1 예시

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import ec
from cryptography.hazmat.primitives import hashes
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding
from cryptography.hazmat.primitives import serialization
import hashlib

# Alice (서명자)
def alice_sign(message):
    # Alice의 개인키 생성 (secp256r1 사용)
    sk = ec.generate_private_key(ec.SECP256R1())
    
    # Alice의 공개키 생성
    vk = sk.public_key()
    
    # 메시지 해싱
    message_hash = hashlib.sha256(message.encode('utf-8')).digest()
    print(f"Alice가 해싱한 메시지: {message_hash.hex()}")
    
    # 서명 생성
    signature = sk.sign(message_hash, ec.ECDSA(hashes.SHA256()))
    print(f"Alice의 서명: {signature.hex()}")
    
    return signature, vk

# Bob (검증자)
def bob_verify(message, signature, vk):
    # 메시지 해싱
    message_hash = hashlib.sha256(message.encode('utf-8')).digest()
    print(f"Bob이 해싱한 메시지: {message_hash.hex()}")
    
    # 서명 검증
    try:
        vk.verify(signature, message_hash, ec.ECDSA(hashes.SHA256()))
        print("서명 검증 성공!")
        return True
    except:
        print("서명 검증 실패!")
        return False

# Alice가 서명
message = "Alice의 중요한 메시지"
print(f"서명할 메시지: {message}")
signature, alice_vk = alice_sign(message)

# Bob이 서명 검증
bob_verify(message, signature, alice_vk)

서명할 메시지: Alice의 중요한 메시지
Alice가 해싱한 메시지: 2491722cc10f5bd7bc9f79ae476ba2c1055dab43be2fca9dc81e0718a1381642
Alice의 서명: 304402202797f1bd7f59f0f2a7865655fd2999ca1d1e5158b29d546cb71aa57155ab901502201165c74887c2ad384c9f8cf6a7b4de771c4bd06467bf396422bcee39527b60d4
Bob이 해싱한 메시지: 2491722cc10f5bd7bc9f79ae476ba2c1055dab43be2fca9dc81e0718a1381642
서명 검증 성공!

서명 구조가 secp256k1과 동일

# ed25519 예시

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import ed25519
from cryptography.hazmat.primitives import hashes
import hashlib

# Alice (서명자)
def alice_sign(message):
    # Alice의 개인키 생성 (ed25519 사용)
    sk = ed25519.Ed25519PrivateKey.generate()
    
    # Alice의 공개키 생성
    vk = sk.public_key()
    
    # 메시지 해싱
    message_hash = hashlib.sha256(message.encode('utf-8')).digest()
    print(f"Alice가 해싱한 메시지: {message_hash.hex()}")
    
    # 서명 생성
    signature = sk.sign(message_hash)
    print(f"Alice의 서명: {signature.hex()}")
    
    return signature, vk

# Bob (검증자)
def bob_verify(message, signature, vk):
    # 메시지 해싱
    message_hash = hashlib.sha256(message.encode('utf-8')).digest()
    print(f"Bob이 해싱한 메시지: {message_hash.hex()}")
    
    # 서명 검증
    try:
        vk.verify(signature, message_hash)
        print("서명 검증 성공!")
        return True
    except:
        print("서명 검증 실패!")
        return False

# Alice가 서명
message = "Alice의 중요한 메시지"
print(f"서명할 메시지: {message}")
signature, alice_vk = alice_sign(message)

# Bob이 서명 검증
bob_verify(message, signature, alice_vk)

서명할 메시지: Alice의 중요한 메시지
Alice가 해싱한 메시지: 2491722cc10f5bd7bc9f79ae476ba2c1055dab43be2fca9dc81e0718a1381642
Alice의 서명: 1a9e8142f0ca566e3bdb67330816c7592c2882d3c3ccd154d5c29c7795aabdc82271aa22370d64adcc1eedb868f9448d25fdbf407b145dda90ba08d8cf29fa00
Bob이 해싱한 메시지: 2491722cc10f5bd7bc9f79ae476ba2c1055dab43be2fca9dc81e0718a1381642
서명 검증 성공!

서명 구조

https://github.com/codetronik/optee-aes

1. 키 설정

TA에서는 OP-TEE API를 활용하여 eMMC의 RPMB(Replay Protected Memory Block) 파티션에 키를 생성하고 삭제할 수 있다. 이 영역은 Normal World에서 접근할 수 없다.

별칭(alias)을 지정하여 키에 접근한다. (TA간 키는 공유할 수 없다. 즉, alias가 동일하더라도, 다른 TA의 alias에 접근할 수 없다.) RPMB에 키가 존재하지 않으면, 키를 생성하여 저장한다. 

TA 관련 주요 API들은 중요 데이터 저장을 위해 세션을 제공한다. 뭘 저장할 지는 자유이며, 필자는 이 곳에 키를 저장하였다.

2. AES-GCM을 구현

세션에서 키를 불러온 후, 이를 사용하여 데이터를 암/복호화한다. TA에서는 암호화 과정에서 IV를 랜덤하게 생성하며, 최종적으로 생성된 태그(tag)와 암호문(cipher)을 함께 반환한다.

소스 : https://github.com/codetronik/optee_example

프로젝트 구조는 아래와 같이 구성되어야 한다. (어떻게 만들던 상관없지만, Normal 과 TA는 분리되어 있어야 개발이 편해진다.)

├── include
│   └── common.h
├── normal
│   └── main.cpp
└── ta
    ├── Makefile
    ├── ta.c 
    ├── sub.mk // 필수 파일
    └── user_ta_header_defines.h // 필수 파일

유저가 OP-TEE OS의 Normal World(일반 리눅스 영역)에서 main을 실행하면, Secure World의 TA와 통신하게 된다.

TA 소스는 콜백 함수 구현이므로, 반드시 C로 작성하여야 컴파일이 된다. Normal은 C++로 작성해도 상관 없다. 

TA와 Normal 각각 컴파일 하여야 한다.

필자는 라즈베리파이를 사용 중이라 크로스컴파일러 설치를 안했으므로, 참고 바람.

normal의 경우 필자는 clang을 사용했다.

// normal
clang --sysroot=/home/code/optee/out-br/host/aarch64-buildroot-linux-gnu/sysroot -o main main.cpp -lteec -std=c++20 -lstdc++ -Wunused-parameter

// TA
make

TA 실행 파일(11223344-5566-7788-99aa-bbccddeeff00.ta)은 /lib/optee_armtz에 복사한다. Normal은 /tmp 등 적절한 곳에 복사한다. 우분투<->QEMU간 파일 전송은 #1편을 참조

Secure World 콘솔을 보면, Hello 가 로깅된 것을 확인할 수 있다.

참조 : https://optee.readthedocs.io/en/latest/building/trusted_applications.html

목표 : qemu에 op-tee os를 설치한 후 테스트

필자 환경 : ubuntu 24.04.2 (라즈베리파이)

sudo apt update
sudo apt upgrade
sudo apt install -y adb acpica-tools autoconf automake bc bison build-essential ccache cpio cscope curl device-tree-compiler e2tools expect fastboot flex ftp-upload gdisk git libattr1-dev libcap-ng-dev libfdt-dev libftdi-dev libglib2.0-dev libgmp3-dev libhidapi-dev libmpc-dev libncurses5-dev libpixman-1-dev libslirp-dev libssl-dev libtool libusb-1.0-0-dev make repo mtools ninja-build python3-cryptography python3-pip python3-pyelftools python3-serial python-is-python3 rsync swig unzip uuid-dev wget xdg-utils xsltproc xterm xz-utils zlib1g-dev

mkdir -p ~/optee && cd ~/optee

git config --global user.email "1.com"
git config --global user.name "1"

repo init -u https://github.com/OP-TEE/manifest.git -m qemu_v8.xml -b 4.5.0
repo sync -j16 --no-clone-bundle

cd build
make -j16 toolchains

make -j16 #크로스 컴파일
make run #op-tee os 구동

make run-only # 2번째 실행부터는 이 명령어로 접속

공유 폴더 설정하는 방법

[호스트]

vi /home/code/optee/build/Makefile

QEMU_RUN_ARGS 문자열 검색 후 아래 추가 (path는 본인 경로에 맞게)

QEMU_RUN_ARGS += -fsdev local,id=fsdev0,path=/home/code,security_model=mapped,multidevs=remap -device virtio-9p-pci,fsdev=fsdev0,mount_tag=hostshare

[OP-TEE OS]

mkdir -p /mnt/host
mount -t 9p -o trans=virtio hostshare /mnt/host